還原光照圖:考題中常出現的光照圖有四種,分別是側視圖、俯視圖、側俯視圖(立體圖)和網格圖(局部圖),其中側視圖和俯視圖是解題中做常用的圖,考生必須能夠根據題目中的已知條件還原出側視光照圖或俯視光照圖,一般而言,在計算新舊兩天日期時常還原俯視圖,在分析正午太陽高度角、晝夜長短(極晝極夜)時多還原側視圖。
還原俯視圖,南北半球根據題目實際情況選擇,步驟是:第一,繪製正圓,以圓心為對應極點;第二,畫出常用的經線和緯線,常用經線一般選擇四條,0°、90°E、180°、90°W,按照南順北逆的方向將正圓分四份標於圖中,常用緯線一般選擇赤道、30°、60°、90°,以及回歸線和極圈(用虛線繪製);第三,在圖中繪製其他題目已知信息,模板如下圖
還原側視圖,步驟是:第一,繪製正圓,繪出地軸和南北極點、垂直地軸繪出赤道,緯線中一般要將兩條回歸線和兩條極圈繪出(虛線繪製、可曲可直);第二,根據需求繪製相應的經線,要保證間隔經度相同;第三,根據其他已知條件繪製光照情況,要注意有以下規則,其一,直射光線為地心和直射緯線連線的延長線,其二,晨昏線和直射光線垂直,其三,迎向直射光線一側為晝半球,背向直射光線一側為夜半球,其四,晨昏線與經線圈的切點所在的緯線和太陽直射點所在緯線互餘,模板如下圖
1.考點,光照圖的還原與解讀。選擇哪種光照圖:與自轉有關建議選擇俯視圖,與公轉有關建議選擇側視圖;還原側視圖需要哪些信息:第一,大致斷定太陽直射點位置和極晝極夜發生的最低維度,據此還原光照圖;光照圖中要凸顯哪些信息:晨昏線、晝夜半球、太陽直射光線及其緯度、極晝極夜最低維度(晨昏線與緯線的切點)。
本題中,材料中可以提取的有效信息有:第一,AB為經線圈的一段,但A、B兩點又在同一緯線上。滿足這兩個條件的情況只有一種,即A和B在兩條相對的經線上,弧AB的中點是極點;第二,A點為太陽光線與弧線的切點,即晨昏圈與緯線的切點,則A和B的緯度即為極晝發生的最低維度,由此可知AB之間為發生極晝的全部範圍,根據材料可知這個範圍的大小為α。由於無法確定其為南極附近還是北極附近,可仍選其一,假如其為北極附近,則還原圖如下:
據此圖可知:A選項,α代表極晝的範圍,當太陽直射赤道時,全球晝夜平分,無極晝極夜現象,此時α為0°,當太陽直射回歸線時,全球極晝極夜範圍最大,此時發生極晝極夜的最大範圍是極圈,即66°34′,此時α為2×(90°-66°34′)=46°52′,排除;B選項,同一經線圈上的距離=111千米×緯度差,根據計算可知,AB 間緯度差範圍為0°-46°52′,則距離約為0-5217千米,排除;C選項,同一日期中,南北半球的光照情況呈中心對稱分布,因此發生極晝的最低緯度和發生極夜的最低緯度度數相同,極晝和極夜範圍相等,都為α,則極晝和極夜的最低緯度都為90°-α/2,那麼極夜的緯度範圍即為90°到90°-α/2,正確;D選項,太陽直射點緯度和發生極晝極夜的最低緯度互餘,本題中已知極晝的範圍為α,則極晝的最低緯度為90°-α/2,則太陽直射點所在緯度=90°-(90°-α/2)=α/2,排除。
2.考點,太陽直射點的南北移動。太陽直射點一年中在南北回歸線之間作有規律的回歸運動,春分日直射赤道,全球晝夜平分,春分到夏至日,由赤道向北回歸線移動,此時北半球晝長夜短,且白晝逐漸變長,極晝從北極點逐漸擴大到北極圈,極夜從南極點逐漸擴大到南極圈,夏至日太陽直射北回歸線,北半球晝最長夜最短,極晝極夜範圍最大,其最低緯度均到達極圈,夏至日到秋分日,太陽直射點由北回歸線移回赤道,北半球晝長夜短,但晝在變短,極晝從北極圈縮回至北極點,極夜從南極圈縮回至南極點,秋分日直射赤道,全球晝夜平分,秋分到冬至日,太陽直射點由赤道向南回歸線移動,北半球晝短夜長,且白晝逐漸變短,極夜從北極點擴大到北極圈,極晝從南極點擴大到南極圈,冬至日直射南回歸線,北半球晝最短夜最長,極晝極夜範圍再次達到最大值,冬至日到次年春分日,太陽由南回歸線移回赤道,北半球晝短夜長,但晝在變長,極晝從南極圈縮回到南極點,極夜從北極圈縮回到北極點。總結而言,太陽直射點所在半球晝長夜短,太陽直射點移動方向對應的半球白晝變長黑夜變短。
本題中,假設A在南半球,則AB之間的極點為南極點,南極點附近發生極晝現象,應該為北半球的冬半年,α為極晝發生的範圍,已知該範圍逐漸變小,應為冬至日到春分日的情況,即12月22日前後到3月21日前後,四個選項中只有A選項在這一時間段內。