内容正文:
专题贯通二|由“垄间之距”,整合相关计算问题
(一)热点问题的“地理”思考
“高光效玉米栽培法”科学的计算方法为:“7月到9月是玉米的最佳生长期,根据这一季节太阳的照射角度和玉米株高等参数,以早上10时到下午2时之间玉米植株投影面积最小为原则确定垄向和垄距。”
山东省某农业示范园(36°N,119°E)拟采用高光效模式种植玉米。该模式主要采用扩大垄间距和调整垄向的方法,实现玉米增产。示范园计划按照南北垄向种植,垄间距确定的目标是:保证全部植株在玉米成熟期(9月份)每天至少有4小时阳光照射。
1.该示范园玉米种植垄间距离约为多少?
提示:为提高土地利用率,应尽量减小垄间距,同时也要保证光照要求。可以用秋分日(9月23日)正午12:00前后的光照作为参考。该地纬度为36°N,秋分日正午太阳高度角为54°,秋分日昼长12小时,所以从日出(太阳高度角为0°)到正午的时长为6小时,所以每小时太阳高度角变化9°,所以上午10:00和下午14:00的太阳高度角为36°,该时间玉米苗产生的影长为2.5tan 54°,以上午10:00为例,此时影长为2.5tan 54°,影子指向西北方(太阳此时在东南方天空),为尽量减小间距同时保证光照,此时玉米苗影子的顶端正好与邻近垄重合(如图)。由太阳在天空中运行的速度即为地球自转角速度(15°/h)可知,图中10:00时∠α=60°的影长为2.5 tan54°,所以垄间距为2.5 tan54°cos60°米,在这样的垄间距下,能保证10:00—14:00这4个小时,玉米苗可以全部受到阳光照射。
2.该模式改变玉米垄间距和垄向的主要目的是什么?
提示:改善光照条件,增强光合作用。
(二)相关知识的“驱动”思维
系统思维(一) 关于地球与地球运动的计算
[融会贯通]
(一)时间计算和日期变更
1.图示时间计算的一般方法和流程
2.日期范围的两种计算方法
方法一:数轴法
先画出表示全球范围的数轴,从180°经线处将地球展开,数轴的两头为180°经线。然后再按照地方时计算的方法找出地方时为0时的经线,从而确定两个不同日期的范围。如下图,90°E为0时,新的一天占全球1/4。
方法二:180°时间法
如果180°经线的地方时是N时,那么新的一天占全球的N/24;反过来,如果新的一天占全球的N/24,那么180°经线的地方时就是N时。例如:
(1)当180°经线的地方时为6时时,新的一天占全球的1/4,旧的一天占全球的3/4。
(2)当180°经线的地方时为0时时(即180°经线与0时经线重合时),全球为同一天。
(3)当180°经线的地方时为12时时(即180°经线与0时经线相对时),全球两个日期各占一半。
(二)昼夜长短的变化及计算
1.“昼夜长短”类题目的思维流程
(1)昼夜长短的分布规律
①根据特殊日期(如二分二至日)判断。
②根据昼弧、夜弧的长短判断。
③根据晨昏线与纬线的关系(如相切等)判断。
④根据晨昏线与经线的关系(如相交、重合等)判断。
⑤根据太阳直射点所在的半球判断。
(2)昼夜长短的变化规律
①根据太阳直射点的移动方向判断。
②根据日期更替或季节更替判断。
③根据日出(日落)时间变化判断。
2.“昼夜长短计算”类题目的思维流程
(1)依据
①白天,日出、日落时间关于正午12时对称;
②夜间,日出、日落时间关于0时对称;
③上午时长=下午时长;
④前半夜时长=后半夜时长。如图所示:
(2)常规计算的方法
①昼长时间=日落时间-日出时间=2×12-日出时间=2×日落时间-12=24-夜长。,②日出时间=12-昼长/2=夜长的一半。
(3)规律计算的方法
①同一纬线上各地昼长相等,夜长相等。
②北半球某度数纬线上各地的昼长=南半球同度数纬线上各地的夜长。
③利用时间的对称性计算:
相对于夏至日或者冬至日对称的两个时间,某地的昼长、夜长都是相等的;相对于春分日或者秋分日对称的两个时间,某地一个时间的昼长等于另一个时间的夜长。如图:a与b两个时间的昼长、夜长是相等的,c与d两个时间的昼长、夜长也是相等的;b与c两个时间中,b时间的昼长等于c时间的夜长。
(三)正午太阳高度的变化及计算
1.正午太阳高度变化规律及计算方法
2.正午太阳高度的三大规律
对称规律
以太阳直射的纬线为对称轴,在南北对称分布的纬线上,正午太阳高度相等
相等规律
极点的太阳高度(包括正午太阳高度)等于直射点的纬度
互余规律
出现极昼、极夜的最低纬度与直射点纬度互余,正午太阳高度与太阳能集热板的倾角互余
[迁移应用]
(2022·浙江1月选考)摄影爱好者在南半球某地朝西北固定方向拍摄太阳照片,拍摄时间为K日及其前、后第8天的同一时刻。图1为合成后的照片,图2为地球公转轨道示意图。据此完成1~2题。
1.K日地球位置