1、专题三 地球运动计算题专题三 地理常见的计算题 一、时间计算的基本知识 （一）时区和区时 1、时区的划分：全球划分为24个时区，每个时区占经度15，每个时区内使用相同的时刻，不同的时区有不同的时刻。全球有24个区时(标准时)。 2、时区的名称和分布：0经线所在的时区(东经与西经之间)叫中时区(或零时区)，由此向东，每隔经度 15，依次为东一区、东二区，东十二区，中时区向西，每隔经度15， 依次为西一区，西二区、，西十二区。东十二区和西十二区各占经度，它们之间的钟点相同而日期不同。 （1）东时区为东经，西时区为西经； （2）东时区度数越大，时区数越大，时间越早； （3）西时区度数越大，时区数越大
2、，时间越晚； （4）东时区早于西时区； （5）中时区夸东西经。 3、中央经线和时区界线；0经线是中时区的中央经线，其他各时区的中央经线的度数是15的整倍数，即15乘以该时区的编号数。例如东八区的中央经线是东经120 (158120)。 4、区时 （1）各时区以本时区中央经线的地方时刻，作为全区各地统一使用的时刻，这种适用于同一时区的时刻，称为区时。 （2）区时和时区的含义是不同的。区时是时间概念，时区是空间概念。区时和时区是有联系的。两地相差几个时区，区时就相差几个小时。也就是说，两个时区之间有几条时区界线，它们之间的区时就相差几个小时。较东的时区，它的区时较早。例如，当东八区是12点钟时，东
3、九区已是 13点钟(下午1点)了，而东七区还在上午11点钟。 （3）求时区的方法：所在经度/15，若得整数，即为时区数；若有余数，的进上去，整数部分加一，的舍掉，即所得整数为时区数。 （4）两时区的时间差：“同减异加”若两时区同在东时区或西时区，则用减；若各在东西时区，则用加（12区-东X区）+（12区-西Y区） （二）地方时 地方时 是该地所在经度的时间。 地方时的计算要注意以下几点： （1）明确由于地球自西向东转，同一纬线上东边的地点比西边地点先看到日出，东早西迟是计算地方时的关键。 （2）明确地方时与区时的联系，先确定对应点的时区，求出时区差。 （3）确定某一地点的地方时，该点可能是已知
4、的，也可能是图中或题目条件中隐含的。 （4）明确地方时的换算关系1小时/15；4分种/1；4秒/1。 （5）计算过程注意相加大于24小时要加一天，相反，相减，不够减时，借24小时，日期相应退一天。 例题1 一艘轮船，于2004年1月25日上午10点从，上海港起航，经过90整天后越过太平洋到达美国的圣弗兰西斯科(西八区)，问到达地是几月几日几点钟?， 分析： 已知从某时区出发的区时、到达地的时区和行程时间，求到达地的时刻，可归纳为如下公式： (出发地的区时+行程时间)两地相隔的时区数 1小时=到达地的区时。 2004年是闰年，二月份有29天(三月份是大月，有31天)。按出发地的时刻计算，90天后
5、是四月二十四日上午10点。但是上海使用东八区的区时，圣弗兰西斯科是西八区的区时，按其在上海西面的方法来计算，要迟16个小时，所以到达地的时刻是四月二十三日18点。 解此题要注意下面的问题： 换算区时题中有行程时间时，要统一归算成出发地(或到达地)的区时，并加行程时间。 出发日期和到达日期是跨月份的，要注意大月(一、三、五、七、八、十、十二各月是31天)，小月(四、六、九、十一各月是30天)的天数，二月份要注意平年(28天)或闰年(29天)。一般地说，这一年的公元年份能被4整除的(如2004年)是闰年，不能被4整除的 (如2003年)是平年。 采用过日界线的计算方法，不但要注意日期的变更，而且计
