地理(时区 太阳高度计算与常用知识)

PART1:地理(计算时间、正午太阳高度、昼夜长短的计算) （1） 时区 ①. 东边的地点比西边的地点先看到日出，东边地点的时刻比西边地点的时刻早，即“东早过，西晚过”； ②. 经度每隔15°划为一个时区，全球可分为24个时区； ③. 东、西12区各跨经度7.5°，东、西12区合为一个时区，东12区在西12区的西边； ④. 每个时区的中央经线为该时区的“标准经线”； ⑤. 一个时区的中央经线的度数＝时区数×15°。 u 具体计算方法如下： 某地的时区序数＝该地经度÷15°（所得商数，按数学求近似值的方法保留整数位，小数点四舍五入，就是该地的时区数，除中时区外，东经度为东时区，西经度为西时区） （2） 区时 ①. 每个时区中央经线上的时间即为整个时区的“区时”； ②. 相邻两个时区的区时，相差1小时； ③. 计算法则：“东加西减”，即向东算要加上区时差，向西算要减去区时差。 u 具体计算方法如下： 若所求区时的地点在已知地以东，所求地的区时＝已知地的区时＋1小时×两地的时区差 若所求区时的地点在已知地以西，所求地的区时＝已知地的区时－1小时×两地的时区差 （两地的时区差：若两地在中时区的同侧，则时区数相减；两地在中时区的两侧，则时区数相加。） （3） 地方时的计算 ①. 由地球自转而产生的某一地点与经度不同的其他地点在时间上的差异，就是地方时。 ②. 不同经度，地方时不同，东边的地点比西边的地点地方时要早。 u 具体计算方法如下： a) 经度差：同侧相减，异侧相加，超过180°，则用360°相减 b) 时差＝经度差／15°×1小时＝经度差／1°×4分钟 c) “东加西减”： 若所求地方在已知地方以东，所求地方的地方时＝已知地方的地方时＋时差 若所求地方在已知地方以东，所求地方的地方时＝已知地方的地方时－时差 即： 若所求地方在已知地方以东，所求地方的地方时＝已知地方的地方时＋4分钟×经度差 若所求地方在已知地方以东，所求地方的地方时＝已知地方的地方时－4分钟×经度差 （4） 北京时间的含义 中国领土共跨越5个时区。为了便于各地区之间的联系和协调，全国统一采用北京所在的东8区的区时（即120°E的地方时），这就是“北京时间”。 北京的时间和北京时间是不同的，北京的时间也就是北京的地方时，即北京所在经度1160E所在的地方时。 （5） 国际日界线两侧的日期和时间计算（注意：日界线并不与180°经线完全重合） ①. 国际上规定了原则上以180°经线作为地球上“今天”和“昨天”的分界线，即“国际日界线”。 ②. 日期计算法则：“西增东退”或“东减西加” ③. 即从西12区向西越过国际日界线到东12区，日期要加上1天； ④. 从东12区向东越过国际日界线到西12区，日期要减去1天 ⑤. 时间计算法则：东西12区合为一个时区，所以两个时区的时刻相同。 ⑥. 穿过日界线计算日期时，要注意日期的变化、月份的变化（大小月差异，平年与闰年的月份变化）、年份的变化。 （6） 日期界线问题 ①. 地球上大部分时间，同一瞬间存在两个日期。两日期的界线，一是0时刻所在的经线，一是日界线。 ②. 0时刻所在的经线是新一天的开始，也是旧一天的结束，所以其经线的东侧比西侧日期早一天；日界线是新的一天结束的地方，因此日界线的西侧比东侧早一天。 ③. 计算：如求新一天跨经度，只需求出0时刻所在的经度与180经线之间的经度差即可 二、 正午太阳高度计算 一日内最大的太阳高度为正午12时太阳高度，故称正午太阳高度 ①. 太阳直射所在地区的正午太阳高度角为90°，当地地方时为正午12时。 ②. 晨昏线上太阳高度角为0°，昼半球>0°,夜半球<0° ③. 太阳高度变化规律：从直射点往南北两侧递减；离直射点距离越近，正午太阳高度越大。 ④. 最值：直射北回归线，北回归线以北地区达一年中最大值，整个南半球达一年中最小值； 直射南回归线，南回归线以南地区达一年中最大值；整个北半球达一年中最小值。

