昼夜长短的变化规律及其计算

昼夜长短的变化规律及计算

1、(2011年浙江五校联考)下图中ACB为晨昏线，C为中点。图示范围仅阴影区为黑夜，其他地区为白天。据此回答(1)～(3)题。

(1)C点地方时最晚可能是()

A．18：40 B．22：20

C．9：00 D．8：40

(2)此时与北京处于同一天的范围占全球的比值为()

A．2/3 B．7/12

C．11/12 D．3/4

(3)当天北极圈昼长()

A．24小时B．最长达22小时40分

C．最短10小时40分D．最长达23小时20分

[解题导引]①根据图示内容可判断此时120°W的地方时为6点。②北京时间即为120°E的地方时，两个日期的分界线是180°经线和地方时0点所在的经线。③可以根据图示信息先求出南极圈的夜长，然后根据南北极圈的昼夜长短的关系得出正确结论。[解析]第(1)题，通过对图示进行补充可以得出下图。从图上可以看出，此时A点为120°W、赤道和晨线的交点，其地方时为6时，20°W的地方时为12时40分，30°W的地方时为12时。根据题意分析可知，B点的地方时小于12时，C为ACB的中点，故C点的地方时小于9时，D项正确。

第(2)题，图中120°W的地方时为6时，北京时间为22时，150°E的地方时为24时，故从180°向东到150°E的330°经度范围所处的日期均与北京同处一天，故C项正确。

第(3)题，根据图示分析可知，20°W与66.5°S相交点位于DE之间，故D、E所处经度之差大于或等于10°，B、E之间的经度差大于或等于20°，E点的地方时比B点的地方时最少早1小时20分，故此时66.5°S的夜长小于22小时40分钟，根据南北极圈昼夜长短的关系可以判断出B项正确。

[答案](1)D(2)C(3)B

[解题技巧] 1.昼夜长短的判读：晨昏线把所经过的纬线圈分割成昼弧和夜弧。同一纬线圈上，若昼弧长于夜弧，则昼长夜短，反之昼短夜长；赤道上全年昼夜等长。

2．太阳直射点在哪个半球(南、北半球)，哪个半球昼长于夜，且越向该半球高纬白昼时间越长，与太阳直射点的移动方向无关。太阳直射点向哪方(南方、北方)移动，哪个半球昼变长夜变短，且纬度越高昼夜长短变化幅度越大，与太阳直射点位置无关。

3．同纬度地区日出、日落地方时相同，昼长相同，而且一年中昼最长＋昼最短＝24小时。

4．南北半球纬度数相同的两地，北半球的昼长等于南半球的夜长。

5．纬度越低昼夜变化幅度越小，赤道全年昼夜平分；纬度越高昼夜变化幅度越大，极圈内出现极昼极夜现象。

6．春、秋分日全球各地均昼夜等长，且距春分(秋分)日越近的日期，昼夜长短变

化幅度越小。

例2、(2011?江苏)下表为三地连续两日日出与日落时刻(北京时间)。据此回答(1)～(2)题。

(1)三地按纬度由高到低排列正确的是()

A．①②③B．①③②C．②①③D．③①②

(2)若③地为北京，则此时()

A．太阳直射点位于南半球且向北移B．地球公转速度逐渐加快

C．北极圈内极昼的范围逐渐扩大D．各地昼夜长短相差最小

思路分析

本题的最大特点是没有直接考查昼夜长短及其变化，但每个小题都要利用昼夜长短的变化规律进行分析判断。从表中数据可以看出，①地昼长大于12小时(当日14小时，次日14小时04分)，且昼逐渐变长；②地昼长小于12小时(当日11小时22分，次日11小时20分)，且昼逐渐变短；③地昼长大于12小时(当日13小时08分，次日13小时10分)，且昼逐渐变长。第(1)题，①③两地均昼长夜短，所以在太阳直射的半球，且纬度①高于③(纬度越高，昼越长)，②与①③虽不在同一个半球，但是昼长最接近12小时，所以纬度最低，因此三地纬度由高到低为①③②。第(2)题，③地昼长夜短，且昼逐渐变长，如果③地为北京，则太阳直射北半球，直射点继续向北移动。地球越来越接近远日点，公转速度逐渐变慢；北极圈内极昼范围逐渐扩大；除赤道地区外，全球各地昼夜长短相差逐渐变大。答案：(1)B(2)C

