劉樹臣

【“對稱性”規(guī)律】

一、晝長、夜長的對稱性

1.同一地點(diǎn)，一天中，上午晝長和下午晝長關(guān)于地方時(shí)12：00對稱。

【例】圖1中的圓表示緯線圈，N為北極點(diǎn)，AB弧表示夜弧，則D點(diǎn)的日出時(shí)刻是 （ ）

A.21時(shí)30分 B.2時(shí)30分

C.8時(shí)00分 D.3時(shí)30分

解析：D所在緯線的夜弧弧度為75°，則夜長為5個(gè)小時(shí)，晝長為19個(gè)小時(shí)，上午半天為9.5個(gè)小時(shí)，日出時(shí)刻為：12-9.5=2時(shí)30分。因此答案為B。

2.同一地點(diǎn)，一年中，關(guān)于夏至日（冬至日）對稱的兩個(gè)日期，其晝長、夜長、日出時(shí)刻、日落時(shí)刻相等（如圖2所示）。

【例】據(jù)報(bào)道，某年3月9日，我國科考隊(duì)員在中國北極黃河站（78°55′N，11°56′E）觀看了極夜后的首次日出。據(jù)此推算，黃河站此次極夜開始的時(shí)間約在前一年的 （ ）

A.9月21—30日 B.10月1—10日

C.10月11—20日 D.10月21—30日

解析：黃河站的極夜期關(guān)于冬至日對稱，冬至日離3月9日（次年）約77天，由此可以推算出黃河站開始極夜的大致日期。答案為B。

3.同一地點(diǎn)，一年中，關(guān)于春分日（秋分日）對稱的兩個(gè)日期a、b，a的晝長等于b的夜長。

【例】這張合成影像（圖3）是在土耳其城市布爾薩上空，春分日和冬至日每間隔1小時(shí)拍攝的太陽影像圖。讀圖3，回答（1）～（2）題。

（1）表示當(dāng)?shù)囟寥杖粘龇轿坏氖?（ ）

A.甲 B.乙 C.丙 D.丁

（2）該地夏至日夜長大約是 （ ）

A.9小時(shí) B.10小時(shí) C.14小時(shí) D.15小時(shí)

解析：圖3為星空圖，方向?yàn)樯媳毕履?、左東右西，因此日出方位為甲或乙；由該圖是“每間隔1小時(shí)拍攝的太陽影像圖”可知，甲—丙所示日期晝長為12小時(shí)，乙—丁所示日期晝長為9小時(shí)。土耳其位于北半球，因此甲—丙為其春分日太陽影像圖，乙—丁為其冬至日太陽影像圖。北半球冬至日日出方位在東南。夏至日和冬至日關(guān)于秋分日對稱，夏至日夜長等于冬至日晝長。所以，第（1）題答案為B，第（2）題答案為A。

4.同一天中，x°N的晝長等于x°S的夜長， x°N的夜長等于x°S的晝長。

【例】如圖4所示，一艘由太平洋駛向大西洋的船經(jīng)過P地（圖中左上角）時(shí)，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(shí)間為9時(shí)0分0秒（北京時(shí)間）。據(jù)此判斷（1）～（2）題。

（1）該船員拍攝照片時(shí)，P地的地方時(shí)為 （ ）

A.22時(shí) B.14時(shí) C.20時(shí) D.16時(shí)

（2）拍攝照片的當(dāng)天，漠河的夜長約為 （ ）

A.16時(shí) B.14小時(shí) C.10小時(shí) D.12小時(shí)

解析：圖4顯示的是南美洲南端，日落時(shí)間是北京時(shí)間9：00，通過計(jì)算可知P地當(dāng)?shù)貢r(shí)間20：00日落，晝長為16小時(shí)。拍攝地點(diǎn)的緯度較54°S稍低，約為53°S，而我國漠河的緯度約為53°N，因此，拍攝地點(diǎn)的晝長約等于漠河的夜長。所以第（1）題答案為C，第（2）題答案為A。

二、太陽高度的對稱性

1.對觀測點(diǎn)而言，關(guān)于12：00（地方時(shí)）對稱的兩個(gè)時(shí)刻其太陽高度相同（如圖5中的A、C兩點(diǎn)）。

【例1】我國某中學(xué)地理興趣小組，在春分日這一天測得該校操場上旗桿在不同時(shí)間的影長，其數(shù)據(jù)如下表。已知旗桿長為17.32m，回答（1）～（2）題。（tan60°=1.732，tan49°=1.150）

（1）該地的地理坐標(biāo)為 （ ）

A.45°N，135°E B.30°N，105°E C.35°N，105°E D.30°N，135°E

（2）當(dāng)北京時(shí)間分別為12時(shí)、13時(shí)和14時(shí)，該活動(dòng)小組觀察到旗桿影子方向應(yīng)分別為 （ ）

A.西北、正北和東北 B.正西、正北和正東

C.正東、正南和正北 D.東南、正北和西北

解析：由表格可知，北京時(shí)間13：00時(shí)旗桿影長最短，影長關(guān)于北京時(shí)間13：00對稱，即太陽高度關(guān)于北京時(shí)間13：00對稱。則北京時(shí)間13：00時(shí)當(dāng)?shù)貫檎?，所以該地?jīng)度為105°E。由正午時(shí)的旗桿影長為10m、旗桿長為17.32m可計(jì)算出正午太陽高度為60°。而太陽直射點(diǎn)位于赤道（春分日），因而可得出研究地點(diǎn)位于30°N。北半球中緯度白天關(guān)于正午對稱的兩個(gè)時(shí)刻，其太陽方位關(guān)于正南對稱，上午偏東、下午偏西，依此可知影子朝向。所以第（1）題答案為B，第（2）題答案為A。

