1、透过“切点”看问题作者：李红勋 单位：河南省濮阳市综合高中 邮编：457000极昼（夜）圈与纬线圈的“切点”是解答光照（图）问题的一个重要突破点，也是近年来地理高考中频频涉及的命题点。从近年来的高考试题来看，该类试题呈现方式不断变化，考查角度不断翻新，但万变不离其中，试题大都以“切点”蕴藏的地理信息为载体考查昼夜长短分析、季节判断、时间计算以及切点处的光照状况等知识。那么我们该如何透过“切点”看问题呢？准确把握“切点”的位置信息及其光照状况是解决该类问题的关键，下面就从这两大角度做一案例式分析，请参考。一、昼切点与夜切点的位置信息由于黄赤夹角的存在，地球绕日公转过程中，直射点在南北回归线之间来
2、回移动，极昼区和极夜区的范围也随之发生着周期性的张缩变化。极昼区内，刚刚出现极昼现象的纬线圈为极昼圈；极夜区内，刚刚出现极夜现象的纬线圈为极夜圈。在光照图中，极昼圈与晨昏圈的切点，简称“昼切点”；极夜圈与晨昏圈的切点，简称“夜切点”。如图 1（夏至日南、北半球正俯视光照图）中 m为昼切点，p 为夜切点,图示时刻阳光直射点地理坐标为（2326N，90E）。又如图 2（夏至日时某时刻太阳高度等值线分布图）中 A点为昼切点，B 点为夜切点。观察图 1和图 2，对于昼切点与夜切点的位置信息，我们应明确以下几点：（1）昼切点与夜切点同时并存，它们关于地心对称，纬度度数相等，分属南、北半球；经度互补，东西
3、经度相反。（2）昼切点（或夜切点）的纬度度数与阳光直射点的纬度度数互余。阳光直射南、北哪个半球，昼切点就位于哪个半球上。据此，可根据直射点纬度求知两切点（或极昼圈、极夜圈）的纬度，或者根据两切点的纬度求知直射点的纬度。（3）昼切点与夜切点是晨线与昏线的分界点，它们的纬度是晨昏圈上纬度的最大值，同时也是极昼区内纬度的最小值。（4）昼切点与夜切点的纬度是不断变化的，纬度度数最小为 6634，最大接近 90（等于 90时，极昼极夜现象消失，全球各地昼夜等分）。在一个回归年内，昼切点与夜切点的纬度变化如下表所示： 时 段 直射点纬度变化 昼切点纬度变化 夜切点纬度变化春分夏至由赤道北移到北回归线由北极
4、点南移到北极圈由南极点北移到南极圈夏至秋分由北回归线南移到赤道由北极圈北移到北极点由南极圈南移到南极点秋分冬至由赤道南移到南回归线由南极点北移到南极圈由北极点南移到北极圈冬至次年春分由南回归线北移到赤道由南极圈南移到南极点由北极圈北移到北极点附注：表中二分二至是针对北半球而言。（5）昼切点及其所在经线的地方时为 0：00（或 24：00），夜切点及其所在经线的地方时为 12：00。昼切点所在的经线，又称 0点钟经线，它等分夜半球，是地球上移动的日期分界线（东为今日，西为昨日），如图 1中的西经 90经线。夜切点所在的经线，又称正午经线，等分昼半球，如图 1中东经 90经线。许多时间计算问题就是
5、基于昼切点（或夜切点）的这一时间信息来命制试题的。【例 1】（2010 福建文综第 1112 题）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（1）（2）题。（1）世博会开幕时，与 P点位于同一时区的地点是 （ ）A开普敦(18?0?232?0?7E) B伦敦(经度 0?0?2)C惠灵顿(174?0?246?0?7E) D布宜诺斯艾利斯(58?0?224?0?7W)（2）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
