1、晨昏線的特點和與太陽直射點的關系例題解析 一、晨昏線的產生由于地球是一個不發光也不透明的球體，在陽光的照射下，面向太陽的半球是明亮的，被稱為晝半球，背向太陽的半個球是黑暗的，也就是夜半球。晝、夜半球的界線就稱為“晨昏線（也稱晨昏圈）”。在現實的地球表面，由于地球大氣的折射、散射等作用，晨昏線所在的地方其實是處在晝、夜的過渡地帶，如圖1為北京時間2004年12月14日20時52分時的地球晝夜示意圖。也就是說，晨昏線上的各個地方在時間上可能是早晨或黃昏這樣一個時間段，而不是一個截然區分的時間點，但為了便于我們研究，在圖中，我們將“晨昏線”畫成一條線，把晝夜的更替看成是一個截然區分的時間點

2、。圖1 晝夜示意圖二、晨昏線與地球從理論上講，晨昏線所在的平面把地球平分為兩個半球，在地表的晨昏線是一個大圓大圓：球面被通過球心的平面所截成的圓，是球面所能截取的最大的圓。大圓的圓心就是球心。，地球的球心就是晨昏線的圓心。但實際上，包圍地球的大氣有散射折光作用，使地平面以下34的光線能折射到地面上來，這樣，當清晨的太陽在地平面以下34時，在地平面上就已經看到了散射折射光；而在傍晚，太陽已經落在地平面以下34時，在地平面上還可以看到它。另外，在地球上看，由于太陽的體積巨大，太陽是一個圓面，而不是一個光點，它具有16的視半徑，這樣使白天延長，所以，晝半球向四面八方擴大50（34+16），而夜半球都

3、縮小50，因此晝夜半球不一樣大，晨昏線也不是真正的大圓。經過測算，在春分、秋分兩天，全球晝夜也不真正等分，白晝時間為12時8分鐘，黑夜時間為11時52分鐘。為簡便起見，我們仍把晨昏線看成是一個大圓，把晝夜半球等分。但這一事實我們要了解，它能加深我們對理論與生活之間差別的理解。三、晨線和昏線晨昏線分為晨線和昏線兩部分。隨地球的自轉，由晝半球進入夜半球的部分就是昏線，由夜半球進入晝半球的部分就是晨線。對地表某個具體地點而言，它的地方時如果是早晨（日出），那么它就在晨線上，如果是黃昏（日落），它就在昏線上。理解這一點對我們判斷晨線和昏線至關重要。根據晨線和昏線的特點，其實根據地球的自轉方向，我們就可

4、以準確地判斷出晨線和昏線。如圖2。由此我們也可以反推，即如果知道了晨線或昏線，就可以推測出地球的自轉方向。圖2A中的為晨線；B中的為昏線；C中的晨昏線上半部分為昏線，下半部分為晨線；D中的晨昏線上半部分為晨線，下半部分為昏線。四、晨昏線與太陽直射點太陽直射點：在眾多太陽平行光線中，必有一條太陽光線的延長線穿過地球球心，這條就是太陽直射光線，其與地表的交點就是太陽直射點。任一時刻，晨昏線（圈）與太陽直射點之間都存在著固定的相互位置關系，即太陽直射點位于由晨昏線圍成的晝半球球面（地表）的中心點，也就是說，太陽直射點到晨昏線上各地的球面距離都相等。掌握這一特征，我們就可以從中分析出以下幾條規律。1.

5、太陽光線和晨昏線所在的平面垂直。在這里一定要注意平面兩字，因為在實際的圖上，由于觀測的方位不同，我們看到的可能不是晨昏線所在的平面而是晨昏線，因此它與太陽光線之間可能就不是垂直的關系。如圖2中的A、C、D圖。2.等太陽高度線（圈）。太陽直射點處的太陽高度太陽高度：太陽光線與當地地平面的夾角。太陽高度的最大值為90°。地方時12點時的太陽高度稱為正午太陽高度。為90°，但隨著球面的變化，太陽高度也會隨之發生變化，總體規律是：距離太陽直射點的球面距離相等的地方，太陽高度相等。即在某一時刻，太陽高度在太陽直射點處最大（90°），并由太陽直射點向四周呈半球（在投影圖上呈以

6、太陽直射點為圓心的同心圓）狀遞減，到晨昏線上，太陽高度減小為0°，這就是等太陽高度線。如例1中第1小題。例1：右圖為北京時間某日2點時的全球太陽高度等值線圖，圖中15°N緯線與BAC垂直相交于A點，讀圖回答下列問題。（1）對于圖示情況，錯誤的說法是（ ）A.中心點A點表示太陽直射點B.最大圓圈為晨昏圈C.B、C兩地經度相同D.圖示半球為晝半球（2）C地的緯度是，經度是。（3）此時，圖中各點有極晝現象的是。（4）B點的地方時是點，C點的地方時是點。（答案：C 75°N 90°W C 12 24）3.晨昏線在地表的移動規律。由于晨昏線所在的平面始終與太陽（直

7、射）光線垂直，因而在一天之中和一年之中，隨著太陽光線的變化，晨昏線在地表的移動就有著相應的變化規律。一天之中，由于地球自西向東自轉，就產生了地表各地太陽自東向西的周日視運動，也就是太陽的東升西落，與太陽光線垂直的晨昏線所在的平面也就隨之自東向西在地表移動（如圖3）。圖3 一天之中，地球的自轉與晨昏線在地表的移動之間的關系一年之中，由于黃赤交角的存在，使得太陽直射點在南北回歸線之間移動。若圖4中p為太陽直射點，O為球心，我們可以將PO看成是一條太陽（直射）光線，我們發現，隨著太陽直射點P在南北回歸線之間的移動，太陽光線PO照射的方位不斷發生變化，與之垂直的晨昏線所在的平面也隨之發生有規律的移動。