【点评】，这无疑增大了考查的知识范围，使习题综合性更强。所以复习时教师在引领落实基础知识的基础上，在第二轮阶段要更加注重知识的联系性和综合性。

下图为不同纬度，一年中昼长变化曲线图。a、b、c为三个不同纬度上所作出的曲线，A、B、C、D为不同的日期，读图，判断(1)～(2)题。

(1)在c纬度附近可能看到的景象是()

A．一年中四季分明B．终年多雨

C．经常可以看到极光D．夜空中难以用北极星确定方位

(2)在b纬度附近可能看到的景象是()

A．一年中有一天的极昼现象

B．在C日期正午太阳高度达到最大值

C．四季如春

D．一年中有半年左右太阳始终在地平线以上

[解析]理解全球各地昼长分布和变化规律是解题关键。第(1)题，c点的昼长全年均为12小时，该地位于赤道上，终年高温多雨。第(2)题，b纬度各地在B时昼长为0，出现极夜现象，在D时有极昼现象；b纬度应为极圈，不会四季如春；只有一天极昼、极夜现象，不会出现有半年左右太阳始终在地平线以上。因此B、C、D三项错误。

[答案](1)B(2)A

1．昼夜长短的变化规律

(1)昼夜长短的纬度变化规律

太阳直射点所在半球纬度越高昼越长，极圈内有极昼；另一半球相反。

(2)昼夜长短的时间变化规律：

某半球受太阳直射时昼长夜短，直射该半球回归线时该半球昼达最长，夜最短，且该半球极圈内全部为极昼；另一半球相反。赤道上永远昼夜平分，在二分日时，全球昼夜平分。

探究点二昼夜长短的判断

判读昼夜长短要注意把握两点：

第一，明确晨昏线与经纬线的关系。晨昏线与经线只有在春、秋分两天是重合的，其余时间都不重合。二者的夹角随着季节的变化而变化，冬、夏至日最大为23°26′。与

晨昏线相切的纬线圈上为极昼或极夜；相交的纬线圈又分为昼弧(某一纬线圈上位于昼半球的部分)、夜弧(某一纬线圈上位于夜半球的部分)两部分，对其进行对比可知该地甚至该半球昼夜长短的对比情况。

第二，昼夜长短的判读技巧。首先是同一纬线圈上，若昼弧长于夜弧，则昼长夜短，反之昼短夜长，赤道上全年昼夜等长。其次，太阳直射在哪个半球，哪个半球昼长夜短，且越向该半球高纬白昼时间越长。再次是太阳直射点向哪个半球移动，哪个半球就昼变长、夜变短，且纬度越高昼夜长短变化幅度越大。

2．日出、日落时日影朝向

在北半球春秋二分日，全球各地太阳从正东升起，正西落下。因此日出时日影朝西，日落时日影朝东。

北半球夏半年，太阳直射北半球，北半球各地昼长于夜，北半球各地(极昼区域除外)太阳从东北方升起，西北方落下。日出时日影朝向西南，日落时日影朝向东南。从春分日至夏至日，随着太阳直射点北移，太阳升起和落下方向也逐渐北移；从夏至日至秋分日，太阳直射点南移，太阳的升落方向也逐渐向南移。

北半球冬半年，太阳直射在南半球，北半球各地昼短于夜，南半球反之。北半球各地(极夜区域除外)太阳从东南方升起，西南方落下，因而日出时日影朝向西北，日落时日影朝向东北。从秋分日至冬至日，随着太阳直射点南移，太阳的升落方向也逐渐南移；从冬至日至第二年的春分日，太阳直射点北移，太阳的升落方向也逐渐北移。

由此可见，太阳的升落方向(日影的朝向与升落方向相反)不仅随空间，而且随时间的变化而变化。从赤道开始，随着纬度的升高，太阳的升落在南北方向上的变化幅度也逐渐增大。

点拨:太阳视运动轨迹是最常见的自然现象之一，又与高中地理中地球运动的相关知识联系紧密，善于观察并及时总结，对于解答类似问题非常必要。如日出、日落的方位与昼夜长短的变化有密切的关系，可总结如下(北半球)：

