河北省邢臺學院地理系（054001） 楊印書

對一道高考地理試題的疑問和探討

河北省邢臺學院地理系（054001） 楊印書

題目

本文所談的是2010年全國普通高等學校招生考試地理試題（上海地理卷）第十六題中的47題。第十六題（第48小題與本文無關，略去）及答案如下：

（十六)下圖為某日部分地區(qū)晝夜示意圖，陰影部分表示黑夜，其余部分表示白晝。讀圖回答問題。

44．按東、西半球部分，圖上陰影部分主要位于____半球，此時甲地地方時是_____點。

45．按南、北半球劃分，此時太陽直射點位于__半球，太陽直射點的經(jīng)度是____。

46．該日乙地的白晝時間長約____小時。

47．如果這一天是農(nóng)歷十五，上海地區(qū)人們還需要等待約____小時才能看到東邊天際升起的一輪圓月。

答案： 44． 西、6 45． 北、東經(jīng)60° 46． 11 47．2

疑問

筆者認為第47題是有疑問的。鑒于試題反映的觀點帶有一定的普遍性，故有必要談一點自己粗淺的看法。

根據(jù)試題答案，在農(nóng)歷十五這一天，上海地區(qū)人們還需要等待約2小時才能看到東邊天際升起的一輪明月。那么，為什么答案是2小時呢？這個2小時從何而來呢？

據(jù)圖可得，上海的地方時約為16時。求算方法如下：由圖可知，甲地位于晨線和赤道的交點上，所以其地方時為6點。又因甲地的經(jīng)度為西經(jīng)30°，上海的經(jīng)度為東經(jīng)121°多（有關資料提供的數(shù)據(jù)為121°26′），所以上海的地方時約為16時（16時6分）。再過2小時，上海的地方時約為18時。那么在農(nóng)歷十五這一天，上海地區(qū)人們約在地方時18時果真會看到初升的一輪圓月嗎？答案是：未必。

探討

欲說清這一點，首先得從月相談起。我們知道，月球本身不發(fā)光也不透光，只是反射太陽光。被太陽照射的半個球面是明亮的，背向太陽的半個球面是黑暗的。由于月球繞地球公轉(zhuǎn)時，它和太陽、地球三者的相對位置時刻在改變，所以從地球上看去，它的視形狀要發(fā)生周期性的圓缺變化。月球的各種不同的視形狀即為月相，月相的變化是有規(guī)律的。當月球在軌道上運轉(zhuǎn)到地球和太陽之間，且月球和太陽的黃經(jīng)相等時，日月相合。這時，月球被太陽照射的一面完全背著地球，所以我們看不到它。這時的月相叫做新月，也叫做朔。農(nóng)歷的初一就規(guī)定在朔日。當月球在軌道上運轉(zhuǎn)到太陽和地球同側(cè)，且月球和太陽的黃經(jīng)相差180°時，日月相沖。這時，月球受光的一面完全向著我們，月相呈圓形，叫做滿月，也叫做望。滿月所在的那一日即為望日，望日一般在農(nóng)歷的十五日、十六日，個別在十七日。月相變化的周期叫朔望月，平均長度約是29．5306天。可以看出，滿月（望）時，因月亮和太陽的黃經(jīng)差為180°，即日月處于相反的方向。因此在望日，大體上日月此出彼沒（月球公轉(zhuǎn)軌道和地球公轉(zhuǎn)軌道在天球上的投影白道和黃道之間約有5°9′的夾角，若無此角，每逢望日則日落月出），即大體上日落月出、日出月落。

我們又知道，由于黃赤交角的存在，太陽在一年之中升落地平的方位是不同的（當然升落地平的時刻也就不同、晝夜長度也不相同）。在北半球夏半年（春分日到秋分日），全球各地（極晝和極夜區(qū)除外）所見太陽從東北升起、從西北落下；在北半球冬半年（從秋分日到次年春分日），所見太陽從東南升起、從西南落下；在春、秋分日，所見太陽從正東升起、從正西落下。從冬至日到次年夏至日，隨著太陽直射點的北移，全球各地（極晝、極夜區(qū)除外）所見日出點和日落點也逐日北移，到夏至日，日出點和日落點達到一年之中的最偏北位置；從夏至日到冬至日，隨著太陽直射點的南移，全球各地（極晝、極夜區(qū)除外）所見日出點和日落點也逐日南移，到冬至日，日出點和日落點達到一年之中的最偏南位置。

前已述及，滿月（望）時，日月處于相反的方向。由于太陽在一年之中不同季節(jié)升起的方位、時刻是不同的，因此，在一年之中不同季節(jié)滿月（望）日，月亮升起的方位、時刻也是不同的。夏季時，太陽從東北升起、從西北落下，地方時6時之前日出、地方時18時之后日落，晝長大于12小時，因此滿月約在地方時18時之后從東南升起、約在地方時6時之前從西南落下，照耀的時間短于12小時；冬季時，太陽從東南升起、從西南落下，地方時6時之后日出、地方時18時之前日落，晝長小于12小時，因此滿月約在地方時18時之前從東北升起、約在地方時6時之后從西北落下，照耀的時間長于12小時；春、秋分日，太陽在地方時6時從正東升起、18時從正西落下，春秋分前后的滿月約在地方時18時大致從正東升起、約在地方時6時大致從正西落下。