6、向北 D先向南，后向北，再向南【解析】本题组以晨昏圈与纬线的切点为信息载体，考查了时间计算、太阳直射点的南北移动以及极昼、极夜区的变化等知识。第（1）题，解答该题的关键是“切点”性质的判定。世博会开幕时（4 月 30日），阳光直射北半球，北极点附近极昼，南极点附近极夜。又切点 P所在地盛行东南风，联系南半球高纬度盛行东南风和北半球高纬度盛行东北风的事实，可知 P点应位于南半球。综上可知，P 点为极夜圈与晨昏线的切点（即夜切点），故世博会开幕时（北京时间 4月 30日 20时）P 点地方时为 12时。根据时差与经度差的换算关系可知 P点经度为 0，故第（1）题选项 B正确。第（2）题，解答本题的
7、关键是明确世博会期间阳光直射点南北移动方向及其与 p切点纬度变化的关系。由题干知世博会历时时段为 4月 30日10 月 31日。4 月 30日6 月 22日，阳光直射点向北移动到北回归线，南半球极夜范围扩大到南极圈，切点 P向北移到南极圈；6 月 22日9 月 23日，太阳直射点由北回归线向南移动到赤道，南半球极夜范围由南极圈缩小到南极点，切点 P由南极圈向南移动到南极点；9 月 23日10 月 31日，阳光直射点由赤道向南移动，南极点附近极昼范围逐渐扩大，该时段内切点 P为昼切点，其位置由南极点向北移动。综上，可知第（2）题 C选项正确。【答案】（1）B （2）C 二、昼切点与夜切点的光照状
8、况昼切点与夜切点的光照状况可用正侧视光照图来说明。图 3为夏至日时正侧视光照图，图 4为冬至日时正侧视光照图。观察图 3与图 4，对于昼切点与夜切点的光照情况，我们应明确以下几点：（1）在同一瞬间，昼切点、夜切点的地方时虽然不同，但在两切点处观察到的太阳方位相同。如图 3中的太阳均位于两切点的正北方，图 4中太阳均位于两切点的正南方。（2）昼切点处的太阳高度为 0，表示在当地 0时日出或者 24时日落。昼切点位于极昼圈上，故昼切点处的太阳周日视运动状况与极昼圈上的各地相同。当阳光某日直射南、北纬 h时，极昼圈上各地（其纬度为南、北纬（90h）太阳周日视运动特点如图5、图 6所示。说明：北半球极
9、昼圈上各地，太阳日出（0 时）、日落(24 时)于正北方地平线上；正午时刻太阳位于正南方，正午太阳高度等于直射点纬度的 2倍。南半球极昼圈上各地，太阳日出（0 时）、日落（24 时）于正南方地平线上；正午时刻太阳位于正北方，正午太阳高度等于直射点纬度的 2倍。（3）夜切点处的太阳高度为 0，表示在当地正午时刻（12 时）太阳瞬间日出又瞬间日落。夜切点位于极夜圈上，故夜切点处的太阳周日视运动状况与极夜圈上各地相同。极夜圈上各地，太阳终日不见。北半球极夜圈上各地，太阳在正午时刻从正南方地平线上瞬间升起又瞬间落下；南半球极夜圈上各地，太阳在正午时刻从正北方地平线上瞬间升起又瞬间落下。【例 2】（20
10、10 全国文综第 910 题）据报道，某年 3月 9日，我国科考队在中国北极黄河站（7855N,1156E）观看了极夜后的首次日出。完成（1）（2）题。（1）当日，科考队员在黄河站看出日出时，北京时间约为（ ）A.10时 B.13 时 C.16 时 D.19 时（2）当日，日落于黄河站的（ ）A. 东方 B.西方 C. 南方 D北方【解析】第（1）题，解答本题的关键是明确黄河站极夜后首次日出时晨昏线与当地经纬线的关系。黄河站（7855N，1156E）地处北极圈以北地区，冬半年会出现极夜现象。3 月 9日黄河站极夜后首次日出时，黄河站刚刚结束极夜现象，此时晨昏线与几乎与 7855N 相切，切点所
11、在经线 1156E 地方时为 12：00，根据东加西减的时间计算方法，可知此时北京时间约为 19时。第（2）题，由上题分析可知，3 月 9日黄河站出现极夜后的首次日出现象，说明黄河站在该日正午 12点瞬间日出又瞬间日落，又北回归线以北地区正午太阳始终位于正南方，故该日黄河站日落时（几乎是正午时刻）太阳应位于接近正南方向的地平线上。【答案】（1）D （2）C三、经典高考试题回放（2007 全国文综第 1011 题）下图表示北半球某区域。a 为纬线，b 为晨昏线。b 线中 M 点纬度值最大，N、P 两点纬度值相等。回答 12 题。1.M 点的纬度最低为 A.71.5N B.66.5N C.61.5