6、算两地相隔的时区也较复杂。须分别以 12减两地的区时编号数，然后相加。例如在东八区与西八区之间，按包括东、西十二区在内来计算其相隔的时区数，则为： (12区8区)+(12区8区)=8区，即相隔8个时区。一般采用不过日界线而过零时区的计算方法较为简便。其运算结果是相同的。 答案：2004年4月23日18时 二、日界线 （一）自然日界线国际日期变更线 国际上规定，把东、西十二区中央的180经线作为日界线，也叫国际日期变更线。 首先，请大家考虑以下三个问题： 1、在图中找出国际日界线，其与180经线重合吗？ 2、分析自东12区向东进入西12区，或自西12区向西进入东12区，日期是怎样变更的？ 3、想
7、一想地球上哪一个时区的时刻最早，哪一个时区的时刻最迟，为什么？ 地球自转方越过日东西界线，日期减一180E172.5天。172.5东西减一天东自十十二越过日界线，西向二区日期加一天。区加一天顺着地球自转的方向越过日界线，日判断日界线的方法期减一天的是180国际日界线。从东十(日界线两侧的日期相差一天，当海船或飞机在太平洋上由西向东航行越过日界线时从西十二区进入东十二(二区进入西十二区)，日期要减去一天，由东向西航行越过日界线时180区)，日期要加上一天。为了照顾同一行政区域内日期的统一，日界线有三处偏离了经线，曲折地绕过大陆和岛屿，使它通过海峡和大、洋，避免穿过陆地。日界线两侧的东、 西十二区
8、，日期不同而钟点相同。 涉及日界线的计算问题要注意： （1）先确定日界线的位置即180经线。 （2）按地球自转方向越过日界线采用“日界线”的原则。）注意越过日界线计算日期时，要注意星期的变化，月份的变化（大小月差异，平3（ ，年份的变化。年与闰年的月份变化） ”经线。：00）确定某一日期所占比例时除确定（4180经线外，还要找到“00 （二）人为日界线零点经线 00所在的经线，是随时变化的。零点经线，即00：西东0经线：00经线0：00180即东西时日日期期回早加一顾天新的一天旧的一天旧的一天0：00经线1800：00经线（三）如何鉴别两条日界线 顺着地球自传方向，日期减一天的是180经线，另
9、一条为00：00经线。 例题1如右图中，中心点表示北极，阴影为3月21日，非阴影区为3月22日。读图回答。 （1）OP的经度为 ，ON的经度为 。 （2）这时北京时间为3月 日 时。 分析：本题考查学生的空间思维能力与时间的计算能力，要求学生能根据地球自转的方 向来推断经度并进而根据地方时的计算和日期的变更特点来确定北京时间。解答本题的关键是理解圆形地球上日期、时间变化推移的规律，并据此进行推导和计算。 （1）由图所给的条件，先画出地球自转方向（呈逆时针），因为按地球自转方向ONOP为3月22日（非阴影部分），OPON为3月21与日界线OP时，0日22月3为新一天的开始即ON，则日（阴影部分）
10、 。E推出ON为60重合即为180，根据图中120即可推出北京时间为22日零时，ON为3月2）明确北京时间为120E的地方时，因（时。做题过程中可以把方向、日期标注在相应位置上，推断北京时间可以采用日43月22 画数轴作辅图的方法。 (2)22 4E 18060答案：（1） 趁热打铁：B左图为地球北极示意图，日，6若阴影部分表示7月日。读7非阴影部分为7月图回答22BA的经度为经度为）此时北京时间几日几时？例： 自西向东越过日界线，日期减一天经线0:00。120窍门：顺着地球自转的方向今天过日界线，日期减去一天的是180国际日界线，则另N180一条为0：00经线！6：00今天2:00 新的一天
