北京时间和伦敦时间
课时10 昼夜长短的变化
1．昼夜长短与昼弧、夜弧
(1)昼夜长短反映日照时间的长短。
(2)昼弧和夜弧：晨昏线把所经过的纬线分割成两部分，位于昼半球的部分叫昼弧，位于夜半球的部分叫夜弧，如下图：
(3)意义
昼弧和夜弧的长度，反映了该纬度地区昼夜的长短。昼弧长于夜弧则昼长夜短；昼弧等于夜弧则昼夜等长；昼弧短于夜弧则昼短夜长。
2．昼夜长短的变化规律
(1)赤道上：终年昼夜等长，均为12时。
(2)春分日和秋分日：全球昼夜等长。
(3)北半球状况(南半球相反)
时间 | 昼夜长短 | 分布规律 | 特殊节气 |
夏半年(自春分日至秋分日) | 昼长夜短 | 纬度越高，昼越长，夜越短，至北极四周为极昼 | 夏至日，北半球昼最长、夜最短，北极圈及其以北地区皆为极昼 |
冬半年(自秋分日至次年春分日) | 昼短夜长 | 纬度越高，昼越短，夜越长，至北极四周有极夜现象 | 冬至日，北半球昼最短，夜最长，北极圈及其以北地区皆为极夜 |
1．昼夜长短的变化规律
太阳直射点所在的半球位置决定昼夜长短状况。太阳直射点在哪个半球，哪个半球就昼长夜短，且越向该半球的高纬度地区白昼时间越长。太阳直射点所在半球的极点周围出现极昼现象。如下图所示：
(2)昼夜长短变化——抓“移动方向”
太阳直射点的南北移动方向决定昼长、夜长的变化趋势，纬度高低决定昼夜长短的变化幅度。太阳直射点向哪个方向(南、北)移动、哪个半球(南、北半球)就昼变长、夜变短；且纬度越高，昼夜长短变化幅度越大。如下图所示：
(3)极昼极夜范围——抓“直射点位置”
太阳直射点的纬度与出现极昼极夜的最低纬度互余。
2．太阳直射点位置、日出日落方位与昼夜长短的关系
直射点位置 | 日出方位(极昼、极夜区除外) | 日落方位(极昼、极夜区除外) | 昼夜长短 |
北半球 | 东北(北半球早于地方时6时日出) | 西北(北半球晚于地方时18时日落) | 北半球昼长夜短，南半球昼短夜长 |
赤道 | 正东(地方时6时日出) | 正西(地方时18时日落) | 昼夜等长 |
南半球 | 东南(北半球晚于地方时6时日出) | 西南(北半球早于地方时18时日落) | 北半球昼短夜长，南半球昼长夜短 |
3.昼长、夜长的计算方法
(1)根据某纬线的昼弧或夜弧弧度计算
昼(夜)长时数＝昼(夜)弧度数/15°。
(2)根据日出、日落的地方时计算，地方时正午12时把一天的白昼平分成相等的两份
①昼长时数＝(12－日出时间)×2＝(日落时间－12)×2。
②夜长时数＝(日出时间－0)×2＝(24－日落时间)×2。
③昼长时数＝日落时间－日出时间。
注：公式①②中日出、日落时间均为地方时，公式③中日出、日落时间统一标准即可。
(3)根据纬度的分布特点进行计算
①同纬度各地的昼长相等，夜长相等。
②根据昼夜长短的纬度对称分布特点，北半球各地的昼长(夜长)与南半球同纬度地区的夜长(昼长)相等，可以求对称纬度的昼长(夜长)。
(4)根据昼夜长短的时间对称特点进行计算
①关于冬至日、夏至日对称的两个日期(A与B、C与D)：昼长、夜长相等。
②关于春分日、秋分日对称的两个日期(B与C、D与E)：一个日期的昼长与另一个日期的夜长相等。
4．昼夜长短的应用
(1)根据昼夜长短，判断太阳直射点位置
①全球各地昼夜等长，太阳直射赤道。
②北半球昼长夜短，太阳直射北半球。
③南半球昼长夜短，太阳直射南半球。
(2)根据昼夜长短差值，判断纬度高低
昼夜长短差值越大，纬度越高；赤道地区，昼夜长短差值等于0。
(3)根据昼夜长短，判断日出、日落时间
①日出时间＝12－1/2 昼长。
②日落时间＝12＋1/2昼长。
1．符合“昼变短，夜比昼长”条件的时段是( )
A．甲至乙 B．乙至丙
C．丙至丁 D．丁至戊
2．丙日，对应的北极星光线和正午太阳光线位置关系正确的是( )
A．① B．② C．③ D．④
[关键信息点拨]
北极星出现于正北天空，其光线与地平面的夹角等于当地的地理纬度，不会发生变化，故 北极星光线与正午太阳光线的夹角α的大小随当地正午太阳高度的变化而变化；冬至日时我国各地正午太阳高度达到一年中的最小值，角α达到最大值，可判断甲～戊所代表的节气。 北半球“昼变短，夜比昼长”时太阳直射点在南半球，且向南移动，可判断出时段。 丙为夏至日，太阳直射北回归线，结合图中北极星的仰角(即当地的地理纬度)，利用正午 太阳高度的计算公式可以对图示位置关系进行判读。 |
答案 1.D 2.C
解析 第1题，北极星光线与地面的夹角为当地的地理纬度，对北回归线以北地区来说，正午太阳光线来自南方，正午太阳高度在夏至日达到最大值，则北极星光线与正午太阳光线的夹角α在夏至日达到最小值，冬至日达到最大值。据图示信息判断，丙为夏至日，甲、戊为冬至日，乙为春分日，丁为秋分日。符合北半球“昼变短，夜比昼长”的是“太阳直射点在南半球，正在向南移动”，即秋分日到冬至日，是图中的丁至戊，选D。第2题，图中有三个角度，北极星与地面的夹角是当地的地理纬度，正午太阳光线与地面的夹角代表正午太阳高度，因丙为夏至日，太阳直射点位于北回归线，可以逐个选项计算即可得出正确答案。20°N夏至日的正午太阳高度为86.5°，①错误；②图中北极星光线与地面的夹角为58°，我国最北端纬度位置约为53°N，②错误；③图位于36°N，正午太阳高度是77.5°，③正确；30°N的正午太阳高度是 83.5°，④错误。故选C。
考向1 通过“昼夜长短的变化规律”考查“区域认知”
(2023·山东济南期末)10月30日，小贾乘坐由伦敦飞往香港的国际航班，起飞2小时后，提
前得知消息的同学小明在柏林(13°E)拍到了该飞机经过时的照片，并发了朋友圈(下图)。该航班在北京时间10月31日1：18抵达香港，共飞行11小时18分。据此完成1～2题。
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