3. 关于春分、秋分对称的M、N 两天,则M 昼长等于N 夜长,M 夜长等于N 昼长一年之中太阳直射点的南北移动、正午太阳高度的变化、昼夜长短的变化等相对于“二至二分”日来说是对称分布的(图6)。如果知道某地某日昼长,则可根据对称原理求出该地关于“二至二分”对称几个日期的昼长。关于春分或秋分对称的两个日期,其太阳直射点所在纬线关于赤道对称。图7 给出的是a 与b 这两个日期关于秋分对称,c 与d 这两个日期关于春分对称的对应关系图。
例3 (2010 年全国文综2 卷第11 题)某年3月9 日, 我国科考队员在中国北极黄河站(78°55′N,11°56′E)观看极夜后的首次日出,据此推算,黄河站此次极夜开始的时间约在前一年的
A. 9 月21-30 日 B. 10 月1-10 日
C. 10 月11-20 日 D. 10 月21-30 日
我们在已知黄河站极夜结束日期基础上求该地极夜开始的日期,就是依据对称原理来进行计算的。其“极夜开始日期到冬至日的日数”与“冬至日到极夜结束时的日数”大致相等,也就是说“极夜结束日与春分日相差的日数”等于“极夜开始日与秋分日相差的日数”,这样不难得出正确答案是B,甚至我们还可以依据对称原理,找出北极黄河站极昼开始和结束的大致日期。
此外,气压带风带移动、地球公转速度、季风风向等季节变化在时间上也具有一定对称分布的特点。
三、地理事物和现象的空间对称问题
地理事物和现象在空间对称分布问题也是普遍存在的,如地球仪经纬度的分布、地球自转线速度的分布、地转偏向力的分布、晨昏线的分布、某日昼夜长短全球分布(反对称)、全球正午太阳高度的分布、全球气温、降水的水平分布、气压带风带的分布、海水温度和盐度的水平分布、洋流分布、气候类型和自然景观的分布等等。在高考试题中,空间对称性的应用也时常出现。类似这样的问题我们可以归纳为这样的公式来计算: 在同一天中,X°N 的昼长等于X°S 的夜长,X°N 的夜长等于X°S 的昼长。
例4 (2003 年全国2 卷第2 题)一艘由太平洋驶向大西洋的船经过P 地(见图8)时,一名中国船员拍摄到海上日落景观,拍摄照片的当天,漠河的夜长约为
A. 16 小时 B. 14 小时
C. 10 小时 D. 12 小时
求拍摄照片当天漠河的夜长,就是依据昼夜长短南北半球的反对称分布原理。拍照当天,P 地昼长约16 小时,且P 地的纬度约53°S,而我国漠河的纬度约54°N,两地纬度度数差不多,依据上述公式可知漠河的夜长约等于P 地的昼长,再根据当地日落时刻求出其昼长时间,漠河的夜长也就是答案A。深刻领会这些地理的“对称”问题,对于学生理解地理知识的内在联系、掌握地理事物和现象的时空分布规律,以及学生能力的培养和提升皆有很大的帮助。
关于地理的对称性问题远不止上述讨论的内容,在此只是起到抛砖引玉的作用,更多深入探究尚待在今后的教学工作中继续努力。