运用下图可以帮助我们迅速地作出日出、日落方位和昼夜长短的判断。

例如，北半球的夏半年，太阳从东北方(a处)升起，在西北方(b处)落下，日出时刻早于6点，日落时间晚于18点，昼长夜短。

【探究点四点拨】

◎探点——太阳视运动是相对于中心观测者而言的，不同季节所观察的日出、日落时间和方位不同。

◎认知——明确太阳视运动图的构造，根据不同季节判断太阳运动轨迹。

◎关键——建立空间模型，熟练掌握地球运动规律，充分运用生活经验，为解答该类问题提供充足的知识储备和理论基础。

【特别提示】

(1)太阳直射点的移动速度问题：假设太阳直射点的移动是匀速的，那么太阳直射点以一个回归年为周期在南北回归线之间来回移动，故直射点每个月移动纬度大约为8°，每移动1°大约需要4天。

(2)太阳直射点移动规律的应用：利用太阳直射点移动速度推测极圈内任一纬线的极昼、极夜天数；极圈上极昼极夜天数为1天，极点出现极昼、极夜天数约为半年，极圈内其他纬线出现极昼、极夜天数则据太阳直射点大约每个月移动纬度为8°加以推算。

1.太阳直射点与昼夜长短的关系

（1）太阳直射点所在的半球（该半球为夏半年）昼长夜短，纬度越高，白昼越长；另一半球（冬半年）昼短夜长，纬度越高，白昼则越短。

（2）直射点的纬度越高，地球上各地昼夜相差越大，出现极昼极夜的范围越大。太阳直射北回归线时,北半球各地昼最长,夜最短，北极圈内出现极昼现象，而南半球则昼最短，夜最长，南极圈内出现极夜现象。太阳直射南回归线时则相反。

（3）赤道上全年昼夜等长，春、秋分日全球昼夜等长。

（4）昼夜长短的变化，可借助下图进行直观形象的记忆。

2.日出、日落时间计算和昼夜长短时间计算

理论含义：过晨线为日出，过昏线为日落，从日出到正午再到日落为昼长时间。

计算方法：（1）找到该点所在纬线与晨线相交点；与晨线交点所在经线时间为日出时间；与昏线交点所在经线时间为日落时间。（2）昼长时间=日落时间-日出时间=（12-日出时间）×2=（日落时间-12）×2=24-夜长时间=（昼弧所跨经度/360）×24。

规律：同纬线日出、日落地方时相同，昼长时间相同；南北半球对应的纬线，如北纬（如40°N）的昼长等于南纬（如40°S）的夜长；纬度越高，昼夜长短变化幅度越大。极

点将近半年是极昼或极夜，极圈仅出现一天极昼或极夜，赤道全年昼夜等长。

中国2010年上海世界博览会于4月30日20时(北京时间)隆重开幕，本届世博会将历时184天。设P点为晨昏圈与纬线的切点，当世博会开幕时，P点所在地盛行东南风。完成11—12题。

11．世博会开幕时，与P点位于同一时区的地点是

A．开普敦(18°E) B．伦敦(经度0)

C．惠灵顿(174°E) D．布宜诺斯艾利斯(58°w)

12．在世博会期间，P点移动方向是

A. 先向北，后向南B．先向南，后向北

C．先向北，后向南，再向北D．先向南，后向北，再向南

【解析】

已知P点为晨昏圈与纬线的切点，当世博会开幕时，P点所在地盛行东南风，说明P点位于南半球的极地东风带。世博会4月30日开幕时南极点附近出现极夜现象，说明P点为极夜切点，过极夜切点的经线地方时为12点。

11．本题主要抓住切点问题，晨昏线和纬线的切点所在经线的地方时为0点或12点。世博会4月30日20点北京时间开幕，也就是说东八区的中央经线120°E的地方时是20点,那么可计算出0点所在经线是180°经线，12点所在经线是0°经线，P点位于正位于12点所在经线上，伦敦也位于0°经线上，P点与伦敦都在零时区，所以选B。

12．根据材料（当世博会开幕时，P点所在地盛行东南风，说明P点位于南半球的极地东风带）可知P点位于南半球，世博会期间（从4月30日到10月初），P点将先向北移动，直到夏至日达到最北，随后向南移动，到达秋分日达到最南，随后又向北移动。