u 方法一： 正午太阳高度＝90°－纬度差＝90°－｜当地纬度±太阳直射点纬度｜ 即正午太阳高度＝90°－｜当地纬度＋太阳直射点纬度｜（不同半球） 正午太阳高度＝90°－｜当地纬度－太阳直射点纬度｜（同一半球） 以北京（39°54′N）为例： 冬至日：H＝90°－｜39°54′＋23°26′｜＝26°40′（北京（39°54′N）与太阳直射点（23°26′S）为不同半球，用“＋”） 夏至日：H＝90°－｜39°54′－23°26′｜＝73°32′（北京（39°54′N）与太阳直射点（23°26′N）为同一半球，用“－”） u 方法二： H=90°－｜φ-δ｜（H为正午太阳高度；φ为当地纬度，取正值；δ为太阳直射点纬度，当地夏半年取正值，冬半年取负值。） 以北京（39°54′N）为例： 冬至日：H＝90°－｜39°54′－（－23°26′）｜＝26°40′（太阳直射点在23°26′S，为当地冬半年，δ＝－23°26′） 夏至日：H＝90°－｜39°54′－23°26′｜＝73°32′（太阳直射点在23°26′N，为当地夏半年，δ＝23°26′） 三、 昼夜长短的计算 （1） 昼夜长短变化 夏半年：昼长大于夜长，极圈以内有极昼现象（昼长＝24时），日出的地方时刻<6时； 冬半年：夜长大于昼长，极圈以内有极夜现象（夜长＝24时），日出的地方时刻>6时； 春秋分：全球昼夜等长，日出时刻＝6时，日落时刻＝18时； 赤道上：全年昼夜平分，昼长＝夜长，日出时刻＝6时，日落时刻＝18时； （2） 昼夜长短的计算 第一：根据日出、日落时间求昼长、夜长 昼长＝（12时－日出时刻）×2 夜长＝（24时－日落时刻）×2 昼长＋夜长＝24时 第二：根据昼长、夜长求日出、日落时刻： 日出时刻＝12－昼长/2 日落时刻＝12＋昼长/2 第三：在光照图上计算昼夜长短 根据该点所在纬线圈昼弧和夜弧所跨的经度来推算：昼长=24小时×昼弧/360°＝1小时×昼弧/15° 补充计算： ①. 比例尺=图上距离/实际距离 ②. 极昼极夜的范围=90-太阳直射点的度数 ③. 海拔每上升100m，气温降低0.6℃ ④. 两点的相对高度公式: (x-1)·h≤H＜(x＋1)·h，其中H为相对高度，h为等高距，x为等高线条数 ⑤. 在经纬网图上：经线上跨纬度1度=111千米；纬线上跨经度1度=111*cosα千米，其中α是纬度 ⑥. 南北半球中纬度地区最小楼房间距L的计算：L＝楼高×cotH’（ H’即当地全年最小的正午太阳高度角，北半球为冬至日的正午太阳高度，南半球为夏至日的正午太阳高度）。 如北纬α一开阔平地上，在楼高为h的楼房北面盖新楼，欲使新楼底层全年太阳光线不被遮挡，则 两楼最小间距＝hcot(90°－α－23°26′) 分析：当冬至日时，即太阳直射在23°26′S时，北半球北回归线以北地区太阳高度角达到一年中最小值，此时该地全年最小太阳高度H’＝90°－｜α+23°26′｜=90°－α－23°26′，根据三角函数关系，最小楼距＝hcot H’＝hcot(90°－α－23°26′)

PART2:太阳光照图的判读 关于日照图的解题思路： 1. 确定晨线和昏线：顺着地球自转方向，由昼过渡到夜的分界线即为昏线，由夜过渡到昼的分界线即为晨线。 2. 确定半球及自转方向：上北下南（侧视图）；北逆南顺（俯视图）。 (1)东西半球：明确20°W和160°E两条经线把地球分为东西两半球。(2)南北半球：北极上空看地球逆时针方向自转，南极上空看地球顺时针方向自转。 3. 确定太阳直射点的位置：要确定太阳直射点的位置，就要判断出太阳直射点的纬度和经度（注：太阳光线始终与晨昏线垂直）。(1)纬度位置：一般有三种情况，即太阳直射在北回归线、南回归线和赤道上，判断的依据是观察极圈内的昼夜状况。（2）经度位置：太阳直射点位于地方时12点所在的经线上。 侧视图上，在赤道与晨昏线的交点上作一通过白昼球面且垂直于晨昏线与球面边线的交点所在的经纬度。俯视图上，直射点的经度是平分昼半球的那条经线表示的经度；若昼夜平分，则直射点的纬度为0°，若晨昏线与某纬线相切，则直射点的纬度为90°减去该纬线的度数。 4. 确定地方时：A. 赤道上与晨线的交点是6时，与昏线的交点是18时。B. 太阳直射点所在经线上的地方时为12时，与之相对应的另一条经线为0时。C. 纬线与晨昏线相切的切点所在经线的地方时为0时或12时。D. 经度相差1°，时刻相差4分钟（东加西减）。E. 同一经线上的各点地方时相同。 5. 确定日期、季节：根据太阳直射点的位置，极昼、极夜的范围等已有条件，确定相应的日期或节气。 由日照图确定日期和节气(季节)，日期主要有四种：太阳直射北回归线时，日期为6月22日前后；太阳直射赤道时，日期为9月23日或3月21日前后；太阳直射南回归线时，日期为12月22日前后。北半球对应的节气依次是夏至、秋分或春分、冬至；季节是夏季、秋季或春季、冬季，此处应注意节气和季节的区别。判断推理的过程是：由极圈内的昼夜状况到太阳直射点的纬度再到日期节气(季节)。 6. 确定昼夜长短分布及变化规律：看图中各纬线圈上昼弧和夜弧的相应长度。某地昼（夜）长计算公式如下：某地昼（夜）长＝1小时×该地昼（夜）弧所跨经度/15°。 以北半球为例，夏至日太阳直射北回归线，北半球昼最长，夜最短；冬至日太阳直射南回归线，北半球昼最短，夜最长；春分日(秋分日)太阳直射赤道，全球昼夜等长。太阳直射点在哪个半球(南、北半球)，哪个半球昼长于夜；太阳直射点向哪方(南方、北方)移动，哪个半球昼变长夜变短。 7. 确定太阳出落时刻：日出时刻就是该地所在纬线与晨线交点的地方时，日落时刻为该地所在纬线与昏线交点的时刻。日出日落时刻与昼长：日出时刻＝12时－1/2昼长 日落时刻＝12时＋1/2昼长 8. 确定正午太阳高度：所求地正午太阳高度等于90°减去所求地地理纬度与太阳直射点地理纬度相隔的纬度数。（算法：在同一个半球，纬度度数相减；位于南北两个半球，纬度度数相加。） (1)太阳直射点上的太阳高度为90°，晨昏线上的太阳高度等于0，昼半球的太阳高度大于0，夜半球的太阳高度小