巧用“极地晨昏线与纬线位置关系”的判定方法

巧用“极地晨昏线与纬线位置关系”的判定方法

极地地区的晨昏变化，历来是同学们感到较为头痛的问题。由于方向不好把握，再加上纬度

的变化，更加重了其理解的难度。要弄清这个问题，首先就要弄清极地地区的晨昏线与纬线

位置以及晨昏圈与纬度圈的关系。下面我们就从这两个方面来谈谈它们的关系和判定方法。

一晨昏线与纬线位置关系

晨昏圈与纬线圈的位置关系有三种：相离、相切和相交。以北半球二分二至日为例，如下图：相离：纬线圈与晨昏圈没有交点，极圈内的所有纬线圈都有可能与晨昏线相离（如图l、图3极圈内纬线圈与展昏线的关系）。

相切：纬线圈与晨昏圈只有一个交点，极圈及极圈内的所有纬线圈都可能与晨昏线相切（如

图1、图3中极雷与晨昏拔的关系）。

相交：纬线圈与晨昏圈有两个交点，南北极圈之间的所有纬线圈与晨昏圈始终相交，极圈及

极圈内的纬线圈与晨昏圈可能相交（如图1、图2、图3中回归线、赤道与晨昏圈的关系），与晨昏圈相交的纬线圈被晨昏圈分割成昼弧和夜弧两部分。

综上所述：纬度低于极圈的纬线圈与晨昏圈始终相交；纬度等于或高于极圈的纬线圈与晨昏

圈可能相交、可能相切、也可能相离，若两者相切，切点即为晨昏线上纬度最高的点。

二晨昏圈与纬线圈关系图的判读方法

晨昏圈与纬线圈关系图的判读经常需要转化为晨昏圈与纬线圈的两切点所在经线圈图。

1．晨昏圈与纬线圈切点为晨昏圈的最高纬度，切点所在纬线为极昼（夜）区的边缘，切点

所在经线为昼（夜）半球的中央经线，即地方时为12时（或0时）。

如图4，图中大圆为晨昏圈与纬线圈的两切点所在的经线圈，晨昏圈与纬线圈切点C所在纬

线为极昼区的边缘，切点D所在纬线为极夜区的边缘，切点C所在经线NCS为夜半球的中央

经线，地方时为0时，切点D所在经线NDS为昼半球的中央经线，地方时为12时。

2．晨昏圈与纬线圈两切点所在经线圈上，从晨昏线每向太阳直射点靠近1个纬度，太阳高

度就增加1。

如图5，太阳直射J点，CD为晨昏线，CE、H1分别是C、F处的地平面（C、F点的切线），假设从晨昏线C沿经线圈向太阳直射点J靠近B个纬度到F，则F处的太阳高度为p。因为

∠COF=p，∠COF与∠GFI的两边分别垂直，所以∠GFI=∠COF=B，即F处的太阳高度为B。

3．极昼区边缘各地正午太阳高度为太阳直射纬度数的2倍。

如图6，以太阳直射北纬为例，因太阳直射a纬度时，极昼（夜）范围从极点向外扩大2个

纬度，所以极昼区从北极点N向外扩大2个纬度a到c、E，而E点的太阳高度才是极昼区边

缘的纬线CE的正午太阳高度；根据晨昏圈与纬线圈两切点所在经线圈上，从晨昏线向太阳

直射点每靠近一个纬度，太阳高度就增加一度可知，从C点到E点是从晨昏线向太阳直射点

靠近了2a个纬度，所以E点的太阳高度为2a，即极昼区边缘的正午太阳高度为2a。

总之，通过判定晨昏线与纬线和晨昏圈与纬线圈的关系，明确它们之间相离、相切和相交的

三种关系，就可以根据它们的不同情况，采取不同的方法，在具体的环境中，灵活运用，判

定不同的位置和情况，从而解决不同的问题。

〔责任编辑：冯琰〕