2002年,在K12网上出现了一道关于白夜的“求助”题。据说,该题目是一份试卷中的试题。“求助”发出后很长一段时间,一直没有人回答。后来虽然出现了几则回帖,但答案相去甚远。后来,有几位网友邀我回帖。我的回帖很快被人教网·学科教育·中学地理·经验交流·解题指南栏目转帖。我认为,虽然高中《地理》教材及教学参考书上都没有涉及白夜问题,甚至在高师《地球概论》课程中介绍的也不多,但作为一种地理现象,受到广大地理教师和天文爱好者的普遍关注是理所当然的。
出于这样的考虑,我于2003年撰写了《通俗易懂话“白夜”》一文。后来,这篇文章在全国中文核心期刊《中学地理教学参考》杂志上发表(发表后也被人教网·学科教育·中学地理·备课参考·文字资料·高中必修栏目转帖)。遗憾的是文章发表时只采用了其中“最皮毛”的部分,原理部分全给删掉了。删改后的文章,对高师《地球概论》教学和广大地理教师、天文爱好者完善自己的知识结构基本没有帮助。
为了弥补这一遗憾,我对原文“有关白夜原理”部分的内容进行了重新整理,现在已相继在《气象知识》、《中小学教材教学》刊出,实现了“能够对高师《地球概论》教学和广大地理教师、天文爱好者完善自己的知识结构有所帮助”的夙愿。本文业已经原山东师范大学教授、《地球概论》课程主讲教师李宝洪老师审阅,特此说明。
摘要:在纬度较高的地区的夏季,常常出现前一天的昏影尚未结束,而后一天的晨光已经开始的情况,称为“白夜”。不同的书上关于白夜的界定的标准是不同的,因而白夜出现的范围以及同一个地方白夜持续的时间不同的书上可能会有很大的差别。以天文晨昏蒙影为标准界定白夜,则同一日期白夜出现的范围应当是在太阳低度为0°--18°之间的地区。同一日期白夜开始出现的纬度可以用公式ψ=(90°-δ)-18°来求,式中(90°-δ)是极昼开始出现的纬度,ψ是白夜开始出现的纬度,两者之间的地区就是该日白夜出现的范围。求地理纬度ψ处白夜持续的时间,可以先求出此地白夜开始、结束时的太阳赤纬,然后查出对应的两个日期,两个日期之间的间隔就是此地白夜持续的时间。太阳赤纬所对应的日期可以查《天文年历》,也可以根据24节气的太阳赤纬值及相应的太阳赤纬日变化值粗略地求得。从理论上讲,我国黑龙江省、内蒙古自治区和新疆维吾尔自治区的北部都位于48°34′N以北地区,每年夏至前后都会出现白夜现象,但由于漠河位于祖国的最北端,纬度高达53°29′N,所以,漠河的白夜就更加引人注目。
关键词:晨昏蒙影
一
由于地球不停地自转和公转,地球上的昼和夜便不停地交替着。也许大家早就注意到,在日出之前(黎明)和日没以后(黄昏)的一段时间,太阳虽然不能直接照射到地面,但却能照射到高层的大气,并且能够通过大气及其中尘埃的反射和散射作用而到达地面,所以,这段时间内天空仍然相当明亮。这段时间,既不是真正的白昼,也不是真正的黑夜,是昼夜交替的过渡时期,现代天文学上叫晨昏蒙影。
晨昏蒙影是晨光和昏影的合称。晨光以日出为终止,存在一个晨光始的问题;昏影以日没起始,存在一个昏影终的问题。晨光始和昏影终,都是以太阳中心的低度(即一天当中的最低太阳高度或者与正午太阳高度相对叫“子夜太阳高度”)为标准的。按不同的需要,晨昏蒙影分为三级,它们是:民用晨昏蒙影、航海晨昏蒙影和天文晨昏蒙影,其晨光始和昏影终的太阳中心的低度分别小于6°、12°、18°。
太阳自地平落入地平以下6°或自地平以下6°升至地平的一段时间,户外光线的强度,对正常的户外活动基本没有影响,室内通常也无需照明,这段时间称为民用晨昏蒙影。当太阳中心位于地平以下6°—12°时,室内工作通常需要照明,户外活动已嫌太暗,在没有照明的野外,肉眼已难于辨认大号铅字,天空中也己显露出一等星,但远方的地平线仍清晰可辨。这段时间是航海测星(测定天体的地平高度)最适宜的时机,故称航海晨昏蒙影。当太阳中心位于地平以下12°时,海上航行不用信号灯已不能辨明方向,此时为航海暮光终止时间。真正的黑夜来临(或结束),是太阳落入地平以下18°时开始的。这时,肉眼可见的最暗淡的星也已经开始显现,天空完全暗下来,天文晨昏蒙影告终。
晨昏蒙影持续的时间,主要因纬度而不同,也因季节而略有变化。在我国南方,民用晨昏蒙影约22-25分钟,天文晨昏蒙影约70-80分钟;在我国北方,民用晨昏蒙影约40-50分钟,天文晨昏蒙影约120-140分钟。晨昏蒙影持续时间的长短除了与纬度和季节有关外,还受到空气湿度、云况和大气混浊度的影响。观测表明,当空气湿度较大时,晨昏蒙影持续时间稍长。高空中含尘量增多,如火山喷发之后,或有高云时晨昏蒙影持续时间延长。而在有密集的低云时,晨昏蒙影的持续时间会缩短。
在纬度较高的地区的夏季,晨昏蒙影持续的时间往往很长,以至于前一天的昏影尚未结束,后一天的晨光已经开始,从而使整个夜间天空都是明亮的,这种情况称为“白夜”。白夜出现时,通宵都会处于晨昏蒙影的状态中,因而没有真正的黑夜。
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