答案：11.B 12．C

题型一晨昏圈与纬线圈的切点

例1. 下图为北半球纬线、晨昏线、经线示意图，其中a为纬线，b为晨昏线，c为经线，A、B两点为纬线与晨昏线的交点，M、P为经线与晨昏线、纬线的交点，据图回答（1）～（2）题。

（1）如果M、P两点重合，离北极点距离大，C为东经120°，则（） A．伦敦刚好日出B．上海市正处在上班高峰期

C．A、B两点的昼长是零小时或24小时D．A、B、M、P四点刚好昼夜平分（2）一年之内，M点在极点与P点之间来回移动，当M、P两点相距最远时，则 A．地轴与晨昏线之间的夹角最大B．撒哈拉沙漠地区气温最高

C．杭州正处在春雨绵绵或秋高气爽D．华北平原正值雨季淋盐

思路分析

根据题意，M点是晨昏线与纬线的切点。（1）若M、P两点重合，且离北极点距离大，说明切点M移动到P处与a纬线相切，那么此时a纬线出现极昼或极夜现象，因此同位于a纬线的A、B两点昼长是零小时或24小时，故C正确；由上分析可知，M点既可能是晨昏线与极昼现象最外围纬线的切点，也可能是晨昏线与极夜现象最外围纬线的切点，因此过M点的c经线地方时为0点或者12点。已知C为东经120°，那么上海市（120°E附近）不可能处在上班高峰期；可计算出伦敦（0°经线经过）的时间为4点或者16点，不可能刚好日出；A、B、M、P四点不位于赤道此时也不是春秋分，故不可能昼夜平分。（2）当M、P两点相距最远时，M点位于北极点处，北半

球应该是春分或秋分日。A项出现在二至日，B、D二项出现的时候应该是北半球夏季。C项出现在北半球的春季或秋季，故选C。答案：（1）C （2）C 方法技巧：对晨昏圈与纬线圈切点的考查频频出现在各类试题中，熟知其特征和规律是解答此类题目的关键。晨昏圈与纬线圈切点的特征和规律归纳如下：○1切点的纬度与太阳直射点的纬度互余。○2切点是晨线与昏线的交点，是晨昏圈纬度的最高点。○3出现极夜的切点所在经线的地方时为正午12点，出现极昼的切点所在经线的地方时为子夜0点。○4出现极昼的切点与太阳直射点在同一半球。○5切点所在纬线正好是地球上该日出现极昼或极夜的最外围界线（或者说切点是地球上当天出现极昼极夜纬度的最低点）。○6照射到切点的太阳光线从正北(北半球)或正南(南半球)方向来。（注意：极夜切点无太阳光线）○7南北半球两个切点出现极昼极夜现象相反；两切点经度互补.○8切点所在经线与赤道晨点（或赤道昏点）所在经线的经度差90°。○9切点所在纬线与极点的纬度差等于太阳直射点所在纬线的纬度。○10切点的位置是随着太阳直射点的南北移动移动而南北移动的，二分日位于极点（纬度最高），二至日位于极圈（纬度最低），其他日期则不停地南北移动。

某校地理兴趣小组的同学，将某一天三地的昼弧长短状况绘成示意图。读图，回答 3～4 题。

3.①②两地所在的半球是( )

A ．①地在北半球，②地在南半球

B ．①地在南半球，②地在北半球

C ．①②同在北半球

D ．①②同在南半球

4.北京、①、②三地纬度高低关系排列正确的

是( )

A ．北京＞①＞②

B ．②＞①＞北京

C ．①＞②＝北京

D ．①＜②＝北京 某地理兴趣小组在一固定位置，不同季节的三天中各三个时刻拍摄日落轨迹，(D2这一天的正午太阳高度是60°)叠加整理如下图。据此完成5～6)题。

5.该地位于( )

A ．30°N 附近

B ．北回归线附近

C ．赤道附近

D ．60°S 附近

6.拍摄的三天中，该地白昼最短的一天是( )

A ．D1

B ．D2

C ．D3

D ．D1和D3

3.D

4.D 点拨： 3.由图示知北京昼弧大于180°，为北半球的夏半年，北半球昼长夜短，南半球昼短夜长，南半球昼弧小于180°，从而可判断①②同在南半球。4.根据南北半球的对称性可知，与北京纬度相同的南半球的地点昼弧为140°，结合南半球昼夜长短随纬度的变化规律知，②纬度高于①，那么三者比较可得出①＜②＝北京的结论。

