等太陽高度線圖的判讀要點

譚國陽

等太陽高度線圖是近年來地理學(xué)科的一種新穎的等值線圖，可以看做是以太陽直射點為中心的俯視圖，其圖形抽象，知識跨度大，思維含量高，因而成為地理學(xué)習(xí)的難點問題。等太陽高度線圖判讀的基本內(nèi)容有：太陽直射點的地理坐標；太陽高度的分布規(guī)律、正午太陽高度的分布規(guī)律；地方時、北京時間的計算；正午太陽高度大小的計算；晝夜長短的變化；推斷與圖示時間相關(guān)的日期、節(jié)氣、季節(jié)及地理現(xiàn)象等。

一、等太陽高度線圖中太陽高度的分布特點

①太陽高度分布規(guī)律簡述。由于太陽直射點的季節(jié)移動，各地的太陽高度也會發(fā)生變化，當(dāng)太陽直射在某一緯度時，此日正午太陽高度角由直射點分別向四周逐漸呈圓形遞減，至晨昏圈時太陽高度為0°。②太陽高度分布規(guī)律解析。太陽高度相等的點連接起來的線即為等太陽高度線，根據(jù)太陽高度的分布特點，可以得出判讀等太陽高度線圖的一般規(guī)律：

1.直射點所在經(jīng)緯度的判定

圖的中心為太陽直射點，太陽高度以該點為中心向四周逐漸降低；通過中心的豎線全部或大部分為直射點的經(jīng)度，其地方時為12時，而豎線的另一部分地方時為24時（0時），12時和24時這兩部分經(jīng)線的度數(shù)相差180°；通過中心的緯線即為太陽直射的緯線，其正午太陽高度為90度。正午太陽高度的分布規(guī)律從太陽直射的緯線向南北逐漸降低。根據(jù)太陽直射緯線推斷直射點所在的半球及季節(jié)，并判斷與之相關(guān)的地理現(xiàn)象。注意區(qū)別太陽高度和正午太陽高度分布規(guī)律的不同。

2.某地經(jīng)緯度及時差的判定

在太陽直射的經(jīng)線上，太陽高度相差多少度，緯度就相差多少度，據(jù)此可計算該經(jīng)線上某一點的緯度數(shù)值；如果太陽直射赤道，則赤道上太陽高度相差多少度，經(jīng)度就相差多少度；如果太陽直射其他緯線，則此緯線上太陽高度相差多少度，經(jīng)度的差值一定大于太陽高度的差值，以此推算該緯線上某一點的經(jīng)度和地方時。

3.晨昏線的判定

如果圖中標注了太陽高度的數(shù)值，則視具體數(shù)值而判斷：一是最外側(cè)的大圓圈為0°等太陽高度線，即為晨昏線，一般是太陽直射經(jīng)線以東最大的半圓為昏線，以西最大的半圓為晨線；二是圖中最大的圓圈不是0°等太陽高度線，因此，也就不是晨昏線，此圖是晝半球中太陽高度比較大的一部分。如果沒有標注太陽高度的數(shù)值，在圖中最外側(cè)的大圓圈上太陽高度為0°，即晨昏線。

4.南北極點的判定

由于太陽直射經(jīng)線上太陽高度南北跨度為180°，因此直射點到最北點和最南點的緯度跨度也應(yīng)該是180°。當(dāng)太陽直射赤道時，此經(jīng)線的最北點為北極，最南點為南極；太陽直射北半球時，北極點位于最北點以南，北極點與最北點的距離為太陽直射的緯度度數(shù)（最北點是出現(xiàn)極晝的最低緯度和0點經(jīng)線的交點，緯度度數(shù)和直射點所在緯度互余），圖上沒有南極點；太陽直射南半球時，南極點位于最南點以北，南極點與最南點的距離為太陽直射的緯度度數(shù)，圖上沒有北極點。

5.正午太陽高度的判定

與太陽直射點為中心的相距相同緯度的相對稱的兩地，其正午太陽高度角相等； 直射點位于赤道時，南北半球緯度相同的地方，正午太陽高度角相等；直射點所在經(jīng)線與各條等太陽高度線的交點所代表的數(shù)值均為該緯度正午太陽高度，等太陽高度線上其它的點的正午太陽高度均大于等太陽高度線上的太陽高度。

6.距離判定

同一等太陽高度線上的點到直射點的距離相等，此距離與直射點的位置無關(guān)。

二、等太陽高度線圖的判讀難點分析。難點主要有以下幾個方面

1.晨昏線的判斷

要判斷晨昏線，先認真讀圖，可知等太陽高度線最外圈的高度角數(shù)值為0°，而晨昏線的太陽高度為0°，因此可以判斷出0°等太陽高度線與晨昏圈重合，進一步根據(jù)地球的自轉(zhuǎn)方向，由夜到晝的界線為晨線，由晝到夜的界線為昏線。

2.南北極點和地方時12點所在經(jīng)線范圍的判斷

如圖1要判斷南北極點，就應(yīng)該根據(jù)太陽高度與緯度的關(guān)系來進行分析，如果COF所在的緯線的緯度為0°，可知太陽直射在O點（正午太陽高度為90°）即直射在赤道上，應(yīng)用正午太陽高度角的計算公式，可以得出南北極點的正午太陽高度為0°，因此可以得出B、G為北極點和南極點，由此也可推出BOG是同一條經(jīng)線，其地方時為12點；如果圖1中COF所在的緯線的緯度為23°26′N，讀圖可知太陽直射在O點（正午太陽高度為90°）即直射在北回歸線上，應(yīng)用正午太陽高度角的計算公式，北極點的正午太陽高度應(yīng)該為23°26′，因此可以得出大致在A點的位置為北極點，同理，應(yīng)用正午太陽高度角的計算公式，可以得出圖中南極圈的正午太陽高度角為0°，從而可以得出G點位于南極圈上，由此可推出圖中AOG是同一條經(jīng)線，其地方時為12點，而BA為另外一條經(jīng)線，其地方時為24點（0點）。

3.太陽直射點和其它各點的經(jīng)緯度判斷

如圖2中O、G、B的經(jīng)緯度的判斷，讀圖可知，O點的太陽高度為90°，可以得出太陽直射在O點，從圖中的有關(guān)信息可知，其經(jīng)緯度為“0°（與倫敦在同一條經(jīng)線上）、23°26′N”，應(yīng)用正午太陽高度角的計算公式，北極點的正午太陽高度應(yīng)該為23°26′，因此可以得出A點（太陽高度為23°26′）為北極點，同理可以得出G點位于南極圈上，由此可推出圖中AOG是同一條經(jīng)線，因此G的經(jīng)緯度為“0°、66°34′S”，由于圖中AB和AOG不是同一條經(jīng)線，因此AB是180°經(jīng)線的一部分，由于A點（太陽高度為23°26′）為北極點，而B點的太陽高度為0°，說明B和A的緯度相差23°26′，從而可以得出B的經(jīng)緯度為“180°、66°34′N”。