11、占几分之几，180经线上的地方时就是24：00的几分之几；也就是说，只要知道东12区是几点，新的一天就有多少个小时，那么北京时间就是东12区的区时-4。 ）00：20，此时全球处于同一天（北京时间00：00经线为180当两条日界线重合时，即三、晨昏线 晨昏线是太阳照射地球表面所形成的昼、夜半球的分界线。它由晨线和昏线组成，故又称为晨昏线（圈）。晨昏线是太阳光照图中非常重要的组成部分，其隐含的诸多地理信息是我们判读太阳光照图的重要突破口。 （一）晨昏线的结构特征和判定 1、晨昏线的特征：晨昏线是一个过地心的大圆，它平分地球，平分赤道，与太阳光线永远垂直。晨昏线上的太阳高度角是0。如图1所示： 2
12、、晨昏线的区分：晨线与昏线（略） 3、晨昏线与经线、纬线的关系 一般地，在春、秋分日时，晨昏线与经线重合，即晨昏线要过南北极点。其余任何时候，晨昏线都与经线斜交（即晨昏线不经过南北极点），其夹角范围为02326。 4、晨昏线在解析地球运动问题中的应用 （1）确定地球的自转方向：如右图3中二至日的昼夜分布状况（阴影部分为黑夜），若弧线AB为昏线，则地球呈逆时针方向自转，中心为北极点；若AB为昏线，则地球呈顺时针方向自转，中心为南极点。 （2）确定东西经度：以0经线为起点，顺地球自转方向经度数增大的为东经度，反之则为西经度。 图3 （3）确定地方时： 经过赤道与晨线交点的那条经线上的地方时为6时，
13、经过赤道与昏线交点的那条经线上的地方时为18时。 太阳直射点所在经线上的地方时为正午12时，与之相对组成经线圈的那条经线上的地方时为次日0时（或当天24时）。 地方时增加o, 从西向东顺地球自转方向经度每增加1 4分钟。 同一经线上的各点地方时相同。P经线，且昏线通过P点所在经线是0例 如果图4中 点，昏线与经线的夹角达一年中最大值。下列说法正确的是 这天，伦敦的夜长达一年中最大值 A 这天，南极圈内全部是极夜B 4“北京时间”是两点钟 图 C此时， 点和悉尼在同一时期内此时， PD点，昏线与经线的夹角达P0经线，且昏线通过解题思路：由题意，P点所在经线是P8小时，而一年中最大值，则有北京时间
14、与0经线所在时区的中央经线的地方时时差为 点。答案：C地的地方时是6点，故北京时间为次日的2）确定日期和季节：晨昏线经过南北两极，与某一经线圈重合，与所有纬线圈垂（4北极圈内出现晨昏线与南北极圈相切，月23日。可判定这一天为3月21日或9直相交，北极圈内出现极夜现象，日。晨昏线与南北极圈相切，22极昼现象，可判定这一天为6月 22日。可判定这一天为12月日照图上平分昼半球的经线的经度就是太阳直射点的经确定太阳直射点的位置：（5）赤道与昏线所在经线或直射经线=度。也可以用：直射经线赤道与晨线交点所在经线+90若与晨昏线相切的来判断。90太阳直射点的纬度需要根据与晨昏线相切纬度值来确定， 。（南北
15、纬视具体情况而定）90纬度为，则太阳直射点的纬度为）确定极昼极夜的范围：晨昏线与哪个纬线圈相切，该纬线圈与极点之间的纬度范8（ 围内就会出现极昼或极夜现象，南北半球的极昼、极夜现象正好相反。晨昏线上正午太阳高度的分布规律：（9）一般地，太阳直射点上的太阳高度为90， 的太阳高度为0，昼半球的太阳高度大于0，夜半球上的太阳高度小于0。（10，因此在题目中太阳高度为0）判定是否为晨昏线：晨昏线上的太阳高度为0 的弧线一定为晨昏线，再结合试题中隐含的其他信息就能够准确判定。 读下图，回答下列各题。 点此时是）（1A点钟。（2）此图表示的日期是 月 日前后的阳光照射图。 （3）此时与北京同一日期的地区
16、共跨了 个时区。 （4）此时以 和 的经线圈将地球分为两天。 四、昼夜长短的计算 （一）日出、日落时刻的计算 1晨线上为日出，昏线上为日落，计算出晨昏线上某点的地方时即可知该纬度的日出日落时刻。 2已知某地昼夜长短，便可根据某一天的昼长求出该日的日出、日落时间，其方法为： 日出时间=12-昼长/2=夜长的一半 日落时间=12+昼长/2 3、确定日出日落时间：某地的日出时间就是该地所在经线与晨线的交点上的地方时，日落时间就是该地所在经线与昏线的交点上的地方时。某地日出日落时间的计算公式是12昼长/2。 例 北京时间3月21日12时，一架飞机从某机场（120E，6634N）起飞，沿北极圈向东作环球
