解讀日照圖的思維路徑與能力培養(yǎng)

西安交通大學(xué)蘇州附屬中學(xué)（215021） 王晨光

蘇州工業(yè)園區(qū)星海實驗中學(xué)（215021） 金愛春

新課程背景下的高考突出能力立意，地球日照圖類試題能很好地考查學(xué)生的空間思維和邏輯思維能力，近年來屢見于各省高考試卷，且常以局部或特殊視角透視圖的形式呈現(xiàn)，突出考查學(xué)生圖圖轉(zhuǎn)換、文圖轉(zhuǎn)換的能力。日照圖也是高中地理學(xué)習(xí)的難點，從初學(xué)到高考長期困擾著許多學(xué)生，甚至影響到學(xué)習(xí)地理的信心。不少教師也對如何幫助學(xué)生突破日照圖深感苦惱，甚至建議部分同學(xué)干脆放棄。其實，解讀地球日照圖有特定的思維路徑，通過一定的讀圖、繪圖、解題練習(xí)，形成解決問題的思維模式，就能夠順利地解決此類問題。本文試分析解讀日照圖的思維路徑，探討提高解讀地球日照圖能力的方法。

一、把握日照圖中關(guān)鍵點、線的內(nèi)涵

日照圖中有幾個至關(guān)重要的點，分別是直射點、交點、切點。這幾個點隱藏了經(jīng)度、緯度、地方時等重要信息，并且相互間存在一定的關(guān)系，是解題的關(guān)鍵點。讀日照圖時，要緊抓這幾個要點，挖掘隱藏的條件或信息。立體日照圖直觀形象，指導(dǎo)學(xué)生初識關(guān)鍵點、線及其意義，宜借助立體圖（如圖1）。

圖1 立體日照圖（北半球夏至日）

1. 直射點（A）

即太陽光線垂直照射的地點，該點有以下特征：

①在晝半球正中間，太陽高度角為90°（物體的日影為一點）；

②所在經(jīng)線地方時為12時；

③A點與極晝現(xiàn)象在同一個半球（二分日無極晝現(xiàn)象時，直射點A在赤道上）。

2. 交點（D、B）

即晨昏線與赤道的兩個交點，該點有以下特征：

①交點（D）：即晨線與赤道的交點，該點所在經(jīng)線地方時為6時；東側(cè)為晝半球，西側(cè)為夜半球；太陽高度為零。

②交點（B）：即昏線與赤道的交點，該點所在經(jīng)線地方時為18時；東側(cè)為夜半球，西側(cè)為晝半球；太陽高度為零。

3. 切點（E、F）

即晨昏線與緯線圈兩個切點（E、F）：

①切點（E、F）所在緯線圈以內(nèi)的地區(qū)為產(chǎn)生極晝、極夜現(xiàn)象的區(qū)域；

②切點E所在經(jīng)線地方時為0時，E點有極晝現(xiàn)象；

③切點F所在經(jīng)線地方時為12時，F(xiàn)點有極夜現(xiàn)象。

4. 三個點的位置關(guān)系

由于太陽光線與晨昏線所在平面垂直，因此直射點與交點、切點存在以下關(guān)系：

①交點B、D經(jīng)度大小互補且位于異側(cè)；均在赤道上。

②切點E、F經(jīng)度大小互補且位于異側(cè)；緯度數(shù)相同分屬南北緯。

③直射點（A）與地方時為12時（或有極夜現(xiàn)象）的切點（F）經(jīng)度相同。

④直射點（A）與兩個交點（B、D）在經(jīng)度上相隔90°。

⑤直射點（A）與兩個切點（E、F）在緯度上相隔90°，且緯度大小互余。

日照圖中最重要的線是晨昏線，它是地球表面由晨線（半圓EDF）和昏線（半圓EBF）組成的大圓。晨昏線上太陽高度為0，隨著地球的自轉(zhuǎn)，晨線上即將日出，昏線上正值日落。晨昏線所在平面與地軸的夾角存在季節(jié)性變化，二分日時為0，二至日時夾角達(dá)到最大，為一個黃赤交角。只有二分日晨昏線與經(jīng)線重合，晨昏線上各地地方時相同；其它日期晨昏線與經(jīng)線不可能重合，晨昏線上各地地方時也不同。晨昏線上的切點和交點是解讀日照圖的關(guān)鍵點。

二、熟悉不同視角透視圖中點、線的形態(tài)與位置關(guān)系

日照圖反映某一時刻地球表面的光照情況。平行的太陽光射過來，總是照亮一半地球。由于地球的自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)運動，直射點的位置和晝夜半球的范圍不斷發(fā)生變化，不同時間的日照圖是不一樣的。因觀察角度或作圖采用的投影方式不同，同一時間的日照圖也有不同的表現(xiàn)形式。解讀日照圖的實質(zhì)是根據(jù)不同形式日照圖中關(guān)鍵點、線的形態(tài)與位置關(guān)系判斷出相應(yīng)時間，或分析某時刻日照圖中特定點、線的位置關(guān)系。在各種形式的日照圖中，圖1所示的立體日照圖最能形象直觀地反映關(guān)鍵點、線的形態(tài)與位置關(guān)系，成為各種形式日照圖之間、圖文之間轉(zhuǎn)換的樞紐，是解讀日照圖最重要的思維支架。