【例2】我國某中學(xué)地理興趣小組利用儀器測量某日全天太陽高度變化，對太陽所在方位、太陽高度等信息做一記錄，根據(jù)部分記錄結(jié)果繪制出圖。圖6中P為日出后1小時(shí)記錄點(diǎn)，Q為該日太陽高度的最高記錄點(diǎn)。讀圖，回答（1）～（2）題。

（1）若Q記錄點(diǎn)的太陽高度為52.8°，則可知 （ ）

A.此時(shí)太陽直射點(diǎn)位于北半球

B.該學(xué)校所在地此日日出東南

C.該學(xué)校所在地此日晝短夜長

D.該學(xué)校所在地此日北京時(shí)間18：08日落

（2）若Q記錄點(diǎn)北京時(shí)間為12：30，則可知 （ ）

A.該學(xué)校所在經(jīng)度約為112.5°E B.該學(xué)校所在地可能在四川盆地

C.該學(xué)校所在地此日過后白晝漸長 D.該學(xué)校所在地春灌正忙

解析：第（1）題，日出、日落時(shí)刻關(guān)于正午12：00對稱，日出后1小時(shí)太陽升高8.8°，Q點(diǎn)太陽高度最高，為正午。若其高度為52.8°，則上午半天為6小時(shí)，下午半天亦為6小時(shí)，晝長為12小時(shí)，因此該日為春分日或秋分日。北京時(shí)間6：08日出，所以北京時(shí)間18：08日落。因此答案為D。第（2）題，若Q記錄點(diǎn)北京時(shí)間為12：30，上午半天為6小時(shí)22分，晝長為12小時(shí)44分，則此時(shí)北半球?yàn)橄募?。該地正午時(shí)北京時(shí)間為12：30，可知其經(jīng)度為112.5°E。四川盆地位于我國西南部，經(jīng)度為105°E。因此答案為A。

2.同一天中，緯度關(guān)于太陽直射點(diǎn)對稱的兩點(diǎn)，其正午太陽高度相等。

【例】圖7是北半球某日正午太陽高度隨緯度分布圖。讀圖，完成（1）～（2）題。

（1）在圖中所示日期，正午太陽高度相等的兩地是 （ ）

A.赤道和20°S B.20°N和60°S

C.20°S和60°N D.20°N和20°S

（2）以下有關(guān)圖7中所示日期地理現(xiàn)象的描述，正確的 （ ）

A.太陽直射北半球且直射點(diǎn)正向北移動(dòng)

B.太陽直射南半球且直射點(diǎn)一定向南移動(dòng)

C.北半球晝短夜長

D.南半球晝長夜短且一定是晝變長

解析：第（1）題，由圖可知70°N所在緯度的正午太陽高度為0°，說明太陽直射點(diǎn)在20°S。由緯度關(guān)于太陽直射點(diǎn)對稱的兩點(diǎn)，其正午太陽高度相等可知，緯度關(guān)于20°S對稱的20°N和60°S的正午太陽高度相等。所以答案為B。第（2）題，由于太陽直射點(diǎn)在20°S，所以南半球是夏半年，晝長夜短；北半球是冬半年，晝短夜長。若直射點(diǎn)向南移動(dòng)，則南半球晝變長、夜變短，北半球晝變短、夜變長；若直射點(diǎn)向北移動(dòng)，則南半球晝變短、夜變長，北半球晝變長、夜變短。直射點(diǎn)向南移動(dòng)或向北移動(dòng)在題中都有可能發(fā)生，但能確定的是圖中所示日期北半球是晝短夜長。所以答案為C。

【小試牛刀】

1.若圖8為6月22日同一經(jīng)線日出時(shí)刻（地方時(shí)）隨緯度變化圖。圖內(nèi)三條曲線，其中有一條是正確的。請閱讀正確的曲線，說出40°S～50°S地區(qū)的夜長約為 （ ）

A.15小時(shí)—16小時(shí)20分

B.17小時(shí)—19小時(shí)20分

C.19小時(shí)20分—21小時(shí)20分

D.22小時(shí)40分—23小時(shí)20分

2.讀“杭州、甲地、乙地某日太陽高度變化圖”，完成下列問題。

（1）該日太陽直射點(diǎn)的位置是 。（為便于計(jì)算，杭州緯度取整數(shù)，為30°N）

（2）甲地的經(jīng)緯度為 ，乙地的經(jīng)緯度為 。

（3）乙地正午太陽高度值X為 （ ）

A.30° B.45° C.60° D.75°

（4）該季節(jié)， （ ）

A.地中海沿岸進(jìn)入雨季 B.澳大利亞進(jìn)入夏季

C.我國大部分地區(qū)可能進(jìn)入雨季 D.我國北方沙塵暴頻發(fā)

圖9

參考答案：1.A 2.（1）15°N （2）0°，30°W 30°S，180° （3）B （4）C