晝夜長短的相關問題探討

在地球運動中，晝夜長短的問題涉及較多知識，也是學生在學習中感覺比較困難的部分。有關晝夜長短的問題，我們可以從以下幾個方面進行探討。

一、晝夜長短的變化規律及應用

1.春分日（3月21日）或秋分日（9月23日），太陽直射點位于赤道，晨昏線與經線重合，全球各地晝夜平分。

2.從南、北半球看，太陽直射點所在的半球，晝長夜短；且緯度越高，晝越長，夜越短，晝夜相差越大（或緯度越低，越接近赤道，晝（或夜）越接近12小時，晝夜相差越小。

3.太陽直射點在23°26′N（或S）之間移動，對同一地點，太陽直射點的緯度越高，晝越長夜越短，晝夜相差越大。例1：下列幾個日期中，北京晝夜相差最大的是A.國際兒童節 B.勞動節 C.教師節 D.元旦

【答案】D

【解析】根據太陽直射點的緯度越高，晝夜相差越大的規律，要判斷北京晝夜相差最大的日期，就要判斷這四個日期中太陽直射點的緯度最高的是哪一天。國際兒童節是6月1日，此時太陽直射點在23°26′N距離21天的時間；勞動節為5月1日，此時太陽直射點在23°26′N距離1個月21天的時間；教師節為9月10日，此時太陽直射點在0°距離23天的時間；元旦為1月1日，此時太陽直射點在23°26′S距離9天的時間，故元旦時直射點的緯度最高，北京的晝夜相差最大。

4.同一天，南北半球緯度值相同的地點，北半球的晝長=南半球的夜長。

例2：（10年四川卷文綜第10-11題）圖2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，回答10～11題。

10.若圖5表示6月22日狀況，則南緯地區的夜長約為（ ）。

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

【答案】A

【解析】本題解題的關鍵是判斷哪條曲線是正確的。6月22日66°34′N以北地區出現極晝現象，只有該緯度以北的地區日出時間為0時，可排除下方一條曲線；晝夜長短隨緯度的變化（春秋分除外）并非呈均勻的直線型，緯度越高晝夜長短的變化幅度越大，直至出現極晝極夜現象。緯度越高，日出的時刻越早，可排除中間一條曲線，故上方一條曲線是正確的。則同一天，緯度數值相同而南北半球相反的地區，晝等于夜。此時，40°—50°N之間的日出時刻是4：30—3：50，則晝長為15小時—16小時20分，故A選項正確。

二、晝夜長短的相關計算

利用日出日落時間計算晝夜長短

晝長=日落時間—日出時間= 2 * （日落時間—12：00）=2*（12：00—日出時間）（注：在后兩個公式計算中，日出、日落時間必須是當地地方時）

例3：2011年3月14日我國正式“出九”。氣象專家表示，“冬九九”是一年中最寒冷的一段時間，人們常用“數九寒天”來形容這81天，按民間說法，“出九”就是冬天結束了。我國某地這一天的日出時間06：18，日落時間18：02；天亮時刻05：40，天黑時刻18：40。有關該地地理位置敘述正確的是：

A.該地位于120°E以東

B.該地位于我國的西北地區

C.該地的正午太陽高度角正在逐日變大

D.該地位于熱帶地區

【答案】C

【解析】該地06：18（北京時間）日出，18：02日落，故晝長為11小時44分鐘，根據日出時間=12：00-晝長/2得出，地方時06：08日出，比北京時間晚了10分鐘，在北京以西，經度為117.5°E，但也不在我國的西北地區。故A、B項不正確。3月14日離春分日很近，低緯度（熱帶）的晝長應非常接近12小時，故不可能是熱帶地區；3月14日太陽直射南半球且向北移動，故該地的正午太陽高度角正在逐日變大。

三、緯向行程中晝夜更替周期的計算

緯向（東西向）運動的物體上見到的晝夜更替現象在解題時候的關鍵是弄清兩個問題：1）地球自轉的方向及角速度（相對于地面向西運動15°/小時）；2）運動物體的方向與角速度（運動方向不定，θ°/小時）

若物體相當于地面向東運動角速度為W1，晨線向西運動為W2=15/h，地面相對向東運動為W2，則物體相對地面向東運動速度W3=W1+W2，則周期T=360/W3，則T﹤24h，若物體相當于地面向西運動角速度為W1，晨線向西運動為W2=15/h，地面相對向東運動為W2，則物體相對地面向東運動速度W3=W1-W2，則周期T=360/W3，則T﹥24h。

例4：一艘輪船從圣弗朗西斯科返回上海，船員們在甲板上觀測前一天正午到后一天正午的時間間隔是（ ）。

A.一個恒星日 B.一個太陽日

C.比一個恒星日稍短些 D.比一個太陽日稍長些

【答案】D

【解析】從從圣弗朗西斯科返回上海的船員在向西運動，則物體相對地面向東運動速度W3=W1-W2，則周期T=360/W3，則T﹥24h。故選D。