解讀日照圖的基礎(chǔ)是熟悉不同視角透視圖中關(guān)鍵點、線的形態(tài)與位置關(guān)系。“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”，筆者的實踐經(jīng)驗表明，觀察—繪制—修正是熟悉不同形式日照圖的有效訓(xùn)練步驟。如圖2所示，引導(dǎo)學(xué)生從不同視角觀察夏至日立體日照圖，繪制相應(yīng)的透視圖，從而熟悉關(guān)鍵點線以及極點、赤道、南北極圈與回歸線的形態(tài)和位置關(guān)系。空間思維能力較弱的同學(xué)可再以二分日和冬至日情況進(jìn)行強化。

圖2 不同視角下的透視圖（北半球夏至日）

三、建立解讀日照圖的思維路徑

解讀地球日照圖的思維路徑是：①從題目提供的文字、圖表中獲取關(guān)鍵點、線及其形態(tài)和位置關(guān)系信息；②判斷季節(jié)與時刻（即太陽直射點的緯度和經(jīng)度位置），回歸立體日照圖或者進(jìn)一步轉(zhuǎn)換成某視角下的投影圖；③按要求分析特定點、線的位置關(guān)系或推導(dǎo)相關(guān)地理現(xiàn)象。舉2012年各地典型高考試題例如下：

例1. [2012?江蘇卷]北京時間2011年11月3日1時36分6秒，“天宮一號”目標(biāo)飛行器與“神舟八號”飛船成功實現(xiàn)首次交會對接。圖3是“神舟八號”與“天宮一號”首次對接空間位置示意圖。讀圖回答第1題。

圖3

1. 首次成功對接時，地球表面的晨線是（ ）

A. ①線 B. ②線 C. ③線 D. ④線

【解析】A 本題考查日照圖中的關(guān)鍵點、線知識。晨線與赤道的交點地方時為6時。根據(jù)題干信息，對接時北京時間為11月3日1時36分6秒，此時北極附近應(yīng)出現(xiàn)極夜，180°經(jīng)線地方時為5時36分6秒。圖示①線與赤道交點在180°東邊，大約為6時，符合“赤道與晨線交點地方時為6時”。

例2. [2012?四川卷] 圖4是以極點為中心的東半球圖。此刻，曲線MN上各點太陽高度為0°，MN與EP相交于N點，該季節(jié)，北美大陸等溫線向南凸出。讀圖回答2～3題。

圖4

2. 由圖文信息可知（ ）

A. M位于N的西北方向

B. 悉尼正值少雨的季節(jié)

C. 此季節(jié)是南極考察的最佳時期

D. 這一天甲地日出時刻早于乙地

【解析】C 由圖中陸地輪廓可知，此圖為以南極點為中心的東半球圖，則M位于N的東北方向；由“該季節(jié)北美大陸等溫線向南凸出”可知，此季節(jié)為南半球的夏季，則悉尼正值多雨的季節(jié)，是去南極考察的最佳時期；甲地與乙地位于同一經(jīng)線上，且甲地緯度位置偏北，故日出時刻應(yīng)該晚于乙地。

3. 圖示時刻（ ）

A. 東經(jīng)10°各地處于夜

B. 澳大利亞與巴西不在同一日

C. 全球?qū)儆谝沟姆秶笥跁?/p>

D. 地球位于公轉(zhuǎn)軌道遠(yuǎn)日點附近

【解析】B 由題干中曲線MN上各點太陽高度為0，可知MN線為晨昏線；由MN與EP相交于N點，且圖中曲線MN所跨經(jīng)度為90°，推出N點為晨昏線與某緯線的切點；承上題條件（南半球夏季），則N點所在經(jīng)線40°E（由此圖為東半球推知）為0時，推知B項正確；任何時候晝、夜半球范圍一樣大；地球此時位于地球公轉(zhuǎn)軌道近日點附近（南半球夏季）

例3. [2012?福建卷] 圖5中N為北極點，A、M、B位于地球表面，NP為經(jīng)線，NM的球面最短距離為2553千米。讀圖完成第4題。

圖5

4. 若AM為昏線，則此時節(jié)（ ）

A. 巴黎香榭麗舍大道落葉遍地

B. 日本富士山櫻花爛漫

C. 阿根廷潘帕斯草原牧草枯黃

D. 北京頤和園雪飛冰封

【解析】D 圖5為北極俯視投影圖的局部。從NM的球面最短距離為2553千米，知M點為67°N，圖5可轉(zhuǎn)換為圖6所示。AM為昏線，則北半球為冬季，因此“北京頤和園雪飛冰封”正確。

圖6

綜上所述，深刻理解日照圖中關(guān)鍵點、線的內(nèi)涵，熟悉不同視角透視圖中點線的形態(tài)與位置關(guān)系，掌握解讀日照圖的思維路徑，是提高日照圖解讀能力的有效途徑。

[1] 陳錫禮.創(chuàng)新方案[M].合肥:安徽科學(xué)技術(shù)出版社,2011.