12、N D.56.5N 2.若 Q、R 两点相距 60 个经度，且 R 点为 30E，图示区域为夏半年。此时北京时间为A.6 时 B.8 时 C.18 时 D.20 时 （2007 全国文综第 68 题）下图所示区域在北半球。弧线 a为纬线，Q、P 两点的经度差为 90；弧线 b为晨昏线，M 点为 b线的纬度最高点。回答 35 题。3.若此时南极附近是极昼，P 点所在经线的地方时是A.5时 B.15 时 C.9 时 D.19 时4.若此时为 7月份，图中 M点的纬度数可能为A.55N B.65N C.75N D.85N5.若 Q地的经度为 0，此时正是北京日出。这个季节A.洛杉矶地区森林火险等级最
13、高 B.长江下游枫叶正红C.长城沿线桃红柳绿 D.南极地区科考繁忙（2008 天津文综第 1112 题）图中 X、Y 分别为晨昏圈与纬线圈的切点。据图回答67 题。6.X、Y 两点情况相同的是A.太阳所在方向 B.所在时区 C.正午太阳高度 D.白昼长短7.太阳直射点正向什么方向运动？能确定的是A.向北 B.向南 C.向东 D.向西（2009 天津文综第 5题）科考队员在北极点附近某处一天中不同时刻拍摄了太阳照片。观察照片，回答第 8题。8.太阳位于 a所指位置时，拍摄者看到的太阳方位和他所在地的地方时分别是（ ）A正北 0：00 B正北 12：00 C正南 0：00 D正南 12：00【参考
14、答案】1.B 2.B 3.B 4.C 5.A 6.A 7.D 8.A极昼区的太阳视运动特点作者：李红勋 单位：河南省濮阳市综合高中 邮编：457000极昼区，即出现太阳终日（24 小时）不落现象的地区。在同一个太阳日内，极昼区内不同纬度地点虽然都有极昼现象，但它们的太阳高度（角）日变化及其太阳周日视运动轨迹却迥然不同。对于极昼区内太阳视运动问题的阐释，教师感觉难讲，学生也大都不明，下面分类图示例析如下，请参考。一、南、北极点太阳周日视运动特点每年春分（3 月 21日前后）至秋分（9 月 23日前后），阳光直射北半球，为北极点极昼期；秋分至次年春分，阳光直射南半球，则为南极点极昼期。由于南、北极
15、点位于地球自转轴上，其角速度和线速度为 0，因此，当其处于极昼期时，全天 24小时太阳高度角为恒值（不变），并且其太阳高度的大小取决于阳光直射点的纬度。运用正午太阳高度的计算公式（h90（90直射点的纬度），可推知 h直射点所在的纬度数,即极点太阳高度角的大小恰好等于阳光直射点的纬度。例如，当阳光直射 20N时，北极点全天太阳高度角为 20；又如，当阳光直射 15S时，南极点太阳高度角终日为 15。由于阳光直射点以回归年为单位在南北回归线之间来回移动，所以南、北极点在其极昼期内的太阳高度变化范围为 02326。当阳光某日直射南、北纬 h时，南、北极点太阳高度角的日变化曲线及其视运动轨迹，如图
16、1、图 2、图 3所示。图示说明：在极点处观察到的太阳高度角终日不变，太阳视运动轨迹所确定的平面与地平面平行。从北极点地平圈上来看，太阳视运动方向为逆时针方向（或从北极点上空看，太阳视运动呈顺时针方向）；从南极点地平圈上来看，太阳视运动方向为顺时针方向（或从南极点上空看，太阳视运动呈逆时针方向）。北极点为地球最北端，其四面八方均为南方；南极点为地球最南端，其四面八方为北方。阳光直射赤道时（二分日），南、北极点太阳高度终日为 0，该日太阳沿地平线移动，此现象不属极昼现象。【例 1】下图为某科考队员在某地观测到的太阳高度日变化示意图，这一天他观察到的太阳在天空呈逆时针方向运行。据此回答下面（1）（