5.A

6.A 点拨： 5.D2这天日落正西，为二分日，根据该日正午太阳高度为60°可以计算出该地位于30°N 。6.由上题可知该地位于观察地点位于北半球。D1太阳落于西南，说明太阳直射点位于南半球，D2太阳落于正西，说明直射点在赤道，D3太阳落于西北，说明直射点位于北半球。可见，在三天中只有D1白昼短于12小时，白昼最短。

下图大圆为晨昏圈，图示部分为昼半球，五点坐标分别为A（0°，0°）、B（0°，180°）、

C（41°N，22.5°E）、D（41°N，157.5°E）、E（15°W），读图回答1～3题。

1．图中C至D的方向为（）

A．先向北再向南B．先向南再向北

C．先向东北再向东南D．先向西南再向西北

2．E点的昼长为（）

A．14时B．18时C．9时D．12时

3. 关于此季节地理事象的叙述，正确的是（）

A. 华北平原正是小麦返青的季节

B. 我国北方地区雷雨天气较多

C. 阿尔卑斯山区正是滑雪的好季节

D. 我国南方柑橘收获的季节

1.C

2.A

3.C 点拨：解答本题组要注意图图转换，即将题图转化为下图所有问题即可迎刃而解。1. 最短航程即为大圆Array的劣弧，晨昏圈为一大圆，所以C至

D最短航程沿晨昏圈走劣弧即可，即

先向东北，再向东南。2. A位于赤道

上，终年6点日出，18点日落。此时

A、Ｅ同位于晨线上，由两地经度可推

知Ｅ点５点日出，因此昼长为14小

时。3. 由上题位于南半球的E点5点

日出可知，此时南半球昼长夜短，因

此北半球为冬季，故Ｃ选项符合题意。

A发生在是春季，B项在夏季，D项在秋季，故皆排除。

下图所示的是北半球的一段纬线，M、N分别是X日的晨线、昏线与该纬线的交点。X日两点的经度差为90°，一年中M、N两点有重合于O点的现象。读图回答5～6题。

5.X日M地的昼长为（）

A.6小时

B.9小时

C.12小时

D.18小时

6．X日后，若M点位置向东接近O点，则太阳直射点（）

A．位于北半球，且正向北移动B．位于北半球，且正向南移动C．位于南半球，且正向北移动D．位于南半球，且正向南移动

解析 5.结合题干条件可知，M、N对应的角度为90°，为昼弧，故昼长为6小时。6. X日北半球昼短夜长，说明太阳直射点在南半球；M点位置向东接近O点说明昼弧缩短，昼长在变短，直射点在南移。

答案 5.A 6.D

题型四日出日落方位与日影

（2012?安徽）下图为安徽省平原地区某中学的操场和行道树示意图（晴天8：00前后，东操场大部分被行道树的树荫覆盖）。完成（1）～（2）题。

（1）为充分利用树荫遮阳，6月某日16：00~16：45该校某班同学上体育课的最佳场地是（）

A. ①

B. ②

C. ③

D. ④

（2）下列日期中，阳光照射行道树产生的阴影在地面转动角度最大的是（）A. 5月1日 B. 6月1日 C. 7月1日 D. 8月1日

思路分析

（1）已知晴天8：00前后，东操场大部分被行道树的树荫覆盖，而16:00前后的太阳高度与8：00前后的太阳高度大致相同，16：00~16：45时太阳位于西南方，树的影子朝向东北方向，故西操场大部分被行道树的树荫覆盖。比较西操场的①②两个场地，显然①场地的树荫遮盖面积最大，因为②场地的东南部不能被树荫遮盖。（2）就安徽省来看，6月22日（夏至日）白昼最长，日出东北，日落西北，日出、日落方位变化最大。比较四个日期，7月1日最接近安徽省白昼最长的6月22日（夏至日），故选C。答案：（1）C （2）C

方法技巧：一天之中物体影子的朝向与太阳方位密切相关，物体的影子总是与太阳方位相反；而一天中物体影子的长度则与太阳高度密切相关，太阳高度越大，影子长度越短，二者呈负相关；一天中物体影子在地面转过的角度反映了昼长状况。影子转过的角度越大昼长越长，转过的角度越小昼长越短。也就是说，昼长越长转过的角度越大，昼长越短转过的角度越小。