昼夜长短、太阳高度角的综合计算.doc

昼夜长短、太阳高度角的综合计算甘肃省兰州市兰化一中 李明海 7300602013年全国各省、市新课标高考地理试题共命题13套（包括文科综合中的地理试题），对于地球的运动这部分知识全国课标卷（1卷）、全国课标卷（2卷）、北京卷等没有涉及，其他自主命题省区如山东、浙江、福建、安徽、天津、四川、广东、江苏、海南、上海的试卷（共10套命题）都有考查。这说明地球的运动这部分知识作为地理学科的根本之一，作为考查学生的地理学习能力和学科素养的重要标志，作为检验学生的地理空间思维的重要手段 ，作为考查学生能否选择和运用中学其他相关学科的基本技能解决地理问题的主要体现，被列为全国新课标高考大纲的考试范围和要求是必然的，出现在试题中也是应该的。但是，由于近几年来全国课标卷减少了对这部分知识的考查，有些教师与考生在备考时对其凭侥幸心理而淡化甚至回避，这是不正常的。因为这部分内容既是重点又是难点，一旦考题中出现很有可能成为学生的软肋。我建议在备考中应以生活中的实际问题为背景，大胆地、有效地运用中学其他相关学科（例如数学学科）的基本技能，突出地球运动知识在生活中的应用，解决地球运动知识的疑难问题。长期的教学实践经验告诉我们：昼夜长短、太阳高度角的综合计算是这部分的难点，也是命题频率较高点，为了突破难点，我们在教学中应该探究有关规律，引导学生应用其解决疑难问题。下面我就在备考教学中总结出的原理、计算公式及其应用与同仁作交流，不妥之处请斧正。一、有关原理及计算公式：1、原理：定理1：同一时间，南北半球纬度数值相同的点昼夜长短互换。（例如：6月8日,30N的昼长等于 30S的夜长， 30N的夜长等于30S的昼长。）定理2：同一地点半年过后昼夜长短互换。（例如：同一地点在夏至日时，昼长等于冬至日时的夜长，夜长等于冬至日时的昼长；同一地点在4月10日这一天，昼长约等于10月10日时的夜长，夜长约等于10月10日时的昼长等。） 定理3：在北半球夏半年，同一地点昼夜长短相同的时间以夏至日为中心呈对称分布；在冬半年，同一地点昼夜长短相同的时间以冬至日为中心呈对称分布。在南半球则相反。（如下图，北半球夏半年4月22日与8月22日的昼夜长短大约相同，北半球冬半年11月22日与次年1月22日的昼夜长短大约相同等等。)2、常用公式：日出时间+日落时间=24时昼长=日落时间日出时间日出时间=12时昼长2日落时间=12时+昼长2正午太阳高度角H=90（当地地理纬度为，太阳直射点的地理纬度为。其中取正值。当某地处于夏半年时，取正值，处于冬半年时，取负值 。）日太阳高度角变化平均速度=正午太阳高度（12时日出时间）二、原理及公式的应用：（选择答案举例）例1 一艘由太平洋驶向大西洋的船经过P地(图中左上角)时，一名中国船员拍摄到海上落日景观，洗印出的照片显示拍照时间为9时0分0秒(北京时间)。 拍摄照片的当天，漠河的夜长约为（定理1应用）A. 16小时 B. 14小时 C. 10小时 D. 12小时解析：根据时差与题中条件可计算出该船员拍摄照片时，P地日落的地方时为20时。漠河的纬度约为53N,据定理1，它的夜长应约等于53S的昼长,而P点的纬度约为53S,P点的昼长=（2012）2=82=16（小时）。即漠河的夜长约有16小时，故选A。 例2 据报道，某年3月9日，我国科考队在中国北极黄河站（7855 N,1156 E）观看了极夜后的首次日出。据此推算，黄河站此次极夜开始的时间约在前一年的（定理3应用）A. 9月21日至30日 B.10月1日至10日C. 10月11日至20日 D10月21日至30日 解析：根据定理3，（如下图示分析）黄河站极夜开始的时间与极夜结束的时间以冬至日为中心呈对称分布，选B。 77天 77天10.07(前年) 12.22 3.09（极夜开始时间） （极夜结束时间）例3 我国某城市居民小区，环境优美，楼房采光条件好，楼房之间对采光影响不大。小区内一栋楼房，在北京时间夏至日（晴天）1440时太阳光线从南偏西30方向射向阳台，该日阳台日照时间是10小时40分钟。回答下面两题。1、该城市的经度是A100E B105EC110E D115E2.此日该城市的昼长是A13小时 B14小时40分钟C16小时 D15小时20分钟 解析：1、将原图转变为下图。由图可知阳台朝向西南方向。当地正午时，阳光从正南方向入射，阳光从南偏西30方向入射时，地球自转了30，当地地方时为14：00，根据时差与北京时间可计算出当地经度为110E，选C。2、如上图当日该地应日出东偏北，日落西偏北。阳光从南偏东50方向入射时，阳台开始有采光。可知阳光沿顺时针方向转过50到正午所需时间为5015=3时20分。从正午到日落所需时间为10时40分 3时20分=7时20分，则昼长= 7时20分 2=14小时40分。选B。例4 45纬线穿越图示地区，a为经线，某大陆L地的观测者于3月21日10时（L地地方时）看到太阳从山顶M升起。若观测者从L地沿图上虚线步行至M，那么观测者步行的距离约为A、1260米 B1720米 C1830米 D2410米 解析：做出沿图中虚线简略剖面图如下。 设此时太阳高度角为 ，可计算出当地正午太阳高度角为H=90|450|=45。可知从日出到正午太阳高度角从0增大到45，用了6小时（春分日日出6时），从日出到10时，太阳高度从0增大到用了4小时，根据日太阳高度角变化平均速度计算公式（见前面常用公式），则有45：6 = ：4， =30，根据三角函数知识，ML=860sin30=1720米, 选B。通过以上案例分析不难看出，当前作为一名高中地理教师应与时俱进，除了术业有专攻外，还要善于学习其他相关学科的基本知识和技能，从地理学科的特点出发，按照新课程标准和新课标高考大纲的要求，在教学中引导学生选择和运用中学其他相关学科的基本知识和技能与地理学科思维方法相结合探究地理问题，培养学生的地域性、综合性、实践性思维。充分发挥学生的创新意识，鼓励学生自觉树立起综合学科体系理念，能够用所有学到的知识和掌握的技能灵活性地、创造