地理學科中的空間對稱規(guī)律及其應用

　　“對稱”是指兩對圖形或物體的各部分，在大小、形狀和排列上具有一一對應的關系。在地理學科的教學中，可發(fā)現(xiàn)一些地理事物在時空分布上具有典型的對稱特點和規(guī)律，并在歷年高考試題中常有體現(xiàn)。為此，筆者結(jié)合教材對地理學科中的空間對稱規(guī)律進行較為詳細的總結(jié)，并應用于日常教學和高考備考，既優(yōu)化了課堂教學，激發(fā)學生的學習興趣，又提升了學生的地理思維品質(zhì)和運用地理基本規(guī)律解決地理問題的能力。
　　一、中心對稱
　　地球上某點 （X，Y）關于球心的對稱點坐標為（X′，Y′）， 則X′與X的數(shù)值相等，處于相反的半球，Y′=180°-Y（與Y相對經(jīng)線的經(jīng)度）。
　　例1：圖1所示為以（38°N，0°）為極點的陸地相對集中的“陸半球”（另一半球為“水半球”），據(jù)此完成（1）~（2）題。
　?。?）“水半球”的極點位于：
　　A.北半球、東半球 B.北半球、西半球
　　C.南半球、東半球 D.南半球、西半球
　?。?）當夜半球與“陸半球”重疊最多時：
　　A.非洲全部位于晝半球
　　B.北京市正值下班高峰
　　C.南極昆侖站處于極晝期
　　D.江蘇各地太陽高度達一年中最大值
　　解析：第（1）題，水半球與陸半球應關于球心成中心對稱，根據(jù)中心對稱規(guī)律，“水半球”的極點地理坐標為（180°，38°S），位于南半球和西半球，答案為D。
　　第（2）題，經(jīng)推理分析得知，當直射點在（180°，23°26′S）時，夜半球與“陸半球”重疊最多，此時正值南半球夏季，南極昆侖站處于極晝期，答案為C。
　　二、東西對稱
　　1.經(jīng)度的劃分
　　地球儀上的經(jīng)線，其經(jīng)度關于本初子午線或180°經(jīng)線對稱。
　　180°←90°W←0°→90°E→180°
　　或0°←90°E←180°→90°W→0°
　　2.時區(qū)劃分和分布（圖2）
　　全球24個時區(qū)的空間分布關于中時區(qū)或東（西）十二區(qū)對稱。
　　3.日照圖形態(tài)（圖3）
　　全球晝夜半球分布關于晝半球或夜半球中央經(jīng)線對稱。
　　如圖3所示，夏至日的北半球極地俯視圖關于晝半球中央經(jīng)線NA或夜半球中央經(jīng)線NC對稱。
　　例2：北京時間2008年8月8日20時整，北京奧運會開幕式正式開始，此時美國洛杉磯所在地區(qū)（西八區(qū)）的區(qū)時是_______。
　　解析：北京時間為東八區(qū)區(qū)時，洛杉磯區(qū)時為西八區(qū)區(qū)時，顯然，兩地區(qū)時關于中時區(qū)或十二區(qū)對稱；根據(jù)劣弧原則，洛杉磯在北京東方，相差八個時區(qū)，所求區(qū)時=20時+8小時=28時，即9日4時；而從北京向東到洛杉磯越過國際日期變更線，日期要減一天，所以洛杉磯區(qū)時為2008年8月8日4時整。
　　三、南北對稱
　　1.緯度和五帶的劃分
　?。?）緯度劃分：90°N←向北←赤道 0°→向南→90°S。
　?。?）五帶劃分（圖4）。
　　A：北寒帶 有極晝極夜現(xiàn)象
　　B：北溫帶 無極晝極夜現(xiàn)象且無陽光直射
　　C：熱帶 有陽光直射
　　D：南溫帶 無極晝極夜現(xiàn)象且無陽光直射
　　E：南寒帶 有極晝極夜現(xiàn)象
　　2.全球三圈環(huán)流、近地面七個氣壓帶和六個風帶的分布（圖5）
　　3.世界表層洋流分布模式（圖6）
