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晝夜交替、晝夜長短的變化和太陽高度的變化等是由地球運(yùn)動產(chǎn)生的地理現(xiàn)象，是高中地理中最為抽象、也最難以理解的內(nèi)容，并且多年以來在高考試卷中頻繁的以各種面目出現(xiàn)，且占有較高比例的分值。這些地理現(xiàn)象和晨昏線之間都存在著密切的聯(lián)系，如果我們能夠很好的掌握晨昏線的特點、理解晨昏線與這些地理現(xiàn)象之間的關(guān)系，那么我們就能在教學(xué)中、在解決晝夜示意圖等這一類問題時，因抓住“一線”而獲得“生機(jī)”。

一、晨昏線的產(chǎn)生

由于地球是一個不發(fā)光也不透明的球體，在陽光的照射下，面向太陽的半球是明亮的，被稱為晝半球，背向太陽的半個球是黑暗的，也就是夜半球。晝、夜半球的界線就稱為“晨昏線（也稱晨昏圈）”。在現(xiàn)實的地球表面，由于地球大氣的折射、散射等作用，晨昏線所在的地方其實是處在晝、夜的過渡地帶，如圖1為北京時間2004年12月14日20時52分時的地球晝夜示意圖。也就是說，晨昏線上的各個地方在時間上可能是早晨或黃昏這樣一個時間段，而不是一個截然區(qū)分的時間點，但為了便于我們研究，在圖中，我們將“晨昏線”畫成一條線，把晝夜的更替看成是一個截然區(qū)分的時間點。

圖1  晝夜示意圖
      來源：Amiglobe2002軟件模擬

二、晨昏線與地球

從理論上講，晨昏線所在的平面把地球平分為兩個半球，在地表的晨昏線是一個大圓[大圓：球面被通過球心的平面所截成的圓，是球面所能截取的最大的圓。大圓的圓心就是球心。]，地球的球心就是晨昏線的圓心。但實際上，包圍地球的大氣有散射折光作用，使地平面以下34′的光線能折射到地面上來，這樣，當(dāng)清晨太陽在地平面以下34′時，在地平面上就已經(jīng)看到了散射折射光；而在傍晚，太陽已經(jīng)落在地平面以下34′時，在地平面上還可以看到它。另外，在地球上看，由于太陽的巨大，太陽是一個圓面，而不是一個光點，它具有16′的視半徑，這樣使白天延長，所以，晝半球向四面八方擴(kuò)大50′（34′+16′），而夜半球都縮小50′，因此晝夜半球不一樣大，晨昏線也不是真正的大圓。經(jīng)過測算，在春分、秋分兩天，全球晝夜也不真正等分，白晝時間為12時8分鐘，黑夜時間為11時52分鐘。為簡便起見，我們?nèi)园殉炕杈�看成是一個大圓，把晝夜半球等分。但這一事實我們要了解，它能加深我們對理論與生活之間差別的理解。

三、晨線和昏線

晨昏線分為晨線和昏線兩部分。隨地球的自轉(zhuǎn)，由晝半球進(jìn)入夜半球的部分就是昏線，由夜半球進(jìn)入晝半球的部分就是晨線。對地表某個具體地點而言，它的地方時如果是早晨（日出），那么它就在晨線上，如果是黃昏（日落），它就在昏線上。理解這一點對我們判斷晨線和昏線至關(guān)重要。根據(jù)晨線和昏線的特點，其實根據(jù)地球的自轉(zhuǎn)方向，我們就可以準(zhǔn)確地判斷出晨線和昏線。如圖2。由此我們也可以反推，即如果知道了晨線或昏線，就可以推測出地球的自轉(zhuǎn)方向。

圖2  A圖中的為晨線；B圖中的為昏線；C圖中的晨昏線上半部分為昏線，下半部分為晨線；D圖中的晨昏線上半部分為晨線，下半部分為昏線。

四、晨昏線與太陽直射點

[太陽直射點：在眾多太陽平行光線中，必有一條太陽光線的延長線穿過地球球心，這條就是太陽直射光線，其與地表的交點就是太陽直射點。]

任一時刻，晨昏線（圈）與太陽直射點之間都存在著固定的相互位置關(guān)系，即太陽直射點位于由晨昏線圍成的晝半球球面（地表）的中心點，也就是說，太陽直射點到晨昏線上各地的球面距離都相等。

掌握這一特征，我們就可以從中分析出以下幾點規(guī)律。

1.太陽光線和晨昏線所在的平面垂直。在這里一定要注意平面兩字，因為在實際的圖上，由于觀測的方位不同，我們往往看到的可能不是晨昏線所在的平面而是晨昏線，因此它與太陽光線之間可能就不是垂直的關(guān)系。如圖2中的A、C、D圖。