17、2）题。（1）该科考队员所处的纬度位置是（ ）A.68S B.68N C.90S D.90N（2）假设图示太阳高度为该地一年中的最大值，则（ ）A.地球上的热带范围将变大 B.地球上温带范围将变小C.地球上有极昼、极夜现象的范围将变小D.濮阳（纬度约为 36N）正午太阳高度的年变化幅度将变大【解析】 第（1）题，地球上太阳高度整日不变的只有极点。极昼期间，北极点观察到的太阳视运动方向为逆时针方向；南极点观察到的太阳视运动方向为顺时针方向。故第（1）题 D项正确。第（2）题，北极点极昼期间，每日的太阳高度与阳光直射点的纬度数相等，其大小随直射点的南北移动而变化。若此日南极点的太阳高度（22）为一
18、年中的最大值，说明黄赤夹角变小，则南北回归线的度数由 2326缩小为 22，南北极圈的度数由 6634增大为 68，进而可知地球上的热带范围缩小，寒带（即有极昼、极夜现象的地区）缩小，而温带范围则变大，故第（2）题 C项正确；据正午太阳高度的计算公式可推知，温带地区正午太阳高度的年变化幅度为黄赤夹角度数的 2倍。黄赤夹角变小，濮阳正午太阳高度的年变化幅度也将变小。【答案】 （1） D （2） C二、极昼圈上太阳周日视运动特点所谓极昼圈，就是指刚刚出现极昼现象的纬线圈，即出现极昼现象的最低纬度圈。极昼圈的大小随着阳光直射点的南北移动而张缩。以北半球为例，春分（3 月 21日前后）过后，阳光直射点
19、由赤道逐渐向北移动，极昼圈则由北极点（90N）逐渐向南扩展；到夏至时，阳光直射 2326N，极昼圈扩大到年内最大值,此时极昼圈就是北极圈,即 6634N。夏至过后，阳光直射点又由 2326N 向南移动，极昼圈则由北极圈向北逐渐缩小；到秋分时，极昼圈缩小至北极点，北半球极昼现象结束。在极昼圈张缩过程中，阳光直射点所在的纬度始终与极昼圈的纬度互余。显然，极昼圈的纬度年内变化范围为 663490。极昼圈上，全天 24小时内太阳高度最小值为 0，出现在当地时间 0时（或 24时），此时太阳视运动轨迹与地平圈相切；太阳高度最大值就是当地正午太阳高度，其大小为阳光直射点所在纬度数的 2倍（根据正午太阳高度
20、的计算公式即可推知）。显然，冬至或夏至时极昼圈上的正午太阳高度达到一年内的最大值，即 4652。当阳光某日直射南、北纬 h时，极昼圈（其纬度为南、北纬（90h）上某地点太阳高度的日变化曲线及其视运动轨迹，如图 4、图 5、图 6所示。图示说明：北半球极昼圈上，太阳日出（0 时）、日落（24 时）于正北方，并且人的视线越过北极点看到日出、日落；正午（地方时 12时）太阳位于正南方。南半球极昼圈上，太阳日出（0 时）、日落（24 时）于正南方，并且人的视线越过南极点看到日出、日落；正午（地方时 12时）太阳位于正北方。极昼圈上，无论是南半球还是北半球，太阳前半天在东半部分天空均表现为升起状态，后半
21、天在西半部分天空均表现为日落状态。“注视北方，左西右东”的方位判定法则适用于极点外的任何地区。极昼圈纬度度数与阳光直射点所在纬度度数互余。【例 2】 下图为我国一科考队员在 A地点手绘的某日太阳运行轨迹图，箭头表示太阳运行方向。当太阳位于图中 B点时，该科考队员手表显示 16点（北京时间）。据此回答（1）（2）题。（1）观察地点的地理坐标可能是（ ）A.60S，120W B. 60N，60E C.70S，120W D. 70N，60E（2）该日，太阳升起的方向是（ ）A.地平正北方向 B. 地平东北方向C.地平东南方向 D. 地平正东方向【解析】第（1）题，根据太阳升落的运行方向可知，该地位于
