“對稱法則”在地球和地球運動規(guī)律中的應(yīng)用

劉星妍

在對于地理學(xué)研究過程中，主要研究的是人地關(guān)系，可以說地理問題主要是對于區(qū)域問題的解決和對于實際問題的解決。地球是我們賴以生存的場所，而地球這個球體是具有高度的對稱性，根據(jù)他的特性可以解決一些地理問題。

一、空間對稱

(一)南北對稱

地球以赤道為對稱軸，基本上都是呈現(xiàn)南北對稱的趨勢。根據(jù)南北對稱一些的力學(xué)題就可以得到簡單的解決，比方說南北半球同緯度的地方相同。主要是因為一個恒星日內(nèi)同位都知點運動的軌跡周長是相等的。而且在一定程度上，不同半球緯度相同的兩地之間的晝長分別和對方的夜長是相等的。利用對稱性可以解決太陽高度角的習(xí)題，太陽的高度從太陽直射點向南北兩側(cè)不斷遞減，根據(jù)對稱性可以知道太陽的距離直射點的弧度相等的點，太陽高度是相等的。因此從晨昏線開始向直射點方向弧度和太陽高度是相等的。從90度系從直射點開始和太陽高度之和也是90度。

(二)東西對稱

地球作為一個球體，自從有了經(jīng)緯度之后。就在地理球上的一些事物中，呈現(xiàn)了對稱性。比如說經(jīng)度從零度開始分別向東向西各一百八十度，這就是一種對稱的表現(xiàn)。我們根據(jù)這些對稱性，可以解決一些常見的地理問題。比如說相隔一百八十度任意兩點的經(jīng)度之和是一百八十度。由此東西經(jīng)度名稱相反，但其實也是對稱性的一種體現(xiàn)。我們可以運用這種對稱性來解決地理中常見的一些問題，比方說太陽高度九十度所在的經(jīng)線地方是十二點，從這一個點向東向西經(jīng)度相差的點的時差，具有不同值。比方說太陽在一個點上，但是展現(xiàn)出來的地區(qū)一個是上午，一個是下午。又比如說中緯度地區(qū)，從大陸東西兩岸到中部自然帶是對稱的，所以從森林到草原再到荒漠，就會呈現(xiàn)對稱發(fā)展的趨勢。比方說大陸的中緯度地區(qū)從東岸、西岸到大陸中部，陸地的自然帶也會呈現(xiàn)著不同變化趨勢，變化趨勢是按照對稱分布的。

(三)斜對稱

有很多時候地理因素影響較為復(fù)雜，不管是南北對稱還是東西對稱，最不常見的就是斜對稱。大部分的降水和風(fēng)力分布可能就是斜對稱所引起的。又比如說太陽高度的分布是通過直射點為中心，向外不斷遞減而形成的不同的太陽高度等高線。這上面的不同點，展現(xiàn)出來的是太陽高度的不同規(guī)律。

二、地球自轉(zhuǎn)中的對稱性

在中學(xué)地理學(xué)習(xí)過程中大部分為了簡化，我們把地球假設(shè)為一種球體通過自轉(zhuǎn)角速度為勻速，由此產(chǎn)生了自傳中的對稱性。正午時刻的對稱標(biāo)準(zhǔn)是需要統(tǒng)一的。日出、日中、日落三者之間，雖然在同一個地方，或者同區(qū)時。但是正午經(jīng)線平分晝半球。比方說北京某日出太陽的時間是5點50，那么日落的時間就是18點10分。因為時間有地方時和區(qū)時兩個標(biāo)準(zhǔn)，北京正午時間地方時是十二時，北京時間是為12點16分。在條件所允許的地方時下地方對稱點是12點。晝夜長短的變化，以二至日為對稱點成對稱分布，這是因為夏至是北半球，各地晝最長夜最短的一天，而南半球晝最短夜最長的一天，冬至日是北半球，各地的晝最短，夜最長的一天是南北半球。

三、地球公轉(zhuǎn)的對稱性

公轉(zhuǎn)中對稱性的假設(shè)條件出自自傳，假設(shè)條件之外還假設(shè)太陽直射點在南北回歸線之間的回歸運動是勻速的，為一緯度四天。比方說同一年中除了知道某地日出日落的時間，就可以知道關(guān)于冬至和夏至日對稱。太陽直射同一緯度除了赤道和寒帶地區(qū)之外，夏至日和冬至日對稱。同一年中某地日出日落的方向相同的兩地，關(guān)于冬至日和夏至日對稱，那么兩日太陽直射同一緯線。兩地同時日出或日落的就是晨昏線重合的兩日，關(guān)于冬至和夏至日對稱。同一年中除赤道和寒帶之外某地ab兩日。若a日的晝長等于b日的夜長。那么ab兩日關(guān)于春分或者是秋分時節(jié)就會呈現(xiàn)對稱狀態(tài)。所以說ab兩日太陽直射的緯線，關(guān)于赤道是處于對稱的。寒帶地區(qū)某地極晝或者是極夜現(xiàn)象開始的日期是a日和結(jié)束的日期b日,關(guān)于冬至或者是夏至是對稱的。寒帶地區(qū)開始極日日期與極夜結(jié)束日期，是關(guān)于春分和秋分的對稱。

四、結(jié)語

關(guān)于地理事物對稱性例子非常多，地理要素的分布雖然有規(guī)律可言，但是也是非常復(fù)雜的。地理學(xué)研究過程中總結(jié)出來了，地帶性的規(guī)律變化和非地帶性的規(guī)律變化就是很好的證明。

[1]葉兵.“對稱法則”在地球和地球運動規(guī)律中的應(yīng)用[J].中學(xué)地理教學(xué)參考,2015(17):36～37.

[2]鄒蓉.地球參考框架建立和維持的關(guān)鍵技術(shù)研究[D].武漢:武漢大學(xué),2009.

[3]楊曉英.地球軌道運動規(guī)律研究[J].陜西師大學(xué)報(自然科學(xué)版),1995(S1):29～31.