8、NS為地軸所在的位置。我們可以得出以下兩個結論：晨昏線所在的平面與地軸的夾角和太陽直射點的緯度地表某點的緯度等于這一點與地心的連線和赤道平面所成的角度。在數值上相等，同一時刻，太陽直射點所在的緯度數和與晨昏線相切的緯度數之和為90°（如例1中第2小題）。春、秋分日，太陽直射在赤道上（0°），晨昏線經過極點（90°），兩者之和也為90°。圖4若從極地上空俯視（圖5），我們發現，隨著太陽直射點的移動，一年中，晨昏線的位置總是在極點到極圈之間的范圍內作有規律的移動。以北半球為例：春分日，晨昏線經過極點，全球各地晝夜平分；從春分日到夏至日，晨昏線的位置由北極點移

9、向北極圈，北極點周圍地區出現極晝現象，且極晝的范圍在變大；夏至日，晨昏線與北極圈相切，北極圈及其以北地區都出現極晝現象，北半球極晝的范圍達到一年中的最大。夏至日到秋分日，晨昏線的位置由北極圈向極點移動，北半球極晝的范圍在變小；秋分日，晨昏線經過極點，全球晝夜平分；秋分日到冬至日，晨昏線的位置有極點移向北極圈，北極點周圍出現極夜現象，且極夜的范圍在擴大；冬至日，晨昏線與北極圈相切，北極圈及其以北地區出現極夜現象，北半球極夜范圍達到一年中的最大；冬至日到次年春分日，晨昏線由北極圈向極點移動，且極夜的范圍變小。圖5 N為北極點，A、B為晨昏線和北極圈的切點五、晨昏線與經緯線1.晨昏線和緯線的關系地球

10、的自轉，使得地表各地產生晝夜現象，地球自轉一周的時間若以太陽作為參照物來計算的話，是24小時，每一小時轉過15°，我們稱之為一個太陽日，它影響到我們的生活作息。地表各點也沿各自的緯線圈隨地球轉動，每一小時轉過的圓心角為15°。晨昏線如果和緯線圈相交，就把緯線圈分成兩部分，在晝半球的那部分，叫晝弧，在夜半球的那部分，叫夜弧，我們就可以根據晝弧和夜弧所對應的圓心角來計算緯線上各地某一日的晝長和夜長。如，某地所在晝弧對應的圓心角為270°，那么該地的晝長為18小時（x/24=270°/360°）。而晝弧中點處的地方時就應該是12點，夜弧中點處的地方時

11、是24點。具體的講，晨昏線和緯線有三種關系，相交、相切、相離。春分日和秋分日，晨昏線經過極點，和其他緯線相交，且平分其他緯線，因而全球各地的晝夜長短相等，如圖6。除了春、秋分日，在任一天的任一時刻，上述三種關系我們都可以找到，如圖7A圖為北半球，冬至日，圖中晨昏線和北極圈相切，北極圈都為夜弧，所以出現極夜現象；北極圈以北的各緯線都和晨昏線相離，也都為夜弧，出現極夜；北極圈以南至赤道，晨昏線和緯線圈相交，將緯線圈分成晝弧和夜弧，但我們發現，隨著緯度的降低，晝弧所對應的圓心角在變大，因此白晝在變長，黑夜在變短，但晝長都小于夜長。B圖為南半球，分析方法相類似。通過對圖7的分析還可得出這樣的結論：當和

12、晨昏線相切的緯線是極晝時，切點的地方時為0時，當和晨昏線相切的緯線是極夜時，切點的地方時為12時。圖7 冬至日從極點上空俯視所看到的晝夜示意圖在任一天，晨昏線都將赤道平分，也就是說，赤道上各地終年晝夜等長。由于終年晝夜等長，因此每天日出日落的時間就是不變的，都是6點日出，18點日落。在圖上，晨線和赤道的交點處的地方時就是6點，昏線和赤道交點處的地方時就是18點。2晨昏線和經線的關系春、秋分日，晨昏線經過極點，在任一時刻，晨昏線都和一個經線圈重合，因此，在這一天，各地日出日落的時間（地方時）都相等。如圖6。但由于觀察的角度不同，我們看到的晝夜示意圖會有各種變化，如圖2中A、圖6和圖8中甲，但我們

13、只要抓住一個特征：晨昏線與經線圈重合。圖8除了春、秋分日外，晨昏線和經線相交，并成一定的角度，一條特殊的經線是經過晨昏線與赤道交點的經線，根據前面的論述我們可以知道，它和晨昏線所成的角度和太陽直射點的緯度數相等。如圖8中，乙圖表示冬至日的晝夜狀況，丙圖表示夏至日的晝夜狀況。根據前述，這條經線的地方時也可以分析出。另一條特殊的經線是經過晨昏線和緯線切點的經線，如圖7中的NA經線和SB經線。經線NA和SB構成一個經線圈，這個經線圈和晨昏圈垂直。從圖中可以分析出，NA經線經過了其他晝弧的中點，因此它的地方時為12點，SB經線經過了其他夜弧的中點，因此它的地方時為24點，見例1中第4小題。分析晨昏線和經緯線的關系，將更有利于我們精細地理解隨著太陽直射點的移動，地表