22、北半球，且 B点时太阳位于正南方天空。图示太阳视运动轨迹正好与地平面相切可知，说明该地该日刚好发生了极昼现象，即 A点位于极昼圈上。极昼圈上正午太阳高度等于直射点纬度的 2倍，由正午太阳高度为 40，知此日太阳直射 20N，进而知此日极昼圈纬度为 70N（即 9020）。太阳位于 B点时，为当地正午 12点，而此时北京时间（120E 地方时）为 16点，根据时间换算关系可得知该地经度为 60E。故第（1）题 D对。第（2）题，北半球极昼圈上，太阳在子夜 0时从地平的正北方向升起（人的视线越过北极点看到日出），又在第二天的子夜 0时落于地平的正北。【答案】 （1） D （2） A三、极点与极昼圈
23、之间地区的太阳周日视运动特点在极点与极昼圈之间的极昼地带，全天 24小时太阳高度角都大于 0，其中日最小太阳高度角与正午太阳高度角之和等于阳光直射点纬度数的 2倍，并且日最小太阳高度角的度数等于该地纬度与极昼圈之间相隔的纬度数（由正午太阳高度的计算公式外延而得）。例如，当阳光直射 20N时，极昼圈为 70N， 80N 上的正午太阳高度为 30（据正午太阳高度的计算公式而得），其最小太阳高度角则为 10（即 2203010），该度数也正好是 70N极昼圈与 80N的纬度差。当阳光某日直射南、北纬 h时，极昼圈纬度为 90h，此时处于极点与极昼圈之间地带的某地点太阳高度日变化曲线以及太阳视运动状况
24、如图 7、图 8、图 9所示。图示说明： h 1图中表示该地日最大太阳高度角，h 2表示该地日最小太阳高度角，若该日直射点纬度为 h，b 表示该日极昼圈纬度，a 表示该地纬度，则它们存在以下关系：2hh 1h 2 ； b90h90（h 1h 2） ）/2； abh 290（h 1h 2）/2。【例 3】读下图，某经线上点 F，虚线为过该点的地面垂直线，Q 1、Q 2是 F点夏至日两个不同时刻的太阳光线，且经线、虚线和太阳光线位于同一平面上。完成（1）（2）题。（1）若 F点的地方时是世界标准时，则北京时间为（ ）A.6点或 18点 B.7 点或 19点 C.8 点或 20点 D.12 点或 2
25、0点（2）若角 、 相差 12，则 F点纬度为（ ）A.12N B.78N C.72.5N D.84N【解析】第（1）题，经线指示南北方向。由“Q 1、Q 2是 F点夏至日两个不同时刻的太阳光线，且经线、虚线和太阳光线位于同一平面上”，可知 F点位于北半球极昼圈以内，且 Q1、Q 2光线时刻的地方时为 0点或 12点；若 F点的地方时是世界标准时（0经线地方时），根据时差换算关系可知北京时间（120E 地方时）应为 8点或 20点，故选 C。第（2）题，若角 、 相差 12，说明 F地夏至日最大太阳高度与最小太阳高度之差也为12，则该地纬度9012/284N，故选 D。【答案】（1）C （2）
26、D综上可知，阳光直射点的纬度决定着极昼范围的大小，并影响着极昼区各纬度地点太阳高度角的日变化及视运动状况。在分析极昼问题时，牢固把握直射点纬度与极昼区内各纬度地点正午太阳的数量关系，并联系上述三类地区的太阳视运动轨迹，问题往往会轻松化解。太阳直射北半球：1.晨昏线和太阳光线垂直2.晨线上为日出，昏线上为日落3.我们人眼看太阳，太阳位于太阳光的来源方向从上图可以看出，太阳直射北半球，北半球、赤道和南半球，均是日出东北，日落西北。（出现极昼或极夜的地区除外，北半球正好出现极昼现象和南半球正好出现极夜现象的地区日出日落均为正北）太阳直射南半球：1.晨昏线和太阳光线垂直2.晨线上为日出，昏线上为日落3.我们人眼看太阳，太阳位于太阳光的来源方向从上图可以看出，太阳直射南半球，北半球、赤道和南半球，均是日出东南，日落西南。（出现极昼或极夜的地区除外，北半球正好出现极夜现象和南半球正好出现极昼的地区日出日落均为正南）太阳直射赤道：1.晨昏线和太阳光线垂直2.晨线上为日出，昏线上为日落3.我们人眼看太阳，太阳位于太阳光的来源方向从上图可以看出，太阳直射赤道，北半球、赤道和南半球，均是日出正东，日落正西。（极点除外）甲 乙30N100E