17、航行，12小时后返回原地，据此回答下列问题： 飞行员能观测到的日出日落次数是 A.一次日出，一次日落 B.两次日落，一次日出 C.两次日出，一次日落 次日出，一次日落 飞机上的昼夜更替时间是 小时 小时 小时 小时 如果飞机飞行的方向相反，则飞行员能观测到的日出日落次数是 A.一次日出，一次日落 B.两次日落，一次日出 C.两次日出，一次日落 次日出，一次日落 解析 下图7为地球太阳光照俯视图，B所在半球为黑夜，A所在半球为白昼，虚线圈为北极圈。 飞机起飞时，机场位于A位置，飞机向东飞行，12小时后返回机场，此时机场位于B位置。相对于晨昏线的位置，飞机飞行了一圈半（图中带箭头的实线），具体地说
18、，就是：飞机沿北极圈由西向东飞行，12小时返回原地，说明飞机的平均速度是每小时在北极圈上向东飞行经度30，即1小时后飞机飞到了150E。由于地球的自转，则晨昏线和165W重合，这时飞机和晨昏线的经度差缩小45，再过1小时飞机将穿越180经线，此时180经线和晨昏线重合，再过8小时（360/45=8），飞机将再次穿越昏线，即飞机经过10小时两次穿越昏线。同理，飞机第一次穿越晨线在飞行6小时（270/45=6），第二次穿越晨线将又要经过8小时（360/45=8），所以，飞机两次穿越晨线需经14小时。从下图8中可以看出，飞机两次穿越昏线，一次穿越晨线，也即两次日落，一次日出。正确答案是B。 8 图9
19、 图因为飞机12小时相对于晨昏线的位置飞行了一圈半，所以，一圈所需的时间为8小时。正确答案是B。 如果飞机飞行的方向相反（自东向西），12小时后，相对于晨昏线的位置飞机飞行了180（上图9中带箭头的虚线），从图9中可以看出，飞机由昼到夜经历了一次日落。正确答案是D。 （二）昼长的计算 1进行昼长计算时，关键是找出某地日出或日落位置所在经线的地方时。正午12时平分昼长，只要知道日出或日落的地方时，便可求出某地的昼长。 2、某地昼长等于该地所在纬线圈上昼弧所跨的时间数，夜长等于该地所在纬线圈上夜弧所跨的时间数。 也可以直接采用“查格”的方法，也就是以已经知道的某条经度为准，按照较东的地方有较早的时
20、刻；经度每相隔15，地方时相差1小时；经度相差1，地方时相差4分钟；经度相差1，地方时相差4秒。一般地，如果是求某地的昼长，则经过该地画一条平行于赤道的纬线，看其昼弧所经过的格数每格数所代表的时间数，如果图示是侧视图，还应该乘以2的倍数；如果是极地为中心的图示，则所经过的格数每格所代表的时间数即可（如图5）。 例 用“查格法”判断B点的夜长是_小时。 解析：如右图6所示，该图是侧视图，正对着我们的半个球面是180，被均分成6格，每格30；因经度每相隔15，地方时相差1小时，则每格时长为2小时；如果用“查格法”来解的话，其步骤是：经过B点画一条平行于赤道的纬线，该纬线被图中的昏线分为两部分；在昼
21、半球的为昼弧长度，在夜半球的为夜弧长度。因为是求B点的夜长，就查经过B点的夜弧的长度经过的格数。从图中得悉，经过B点的夜弧长有4个完整格数，每格2小时，则有8个小时。但是，我们现在看到的是半个地球球面，B点的夜长还有一半被点的实际夜B。也即（小时）16（倍）2小时2格4，即2遮住，故其夜长还应该乘以长应为16小时。 （三）根据昼夜长短判断半球位置、某地的季节和纬度的高低 1、 太阳直射北半球时，昼长夜短的为北半球，昼短夜长的为南半球；太阳直射南半球时与之相反。 2、某地昼长夜短，一般为当地夏半年；昼短夜长，则一般为当地冬半年。 3、某一天昼夜长短的不同，反映出不同地点的纬度高低。昼长大于12小