2.等太陽高度線（圈）。太陽直射點處的太陽高度[太陽高度：太陽光線與當(dāng)?shù)氐仄矫娴膴A角。太陽高度的最大值為90°。地方時12點時的太陽高度稱為正午太陽高度。]為90°，但隨著球面的變化，太陽高度也會隨之發(fā)生變化，總體規(guī)律是：距離太陽直射點的球面距離相等的地方，太陽高度相等。即在某一時刻，太陽高度在太陽直射點處最大（90°），并由太陽直射點向四周呈半球（在投影圖上呈以太陽直射點為圓心的同心圓）狀遞減，到晨昏線上，太陽高度減小為0°，這就是等太陽高度線。如例1中第1小題。

例1：右圖為北京時間某日2點時的全球太陽高度等值線圖，圖中15°N緯線與BAC垂直相交于A點，讀圖回答下列問題：

（1）對于圖示情況，錯誤的說法是（  ）

A.中心點A點表示太陽直射點
    B.最大圓圈為晨昏圈
    C.B、C兩地經(jīng)度相同
    D.圖示半球為晝半球

（2）C地的緯度是       ，經(jīng)度是       。

（3）此時，圖中各點有極晝現(xiàn)象的是       。

（4）B點的地方時是       點，C點的地方時是       點。（答案：C  75°N  90°W  C  12  24）

3.晨昏線在地表的移動規(guī)律。由于晨昏線所在的平面始終與太陽（直射）光線垂直，因而在一天之中和一年之中，隨著太陽光線的變化，晨昏線在地表的移動就有著相應(yīng)的變化規(guī)律。

一天之中，由于地球自西向東自轉(zhuǎn)，就產(chǎn)生了地表各地太陽自東向西的周日視運(yùn)動，也就是太陽的東升西落，與太陽光線垂直的晨昏線所在的平面也就隨之自東向西在地表移動（如圖3）。

圖3  一天之中，地球的自轉(zhuǎn)與晨昏線在地表的移動之間的關(guān)系圖

一年之中，由于黃赤交角的存在，使得太陽直射點在南北回歸線之間移動。若圖4中p為太陽直射點，o為球心，我們可以將po看成是一條太陽（直射）光線，我們發(fā)現(xiàn)，隨著太陽直射點p在南北回歸線之間的移動，太陽光線po照射的方位不斷發(fā)生變化，與之垂直的晨昏線所在的平面也隨之發(fā)生有規(guī)律的移動。NS為地軸所在的位置。我們可以得出以下兩個結(jié)論：①晨昏線所在的平面與地軸的夾角和太陽直射點的緯度[①地表某點的緯度等于這一點與地心的連線和赤道平面所成的角度。]在數(shù)值上相等，②同一時刻，太陽直射點所在的緯度數(shù)和與晨昏線相切的緯度數(shù)之和為90°（如例1中第2小題）。春、秋分日，太陽直射在赤道上（0°），晨昏線經(jīng)過極點（90°），兩者之和也為90°。

圖4  NS為太陽直射點在P時晨昏線
所在的平面，A1B1、A2B2分別為太陽直
 射點在P1、P2時晨昏線所在的平面

若從極地上空俯視（圖5），我們發(fā)現(xiàn)，隨著太陽直射點的移動，一年中，晨昏線的位置總是在極點到極圈之間的范圍內(nèi)作有規(guī)律的移動。以北半球為例：春分日，晨昏線經(jīng)過極點，全球各地晝夜平分；從春分日到夏至日，晨昏線的位置由北極點移向北極圈，北極點周圍地區(qū)出現(xiàn)極晝現(xiàn)象，且極晝的范圍在變大；夏至日，晨昏線與北極圈相切，北極圈及其以北地區(qū)都出現(xiàn)極晝現(xiàn)象，北半球極晝的范圍達(dá)到一年中的最大。夏至日到秋分日，晨昏線的位置由北極圈向極點移動，北半球極晝的范圍在變��；秋分日，晨昏線經(jīng)過極點，全球晝夜平分；秋分日到冬至日，晨昏線的位置有極點移向北極圈，北極點周圍出現(xiàn)極夜現(xiàn)象，且極夜的范圍在擴(kuò)大；冬至日，晨昏線與北極圈相切，北極圈及其以北地區(qū)出現(xiàn)極夜現(xiàn)象，北半球極夜范圍達(dá)到一年中的最大；冬至日到次年春分日，晨昏線由北極圈向極點移動，且極夜的范圍變小。

