晨昏線,又稱為晨昏圈,是地球上晝半球和夜半球之間的分界線,是地球的大圓圈。春秋二分,全球晝夜等長;冬夏二至,它同經線交角最大,全球晝夜長短差值最大。由于大氣折光作用、太陽視半徑的存在以及大氣的散射作用,它實際上比大圈略小。這條線在地球上分割出了由白天進入黑夜和由黑夜進入白天的地區,即沿自轉方向,黑夜向白天過渡為晨線,白天向黑夜過渡為昏線。
晨昏線移動是由地球本身的自轉運動和圍繞太陽的公轉運動引起的。地球不發光、不透明的特點產生了晝夜現象,地球周而復始地進行自轉運動,產生了晝夜交替。晨昏線自東向西移動15°/小時,與地球自轉方向相反,其周期為1個太陽日(24小時)。
在太陽光照圖中,晨昏線與經線有兩種關系:一 種是晨昏線與經線重合,一種是晨昏線與經線相交。晨昏線與經線在不同日期關系不同,且這兩種關系不會同時存在。晨昏線與緯線則有三種關系:一種是晨昏線和緯線相切,一種是晨昏線和緯線相交,一種是晨昏線與緯線相離。除全球晝夜平分外,這三種關系同時存在。
概念定義
由于地球是一個不發光、不透明的球體,所以在同一時間里,太陽只能照亮地球的一面。面向太陽的半球叫晝半球,是白天,背著太陽的半球叫夜半球,是黑夜。晝半球和夜半球的分界線叫晨昏線(圈),晨昏線是兩條正對著的長度相等的形狀為半圓的弧線。在光照圖上,順著地球自轉方向,由晝半球過渡到夜半球的分界線是昏線,由夜半球過渡到晝半球的分界線是晨線。從晨昏線與晝夜半球的位置關系來看,晨線的東側是晝半球,西側是夜半球;昏線的東側是夜半球,西側是晝半球,即“晨東晝,昏東夜”。赤道上地方時為6時的是晨線,18時是昏線。
原理基礎
地球不發光、不透明的特點產生了晝夜現象,地球周而復始地進行自轉運動,產生了晝夜交替。由于地球的自轉方向是自西向 東,人們在地球上總是看到太陽圍繞地球作自東向西的運動。太陽東升西落,地球東邊的地點總是比西邊的地點先看到日出,也會先看到日落。越往西邊,日出越晚,日落也就越遲。地球不停地自轉,晝夜不斷交替出現,晨昏線的位置不斷發生移動。晨昏線的移動方向與地球自轉方向相反,移動速度則等同于自轉速度,其角速度是15°/h。晨線總是向夜半球移動,黑夜進入白天;昏線總是向晝半球移動,白天進入黑夜,晝夜不斷交替,周而復始。
主要特點
晨昏線所在平面始終與太陽光線垂直,并通過地心把地表分成面積相當的兩個半球;晨昏線上的太陽高度為0°;晨昏線是以地心為圓心的大圓;晨昏線總是平分赤道;晨昏線只有在春、秋分二日才與經線圈重合,其他時間與經線圈斜交,最大夾角為23°26’(二至日);晨昏線在冬至日、夏至日與極圈相切,切點的緯度與太陽直射點的緯度互余;晨線和昏線的交界點是晨昏線上的緯度最高點;晨昏線上的緯度最高點介于66°34’和90°之間;晨昏線上的緯度最高點的地方是為0時或12時。
相關概念
經線(圈)
經線,又稱“子午線”,指地球表面連接南、北兩極且與赤道垂直的假想線。地球上一切通過地軸的平面與地面相截而成的大圓稱為“經線圈”。經線圈被南、北兩極點分成的半圓即為經線。經線有無數根,均呈半圓弧狀,每根經線的長度都相等,最終交匯于南、北兩極點。從方向變化上看,經線指示南北方向。
緯線(圈)
緯線,是垂直于地軸的平面與地球表面相割而成的圓,但它是劃分地球的假想線。緯線有無數條,并且自成圓圈互相平行。在地球儀或地圖上,緯線和經線相互交織構成經緯網,就能表達地球上任一地點的準確位置;為了區分緯線,人們將赤道命為0°緯線,分別向南北衍生至南北極點所在的緯線,為90°緯線。
晨昏線與經線、緯線的關系
晨昏線與經線之間的夾角在0°~23°26’之間變化,該角度的大小決定了太陽直射點的緯度。晨昏線與緯線之間的夾角在90°~66°34’之間變化,該角度的大小決定了極晝和極夜的緯度范圍。
在太陽光照圖中,晨昏線與經線有兩種關系:一 種是晨昏線與經線重合,一種是晨昏線與經線相交。在一個回歸年內,晨昏線與經線只在春分日和秋分日重合,此時太陽直射點在赤道。除春分日和秋分日之外,晨昏線和經線的關系是相交,此時太陽直射點不在赤道。晨昏線與經線在不同日期關系不同,且這兩種關系不會同時存在。
晨昏線與緯線則有三種關系:一種是晨昏線和緯線相切,一種是晨昏線和緯線相交,一種是晨昏線與緯線相離。除全球晝夜平分外,這三種關系同時存在。
晨昏線與緯線關系的意義:①晨昏線與緯線相切,則表示該緯線是極晝(極夜)區域與非極晝區(極夜)域的過渡線,也就是極晝(極夜)區域緯度值最低的緯線; ②晨昏線與緯線相離,則表示該緯線處于極晝或極夜,而且極晝或極夜已經出現較長時間;③晨昏線與緯線相交,則表示該緯線上的點既有處于晝的也有處于夜的。簡而言之,晨昏線與緯線相切的緯線是極晝 (極夜)的邊緣,處于晨昏線與其相切緯線之間的緯線與晨昏線的關系是相交,處于晨昏線與其相切緯線外圍的緯線與晨昏線的關系是相離。
實際應用
確定特殊點的地方時
確定日期和節氣
晨昏線經過南、北極點(與經線圈重合)時為3月21日或9月23日前后,節氣是春分或秋分。
晨昏線與極圈相切時
確定太陽直射點的位置
確定緯度:與晨昏線相切的緯線度數與太陽直射點的緯度數互余;晨昏線與地軸夾角的度數等于太陽直射點的緯度。
確定經度:與晨線(昏線)和赤道交點相差90°且大部分在晝半球一側的經線是太陽直射的經線;過晨昏線與緯線切點,且大部分在晝半球的經線是太陽直射的經線。
確定晝夜長短
晨昏線把它所通過的緯線圈分成晝弧和夜弧兩部分。晝長=晝弧所跨經度除以15°的商,夜長=夜弧所跨經度除以15°的商。晨昏線把它所通過的緯線圈分成兩部分,即晝弧和夜弧。晝弧與夜弧的長短決定了位于該緯線圈上的點的晝夜長度。春、秋分,晨昏線平分所有緯線圈,全球各地晝夜相等;太陽直射南半球時,北半球晝短夜長,緯度越高,晝越短;太陽直射北半球時,北半球晝長夜短,緯度越高,晝越長,南半球與之相反。
確定日出、日落時間
某地的日出時間=該地所在緯線與晨線交點的地方時。日落時間=該地所在緯線與昏線交點的地方時。某地的日出日落時間的計算公式是12±晝長/2。
參考資料 >
開放地理空間實驗室.OSGeo中國中心.2024-03-04