22、时的，昼越长，纬度越高；昼长小于12小时的，昼越短，纬度越高。如果一地大于12小时，一地小于12小时，比较两地与12小时的时间差，相差时间越大，纬度越高。 例：下表中所列的是12月22日甲、乙、丙、丁四地的白昼时间，根据表中数据完成下列各题。 甲 乙 30分 9小时09分 白昼时间 5小时1小5小211（1）四地中属于南半球的是： A. 甲地 B. 乙地 C. 丙地 D. 丁地 （2）四地所处纬度从高到低的排列顺序是： A. 甲乙丙丁 B. 甲乙丁丙 C. 丙丁乙甲 D. 丁丙乙甲 解题思路与技巧 （1）根据昼夜长短的变化规律，冬至日只有南半球才是昼长夜短，故选D。 （2）甲、乙、丙三地地处北
23、半球，昼短夜长，且纬度越高昼越短。所以甲、乙、丙三地的纬度高低可以确定，关键是如何确定丁地与其他三地的纬度高低。 方法一：切入点是考虑与丁地对应的相同纬度的北半球地区的纬度是多少。丁地昼长为13小时56分，可推算出北半球上与丁地相同纬度地区的夜长为13小时56分，则昼长为10小时04分，显然从纬度数值上比丙地高，比乙地低。 方法二：切入点是考虑赤道的昼长是12小时，甲乙丙丁四地与赤道昼长差值越小，该点越接近赤道，纬度越低；越大越远离赤道，纬度越高。甲乙丙丁四地昼长与赤道上12小时昼长之差分别为6小时30分、2小时51分、35分、1小时56分，为纬度高低便显而易见了。 五、太阳高度角H （一）正
24、午太阳高度的计算 1、公式计算法 某地的正午太阳高度H= 90-a-b，其中H为正午太阳高度，a为当地的地理纬度，永远取正值；b为太阳直射点的地理纬度，当地的下半年取正值，反之取负值。 2、纬度差计算法 某地的正午太阳高度H=90 该地与太阳直射点的纬度差。同在南北半球或同在北半球，大纬度数减小纬度数；分别在南北半球则两纬度数相加。 （二）太阳高度的应用 1、确定地方时 某地一天中太阳高度最大时，当地的地方时为12时。由此可以根据地方时的计算方法推算出地球上其他经线上的地方时。 2、判断日影长短及朝向 正午日影朝向和长短变化 ）1（正午日影的朝向取决于太阳直射点的位置。由于太阳直射点在南北回归
25、线之间周年往返移动，正午日影朝向不仅随空间变化，而且随时间变化而变化。 在北回归线以北地区，正午日影始终朝北。北半球夏至日，北回归线以北地区正午太阳高度最大，正午日影对短。北半球冬至日，太阳直射在南回归线上，北半球正午太阳高度最小，日影最长。 在南回归线以南地区，正午的日影始终朝南。北半球冬至日，南回归线以南地区正午太阳高度最大，正午日影最短。北半球夏至日，南半球正午太阳高度最小，日影最长。 在南北回归线之间，影子可朝南，也可朝北，且直射时无影子。 一般太阳方位与物体影子朝向相反，但极点一致，即北极太阳永远在南，影子也永远朝南；南极则相反。 （2） 日出，日落时日影朝向 在北半球春秋二分日，全
26、球各地太阳从正东方升起，正西方落下。因此日出时日影朝西，日落时日影朝东。 北半球夏半年，太阳直射北半球，北半球各地昼长于夜，全球各地（极昼区域除外）太阳从东北升起，西北方落下。日出时日影朝西南，日落时日影朝东南。从春分至夏至日，随着太阳直射点北移，太阳升起和落下方向也逐渐北移；从夏至日至秋分日，太阳直射点南移，太阳的升落方向也逐渐南移。 北半球冬半年，太阳直射在南半球，北半球各地昼短于夜，南半球反之。全球各地（极昼区域除外）太阳从东南方升起，西南方落下，因而日出时日影朝向西北，日落时日影朝向东北。从秋分日至冬至日随着太阳直射点南移，太阳的升落方向也逐渐南移；从冬至日至第二年的春分日，太阳直射点