　　世界表層洋流的分布整體關于赤道呈南北對稱分布。如圖6所示:北半球中低緯環(huán)流A呈順時針分布，而南半球中低緯環(huán)流B呈逆時針分布。
　　4.全球多年平均氣溫和降水量的緯度分布——大致關于赤道對稱（圖7）
　　5.地球運動中南北半球?qū)ΨQ相反規(guī)律
　?。?）太陽直射點所在半球（北半球或南半球）晝長夜短，且緯度越高晝漸長夜?jié)u短；另一半球（南半球或北半球）晝短夜長，且緯度越高晝漸短夜?jié)u長。
　　（2）南北半球相同緯度值的兩地（即南北對稱的兩地），晝夜長短的分布狀況對稱相反（即一地晝長等于另一地夜長）。
　　（3）南北半球極圈內(nèi)，極晝極夜現(xiàn)象分布狀況對稱相反（即北極圈內(nèi)出現(xiàn)極晝，則南極圈內(nèi)出現(xiàn)極夜）。
　　例3：雪線高度是指終年積雪下限的海拔。圖8表示全球不同緯度多年平均雪線高度、氣溫、降水量的分布。讀圖8，回答（1）~（3）題。
　　（1）表示多年平均雪線高度、氣溫、降水量的曲線依次是:
　　A.①②③B.①③② C.③②①D.③①②
　　（2）多年平均雪線高度:
　　A.隨緯度增高而降低 B.在副熱帶地區(qū)最高
　　C.在降水量大的地區(qū)較高 D.在南半球低緯度地區(qū)最低
　?。?）據(jù)圖示資料可知:
　　A.北半球高緯度地區(qū)多年平均氣溫與降水量變化趨勢基本一致
　　B.南半球中緯度地區(qū)多年平均雪線高度與降水量變化趨勢基本一致
　　C.多年平均雪線高度與氣溫變化趨勢一致
　　D.北半球高緯地區(qū)陸地比重小于南半球
　　解析：第（1）題，讀圖易知，三條曲線都大致關于赤道呈南北對稱。根據(jù)全球多年平均氣溫和降水量的緯度分布規(guī)律，可確定②為氣溫曲線，③為降水曲線，故①為雪線高度曲線。答案為A。第（2）題答案為B，第（3）題答案為A。
　　例4：讀圖9，一艘由太平洋駛向大西洋的船經(jīng)過P地（圖中左上角）時，一名中國船員拍攝到海上落日景觀。洗印出的照片上顯示拍照時間為9時0分0秒（北京時間）。
　　（1）該船員拍攝照片時，P地的地方時為：
　　A.22時 B.14時 C.20時 D.16時
　?。?）拍攝照片的當天，漠河的夜長約為：
　　A.16小時 B.14小時 C.10小時 D.12小時
　　解析：第（1）題，讀圖可知P地經(jīng)度為75°W，北京時間9時0分0秒對應經(jīng)度為120°E，根據(jù)地方時的計算公式，易得船員拍攝照片時，P地的地方時為20時，答案為C。
　　第（2）題，漠河位于北半球，緯度值與圖中P地相當，顯然漠河和P地為緯度值相同的南北對稱兩地，所以兩地晝夜長短的分布狀況對稱相反，漠河夜長即為P地夜長。根據(jù)上題可知地日落時間為20時，則其晝長為16小時，也即為漠河夜長，答案為A。
　　四、垂直對稱
　　1.雪線高度（圖10）
　　雪線高度與氣溫高低呈正相關關系。夏季雪線偏高，冬季雪線偏低，所以大致關于雪線平均高度呈垂直方向上下對稱。
　　2.高空與近地面等壓面彎曲方向和氣壓場空間分布呈垂直對稱（圖11）
　　例5：圖12為美國某城市某年8月某日22時等溫線圖。圖13中與M、P、N一線上空等壓面的剖面線相符合的示意圖為：
　　A.① B.② C.③ D.④
　　解析：讀圖易知，沿M、P、N一線近地面氣溫先升高后降低。根據(jù)同一水平面上氣壓與氣溫負相關的規(guī)律可推斷，沿M、P、N一線近地面氣壓先降低后升高。由于高空與近地面等壓面彎曲方向和氣壓場空間分布呈垂直對稱，所以M、P、N一線上空等壓面氣壓值先升高后降低，答案選C?！?br/>