關于“借助手表估測南北方向”幾個問題的釋疑

四川省蒼溪縣實驗中學（628400） 劉國譜

關于“借助手表估測南北方向”幾個問題的釋疑

四川省蒼溪縣實驗中學（628400） 劉國譜

“從終生的、維持生存的、改善生活的各種意義來看，地理是面向生活的。” 基于地理面向生活的理念，普遍高中課程標準實驗教科書，南京師范大學版，把借助手表粗略確定南北方向作為活動課內容。

教材對其方法的表述是：在北半球，把手表平置，時針指向太陽的方向，在中午12點以前，按順時針，沿時針與12點刻度之間所成的夾角的平分線的方向為南方；在中午12點以后，按逆時針，沿時針與12點刻度之間所成的夾角的平分線的方向為南方。如下圖所示。

為了使該活動順利開展，筆者認為需要我們澄清下列幾個問題。

一、北半球，為什么時針與12點刻度之間所成的夾角的平分線的方向為南方？

對于該問題的理解，需要我們首先弄清手表時針的角速度與太陽視運動的角速度的關系。

在鐘表上，一晝夜時針走兩圈，即720°，而太陽一晝夜才轉一圈，即360°。也即是說，時針的角速度是太陽的2倍。如1小時內時針移動30°，而太陽只移動了15°。在估測方向時，如果在正午，時針與12時刻度線重合，時針與12時刻度線所指的就是南方。如下圖1所示：

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圖 1

若某時，時針與12時刻度線的夾角為2α°，此時太陽則只轉過α°。如下圖2所示：

圖 2

在估測方向時，若將時針指向太陽，實質上，相當于時針在圖2的基礎上，逆旋了α°，而12時刻度線也隨之逆旋α°，不再指向南方，如下圖3所示情況：

圖 3

一個地方的方位是不會隨太陽轉動而發生變化的。但我們從圖3不難發現，南方正處于時針與12點刻度之間所成的夾角的平分線的方向上。我們還可以進一步說明，無論上午或者下午，只要時針對準太陽，那么，時針與12點刻度之間所成的夾角的平分線所指的就是南方。

二、時針所指的是什么時間？

顯然，手表使用的時間不同，時針與12點時刻線夾角的平分線也是不同的。事實上，一個地方的南北方向是不會因為手表使用的時間不同而不同的。值得一提是，該方法要求鐘表使用的時間是當地的地方時。由于我國手表統一使用的是北京時間，是以120°E經線上的地方時計時的，即是說只有120°E經線上，正午時的時針與12點時刻線重合，其它地方時針都不與12點時刻線重合。為了使上述仍能估算時間，需要根據當地經度與120°E經線的經度差，將當地正午12時換算成北京時間。如下表所示：

城 市經 度當地正午北京時間城 市經 度當地正午北京時間北京116o21′12：15南京118o47′12：5上海121o26′11：54長沙113o00′12：28天津117o10′12：11成都104o04′13：04西安108o55′12：44臺北121o31′11：54

按照上述原理，如在成都估測南北方向，需將手表時針對準太陽，根據上表，可以把北京時間13：04的刻度線當作地方時12時的刻度線，那么，時針與北京時間13：04的刻度線之間夾角的平分線所指的就是南方。又如，在西安估測南北方向時，也需將手表時針對準太陽，根據上表，可以把北京時間12：44的刻度線當作地方時12時的刻度線，那么，時針與北京時間12：44的刻度線之間夾角的平分線所指的就是南方。

三、關于作平分線時，“順時針”“ 逆時針”的理解。

由于時針與12時的刻度線的夾角有180o和小于180o之分，值得一提的是，時針與12時的刻度線的夾角指的是小于180o。因此，在作夾角平分線時有順時針方向旋轉和逆時針方向旋轉的問題。

我們知道，在中午12點以前，時針位于12時刻度線的左側，將時針與太陽對準，要在小于180o夾角內作平分線，因此，應相對于太陽按順時針方向作平分線來估測南方，相反的方向則是北方。在中午12點以后，時針位于12時刻度線的右側，將時針與太陽對準，要在小于180o夾角內作平分線，因此，應相對于太陽按逆時針方向作平分線來估測南方，相反的方向則是北方。

由于時針與12時的刻度線的夾角的平分線指示南北方向，一個重要前提是正午太陽始終位于當地正南方向，也即是說，用該方法估測南北方向，主要適用于這種情況出現在北回歸線及其以北地區或南回歸線以南的地區，由于我國絕部分地區位于北回歸線以北，借助手表估測南北方向，因此，該用該方法來估測南北方向，在我國絕大部分地區是適用的。利用該方法估測南北方向一個重要的局限性在于要受天氣、氣候條件的限制。

在野外考察或旅游，準確判斷方向可以提高一個人野外生存技能。借助手表估測南北方向只是眾多方向判斷方法的一種，有其局限性。地理教學中，幫助學生在不同情況下，掌握多種空間定向的技巧，有利于極大地提高學生野外生存技能，從而使學生終身受益。