利用“對稱性”巧解地理難題

“對稱性”是人們在觀察和認識自然的過程中產生的一種觀念，是自然界中存在的一個普遍現象。利用“對稱性”原理破解地理試題，尤其是自然地理中的難題，可化復雜為簡單、化抽象為直觀、化難題為容易。

一、以日期對稱

圖1是太陽直射點移動過程中二分二至日期示意圖：①關于夏至日或冬至日對稱的兩個日期，其晝長、夜長、日出時間、日落時間是相等的，圖1中a與b兩個日期關于夏至日對稱，c與d兩個日期關于冬至日對稱；②關于秋分日或春分日對稱的兩個日期，其晝長等于夜長，夜長等于晝長，圖1中b與c兩個日期關于秋分日對稱，d與a兩個日期關于春分日對稱。

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例1：（2012年山東卷）某科考隊結束了兩個月的海上考察，于4月21日返回P地。圖2為P地所在地區當日某時地面形勢圖。科考隊出發日P地晝長為11小時，返回P地時，P地當日的晝長約為：

A.10小時 B.11小時

C.13小時 D.14小時

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解析：題目中“某科考隊結束了兩個月的海上考察，于4月21日返回P地”，說明某科考隊大約是從2月21日開始科考的，4月21日和2月21日兩個日期以春分日（3月21日）為對稱，對于同一地點P而言，2月21日的晝長等于4月21日的夜長，2月21日的夜長等于4月21日的晝長。題目中“科考隊出發日P地晝長為11小時”，即2月21日的晝長11小時，夜長13小時，所以4月21日的晝長約為13小時，故答案選C。

二、以時刻對稱

圖3以地方時正午12時為對稱，把一天的白晝平分成相等的兩份：晝長時數=（12-日出時間）×2=（日落時間-12）×2，夜長時數=（日出時間-0）×2=（24-日落時間）×2。

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例2：（2013年安徽卷）圖4表示我國某地某日測試記錄到達地面的太陽輻射日變化。該地可能位于：

A.祁連山地 B.大興安嶺

C.南沙群島 D.帕米爾高原

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解析：因為任何地點的日出、日落地方時刻是以該地地方時正午12點為對稱的，由圖中信息分析得出該地地方時正午12點對應圖上的北京時間約是13時30分，由此可算出該地的經度約為97.5°E，結合所學知識，排除選項B和D。又因為該地北京時間約6時日出，20時40分日落，其晝長約為14小時40分鐘，說明該地緯度較高，不可能是我國南沙群島，故答案選A。

三、以點對稱

以點對稱的“點”，在地球上較多，如圖5中的太陽直射點、極晝切點、極夜切點、地心點等。以不同的“點”其對稱內容不同，如以太陽直射點為對稱的任何兩點，其太陽高度（包括正午太陽高度）都是相等的；以極晝切點為對稱的兩邊分別是晨線和昏線。

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例3：（2013年山東卷）氣溫的日變化一般表現為最高值出現在14時左右，最低值出現在日出前后。圖6示意某區域某日某時刻的等溫線分布，該日丙地的正午太陽高度達到一年中最大值。該日：

A. 日落時刻甲地早于乙地

B .日落時刻甲地晚于乙地

C .正午太陽高度甲地大于乙地

D.正午太陽高度甲地小于乙地

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解析：由圖示信息可知，該區域位于北半球，乙、丙、甲三地分別位于19°N 、20°N 、 21°N三條緯線上。由“該日丙地的正午太陽高度達到一年中最大值”可知該日太陽直射在20°N。乙、甲兩地所在緯線以太陽直射點所在的緯線為對稱，因此，乙、甲兩地正午太陽高度相等，所以選項C、D錯誤。又因為太陽直射在20°N，北半球緯度越高晝越長，所以，甲地的晝比乙地的晝要長，晝長日落時刻就晚，故答案選B。

四、以線對稱

地球表面可以作為對稱的“線”有赤道、本初子午線、180°經線、零時經線、12時經線、地軸等。以不同的線對稱，其對稱內容不同，如南北半球緯度數相同的地區以赤道為對稱，其晝夜長短對稱分布，即北半球各地的晝長（夜長）與南半球同緯度地區的夜長（晝長）相等；以地軸為對稱的任何兩條經線，其經線相差180°。

例4：（2010年四川卷）圖7是某日同一經線日出時刻（地方時）隨緯度變化圖。圖內三條曲線，其中一條是正確的。請閱讀正確曲線，若圖7表示6月22日狀況，則南緯40°～50°地區的夜長約為：

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A.15小時～16小時20分

B.17小時～19小時20分

C.19小時20分～21小時20分

D.22小時40分～23小時20分

解析：根據題目中的文字和圖示信息，結合所學知識，可判斷出三條曲線中右上方的一條是正確的。若圖所示6月22日狀況，根據圖中曲線變化，可以算出北緯40°日出的地方時約為4時30分，北緯50°日出的地方時約為3時50分，因此北緯40°～50°地區晝長大約為15小時～16小時20分，而南緯40°～50°地區與北緯40°～50°關于赤道對稱，即北半球的晝長就是南半球的夜長。所以答案選A。

對稱性地理知識，除本文上述幾點外，還有南北半球的三圈環流、氣壓帶、風帶、大洋洋流等。地理知識之所以具有許多對稱性：其一，地球是個球體，本身就具有對稱性；其二，地球自轉和公轉是周期性的運動，因而產生許多對稱性的自然現象。在教學過程中注意向學生強調這方面知識的對稱性，讓學生能根據“對稱性”原理思考問題，從而起到化難為易、事半功倍之效。