圖5   N為北極點，A、B為晨昏線和北極圈的切點

五、晨昏線與經(jīng)緯線

1.晨昏線和緯線的關(guān)系。

地球的自轉(zhuǎn)，使得地表各地產(chǎn)生晝夜現(xiàn)象，地球自轉(zhuǎn)一周的時間若以太陽作為參照物來計算的話，是24小時，每一小時轉(zhuǎn)過15°，我們稱之為一個太陽日，它影響到我們的生活作息。地表各點也沿各自的緯線圈隨地球轉(zhuǎn)動，每一小時轉(zhuǎn)過的圓心角為15°。晨昏線如果和緯線圈相交，就把緯線圈分成兩部分，在晝半球的那部分，叫晝弧，在夜半球的那部分，叫夜弧，我們就可以根據(jù)晝弧和夜弧所對應(yīng)的圓心角來計算緯線上各地某一日的晝長和夜長。如，某地所在晝弧對應(yīng)的圓心角為270°，那么該地的晝長為18小時（x/24=270°/360°）。而晝弧中點處的地方時就應(yīng)該是12點，夜弧中點處的地方時是24點。

具體的講，晨昏線和緯線有三種關(guān)系，相交、相切、相離。春分日和秋分日，晨昏線經(jīng)過極點，和其他緯線相交，且平分其他緯線，因而全球各地的晝夜長短相等，如圖6。除了春、秋分日，在任一天的任一時刻，上述三種關(guān)系我們都可以找到，如圖7。A圖為北半球，冬至日，圖中晨昏線和北極圈相切，北極圈都為夜弧，所以出現(xiàn)極夜現(xiàn)象；北極圈以北的各緯線都和晨昏線相離，也都為夜弧，出現(xiàn)極夜；北極圈以南至赤道，晨昏線和緯線圈相交，將緯線圈分成晝弧和夜弧，但我們發(fā)現(xiàn)，隨著緯度的降低，晝弧所對應(yīng)的圓心角在變大，因此白晝在變長，黑夜在變短，但晝長都小于夜長。B圖為南半球，分析方法相類似。通過對圖7的分析還可得出這樣的結(jié)論：當(dāng)和晨昏線相切的緯線是極晝時，切點的地方時為0時，當(dāng)和晨昏線相切的緯線是極夜時，切點的地方時為12時。

圖7  冬至日從極點上空俯視所看到的晝夜示意圖 

在任一天，晨昏線都將赤道平分，也就是說，赤道上各地終年晝夜等長。由于終年晝夜等長，因此每天日出日落的時間就是不變的，都是6點日出，18點日落。在圖上，晨線和赤道的交點處的地方時就是6點，昏線和赤道交點處的地方時就是18點。

2．晨昏線和經(jīng)線的關(guān)系：春、秋分日，晨昏線經(jīng)過極點，在任一時刻，晨昏線都和一個經(jīng)線圈重合，因此，在這一天，各地日出日落的時間（地方時）都相等。如圖6。但由于觀察的角度不同，我們看到的晝夜示意圖會有各種變化，如圖2中A、圖6和圖8中甲，但我們只要抓住一個特征：晨昏線與經(jīng)線圈重合。

圖8

除了春、秋分日外，晨昏線和經(jīng)線相交，并成一定的角度，一條特殊的經(jīng)線是經(jīng)過晨昏線與赤道交點的經(jīng)線，根據(jù)前面的論述我們可以知道，它和晨昏線所成的角度和太陽直射點的緯度數(shù)相等。如圖8中，乙圖表示冬至日的晝夜?fàn)顩r，丙圖表示夏至日的晝夜?fàn)顩r。根據(jù)前述，這條經(jīng)線的地方時也可以分析出。另一條特殊的經(jīng)線是經(jīng)過晨昏線和緯線切點的經(jīng)線，如圖7中的NA經(jīng)線和SB經(jīng)線。經(jīng)線NA和SB構(gòu)成一個經(jīng)線圈，這個經(jīng)線圈和晨昏圈垂直。從圖中可以分析出，NA經(jīng)線經(jīng)過了其他晝弧的中點，因此它的地方時為12點，SB經(jīng)線經(jīng)過了其他夜弧的中點，因此它的地方時為24點，見例1中第4小題。

分析晨昏線和經(jīng)緯線的關(guān)系，將更有利于我們精細(xì)地理解隨著太陽直射點的移動，地表某地的晝夜長短的變化，可以幫助我們在面對各種晝夜示意圖時能準(zhǔn)確地判斷出圖所表示的日期，以及圖中經(jīng)線的地方時。

由于地球是一個球體，因此我們在理解晨昏線的特點時必須有一個立體的視角，在我們的頭腦中必須要有一個空間上的球體，這就要求學(xué)生平時要多去把玩地球儀，觀察地球儀，也要求教師在講解這一內(nèi)容時，要多借助地球儀來演示，多利用更形象的多媒體課件來演示，只有這樣，我們才能對理論上的晨昏線和生活中的晨昏線有更深切的體會。