晨昏线
地球上昼半球和夜半球的虚拟分界线
晨昏线,又称为晨昏圈,其数学定义是在卫星或行星表面上,与太阳正切的所有点集合形成的轨迹。这条线在地球上分割出了由白天进入黑夜和由黑夜进入白天的地区,即沿自转方向,黑夜向白天过渡为晨线,白天向黑夜过渡为昏线。
晨昏线移动是由地球本身的自转运动和围绕太阳的公转运动引起的。地球不发光、不透明的特点产生了昼夜现象,地球周而复始地进行自转运动,产生了昼夜交替。晨昏线的移动方向与地球自转方向相反,移动速度则等同于自转速度,其角速度是15°/h。
在太阳光照图中, 晨昏线与经线有两种关系:一 种是晨昏线与经线重合,一种是晨昏线与经线相交。晨昏线与经线在不同日期关系不同,且这两种关系不会同时存在。晨昏线与纬线则有三种关系:一种是晨昏线和纬线相切,一种是晨昏线和纬线相交,一种是晨昏线与纬线相离。除全球昼夜平分外,这三种关系同时存在。
概念定义
由于地球是一个不发光、不透明的球体,所以在同一时间里, 太阳只能照亮地球的一面。面向太阳的半球叫昼半球,是白天,背着太阳的半球叫夜半球,是黑夜。昼半球和夜半球的分界线叫晨昏线(圈),晨昏线是两条正对着的长度相等的形状为半圆的弧线。在光照图上,顺着地球自转方向,由昼半球过渡到夜半球的分界线是昏线,由夜半球过渡到昼半球的分界线是晨线。从晨昏线与昼夜半球的位置关系来看,晨线的东侧是昼半球,西侧是夜半球;昏线的东侧是夜半球,西侧是昼半球,即“晨东昼,昏东夜”。
原理基础
地球不发光、不透明的特点产生了昼夜现象,地球周而复始地进行自转运动,产生了昼夜交替。由于地球的自转方向是自西向 东,人们在地球上总是看到太阳围绕地球作自东向西的运动。太阳东升西落,地球东边的地点总是比西边的地点先看到日出,也会先看到日落。越往西边,日出越晚,日落也就越迟。地球不停地自转,昼夜不断交替出现,晨昏线的位置不断发生移动。晨昏线的移动方向与地球自转方向相反,移动速度则等同于自转速度,其角速度是15°/h。晨线总是向夜半球移动,黑夜进入白天;昏线总是向昼半球移动,白天进入黑夜,昼夜不断交替,周而复始。
主要特点
晨昏线所在平面始终与太阳光线垂直,并通过地心把地表分成面积相当的两个半球;晨昏线上的太阳高度为0°;晨昏线是以地心为圆心的大圆;晨昏线总是平分赤道;晨昏线只有在春、秋分二日才与经线圈重合,其他时间与经线圈斜交,最大夹角为23°26’(二至日);晨昏线与冬至日、夏至日与极圈相切,切点与纬度与太阳直射点的纬度互余;晨线和昏线的交界点是晨昏线上的纬度最高点;晨昏线上的纬度最高点介于66°34’和90°之间;晨昏线上的纬度最高点的地方是为0时或12时。
相关概念
经线(圈)
经线,又称“子午线”,指地球表面连接南、北两极且与赤道垂直的假想线。地球上一切通过地轴的平面与地面相截而成的大圆称为“经线圈”。经线圈被南、北两极点分成的半圆即为经线。经线有无数根,均呈半圆弧状,每根经线的长度都相等,最终交汇于南、北两极点。从方向变化上看,经线指示南北方向。
纬线(圈)
纬线,是垂直于地轴的平面与地球表面相割而成的圆,但它是划分地球的假想线。纬线有无数条,并且自成圆圈互相平行。在地球仪或地图上,纬线和经线相互交织构成经纬网,就能表达地球上任一地点的准确位置;为了区分纬线,人们将赤道命为0°纬线,分别向南北衍生至南北极点所在的纬线,为90°纬线。
晨昏线与经线、纬线的关系
晨昏线与经线之间的夹角在0°~23°26’之间变化,该角度的大小决定了太阳直射点的纬度。晨昏线与纬线之间的夹角在90°~66°34’之间变化,该角度的大小决定了极昼极夜的纬度范围。
太阳光照图中, 晨昏线与经线有两种关系:一 种是晨昏线与经线重合,一种是晨昏线与经线相交。 在一个回归年内,晨昏线与经线只在春分日和秋分日重合,此时太阳直射点在赤道。除春分日和秋分日之外,晨昏线和经线的关系是相交,此时太阳直射点不在赤道。晨昏线与经线在不同日期关系不同,且这两种关系不会同时存在。
晨昏线与纬线则有三种关系:一种是晨昏线和纬线相切,一种是晨昏线和纬线相交,一种是晨昏线与纬线相离。除全球昼夜平分外,这三种关系同时存在。
晨昏线与纬线关系的意义:①晨昏线与纬线相切,则表示该纬线是极昼极夜)区域与非极昼区(极夜)域的过渡线,也就是极昼(极夜)区域纬度值最低的纬线; ②晨昏线与纬线相离,则表示该纬线处于极昼或极夜,而且极昼或极夜已经出现较长时间;③晨昏线与纬线相交,则表示该纬线上的点既有处于昼的也有处于夜的。简而言之,晨昏线与纬线相切的纬线是极昼 (极夜)的边缘,处于晨昏线与其相切纬线之间的纬线与晨昏线的关系是相交,处于晨昏线与其相切纬线外围的纬线与晨昏线的关系是相离。
实际应用
确定特殊点的地方时
确定日期和节气
晨昏线经过南、北极点(与经线圈重合)时为3月21日或9月23日前后,节气是春分秋分
晨昏线与极圈相切时
确定太阳直射点的位置
确定纬度:与晨昏线相切的纬线度数与太阳直射点的纬度数互余;晨昏线与地轴夹角的度数等于太阳直射点的纬度。
确定经度:与晨线(昏线)和赤道交点相差90°且大部分在昼半球一侧的经线是太阳直射的经线;过晨昏线与纬线切点,且大部分在昼半球的经线是太阳直射的经线。
确定昼夜长短
晨昏线将地球上的纬线分成昼弧和夜弧两部分。昼长=昼弧所跨经度除以15°的商,夜长=夜弧所跨经度除以15°的商。
确定日出、日落时间
某地的日出时间=该地所在纬线与晨线交点的地方时。日落时间=该地所在纬线与昏线交点的地方时。
参考资料
开放地理空间实验室.OSGeo中国中心.2024-03-04
目录
概述
概念定义
原理基础
主要特点
相关概念
经线(圈)
纬线(圈)
晨昏线与经线、纬线的关系
实际应用
确定特殊点的地方时
确定日期和节气
确定太阳直射点的位置
确定昼夜长短
确定日出、日落时间
参考资料