27、北移，太阳的升落方向也逐渐北移。 （3）与房间采光的关系 一般情况下，正午太阳高度角越大，照射到房间的面积越小，即夏季照射面积小，冬季照射面积大。 北回归线以北地区，正午太阳光从南窗射入；南回归线以南的地区，正午太阳光从北窗射入；回归线之间的地区，南窗和北窗均可射入。 （4）楼高和楼间距问题 随着我国房地产业的迅速发展，越老越多的居民对居住条件和生活环境要求越来越高，太阳光线能否充足获得是最近几年普遍关注的焦点。这就要求开发商在兴建楼房时要充分考虑南北相邻两楼之间的距离，使北楼（北半球）一楼获得充足的阳光。一般来说，北半球两楼间距离应该大于h*cotHmin(h为南楼高度，Hmin为该地一年中
28、最小正午太阳高度)。 例 近年来，我国房地产业发展迅速，越来越多的居民乔迁新居，居住条件和环境显著改善。请读图，运用以下公式及相关知识回答、题。 a 某地正午太阳高度的大小H=90-a-b式中H为正午太阳高度；a为当地纬度，取正值；b为太阳直射点的纬度，当地夏半年取正值，冬半年取负值。 b tan35 tan451 tan60 房地产开发商在某城市（30N）建造了两幢商品住宅楼，某户居民买到了北楼一层的一套房子，于春节前住进后发现正午太阳光线被南楼挡住。请问，该房子一年中正午太阳光线被南楼挡住的时间大约是： 个月 个月 个月 个月 为避免这种纠纷，房地产开发商在建楼时，应该使此楼所有房屋在正午
29、时终年都能被太阳照射。那么在两楼间距不变的情况下，南楼的高度最高约为： 米 D.50 米 C.40 米 B.28 米A.20解题思路与技巧： 根据南楼高和南北楼间距，要使北楼一层的房子全年正午太阳高度最小时（冬至日）也能照到。假设次日的正午太阳高度为Hmin,则，与值接近（如图所示）。据此可判断Hmin60，再根据正午太阳高度角的计算公式可算出b=0，即当太阳直射在赤道上时，阳光刚好在正午时照到楼底。当太阳直射点位于赤道以南时，则正午太阳高度小于60，底层正午时阳光会被南楼挡住，而太阳直射点位于南半球的时间约为半年，故选C。 当太阳直射点位于南回归线时，房屋所在地的正午太阳高度最小，为90-3
30、0-（-2326）=3634，接近35，南楼的高度应为40*tan35=40*=28米，所以应选B。 答案 C B （5）太阳能热水器安装角度问题 太阳能热水器的使用越来越普遍，要最大限度地利用太阳能资源，应该合理设计太阳能热水器的倾斜角度，使太阳能热水器集热面与太阳光线垂直，提高太阳能热水器的效率。若当地正午太阳高度角为H，则集热板与地面的夹角=90-H。 （6）确定地方时：当某地一天太阳高度达到最大值时，当地地方时为12点。 练习：1我国沿海某省一个课外小组某日测得当地日出、日落时间分别为北京时间6:40、16:40。据此回答（1）、(2)题。 （1）该地的经度为： A. 120E B.
31、125E E E (2)该日可能在： A. 11月 B. 9月 C. 7月 月 解题思路与技巧 根据该地日出和日落时间可知当地的昼长（日落时间减去日出时间）为10小时，由此可推导出该地日出地方时为7小时，比北京时间早了20分钟，故该地位于北京以东5个经度。由于北半球昼短夜长，应为冬季，所以可能在11月。 2：一艘由太平洋驶向大西洋的船经过P地（如图左上角）时，一名中国船员拍摄到海上落日景观，洗印出的照片上显示拍摄时间为9时0分0秒（北京时间）.读图回答（1）、（2）题。 （1）该船员拍摄照片时，P地的地方时为： A. 22时 B. 14时 C. 20时 D. 16时 （2）拍摄照片的当天，漠河的夜长约为：(漠河的纬度与P地相当) A. 16小时 B. 14小时 C. 10小时 小时 解题思路与技巧 由图可看出，P点位于75W，属于西5区，和北京时间相差