為了更好地說明這一點，下將《2001年中國天文年歷》（紫金山天文臺編，科學出版社）“月出月沒表”中歷次望日月出的時刻列表如下（各年數(shù)據(jù)不盡相同，但反映的規(guī)律是一定的）：

公歷日期農(nóng)歷日期0° 10°N 20°N 30°N 40°N 50°N 56°N 1月1日臘月十六日19時06分18時50分18時33分18時13分17時48分17時13分16時42分2月8日正月十六日18時47分18時35分18時22分18時07分17時49分17時24分17時02分3月10日二月十六日19時14分19時12分19時10分19時07分19時05分19時01分18時55分4月8日三月十五日18時41分18時46分18時50分18時56分19時03分19時12分19時20分5月7日四月十五日18時10分18時21分18時32分18時45分19時01分19時23分19時42分6月6日閏四月十五18時35分18時52分19時11分19時32分19時59分20時37分21時12分7月5日 五月十五日18時12分18時30分18時49分19時12分19時40分20時20分20時57分8月4日六月十五日18時34分18時48分19時03分19時20分19時41分20時11分20時36分9月3日七月十六日18時43分18時49分18時55分19時02分19時11分19時23分19時32分10月2日八月十六日18時05分18時05分18時05分18時04分18時04分18時04分18時05分11月1日九月十六日18時12分18時03分17時52分17時41分17時26分17時07分16時51分12月1日十月十七日18時39分18時21分18時03分17時41分17時15分16時37分16時04分12月30日十一月十六18時22分18時03分17時43分17時20分16時50分16時08分15時29分

由表可見，月亮出沒的規(guī)律比太陽復雜些，但仍可看到：

1、農(nóng)歷的望日一般在十五或十六日，個別在十七日（2001年的13個望日中，在十五日的有5次、在十六日的有7次、在十七日的僅1次。從多年情況看，以十六日的最多、其次為十五日，十七日的最少）。

2、望日時，月出的時間一般并不在地方時18時。在2001年的13個望日中，只有八月十六日（10月2日）各緯度月出的時間約在地方時18時，其它望日的月出時間均偏離地方時18時。

3、同一個望日，月出的時間因緯度而異。緯度越高，月出的時刻越早或越晚。上表中，北緯56°是緯度最高處，在同一個望日中，其月出的時刻最早或最晚。如上表中閏四月十五日（2001年6月6日）月出時間為地方時21時12分，遲于其它各緯度；而在十一月十六日（2001年12月30日）月出時間為地方時15時29分，又早于其它各緯度。

了解了上述道理，我們就不難看出第47題存在的兩點不妥之處。

1、命題者認為，農(nóng)歷十五一定是望日，即如果某天是農(nóng)歷十五，必然能夠看到滿月。命題者的這一觀點可從題干中很清楚地看到。根據(jù)題意，試題中的“一輪圓月”應當是指月相中的滿月（望）吧。不然的話，“一輪圓月”又會是何種月相呢？如果“一輪圓月”就是滿月（望），那么按照題意，“農(nóng)歷十五”就定是望日（滿月所在的那一日即為望日）了。前已述及，望日可以是十五日，但十五日未必就是望日，望日也可以是十六日或十七日。因此，我們說既然“農(nóng)歷十五”不一定是望日，那么當日就不一定看到東升的“一輪圓月”了。

2、命題者認為，農(nóng)歷十五，滿月約地方時18時東升。命題者的這一觀點，顯然也是錯誤的。正如前述，大部分望日時，月亮并不在地方時約18時初升。如2001年13個望日中，只有八月十六日各緯度的月出時間約在地方時18時。不難推斷，只有當滿月恰從正東方升起時，各地才能在地方時約18時看到它升起。這跟太陽只有從正東方升起時，各地才能在地方時約6時看到日出的道理是一樣的。據(jù)筆者所知，很多文章在談及月相出沒規(guī)律時持有這樣一種觀點，即在望日地方時18時月出、6時月落。應該說，這種觀點是很不準確的。本試題所說：如果這一天是農(nóng)歷十五，上海地區(qū)人們還需要等待約2小時（到地方時18時）才能看到東邊天際升起的一輪圓月，是否就是這種觀點的反映呢？否則，再等待約2小時（到地方時18時）又該做何解釋呢？為什么不再等待約1小時、3小時或其它小時呢？

最后，我們假定農(nóng)歷十五是某月的望日（即該日可以看到滿月），那么根據(jù)題圖所示時間，上海地區(qū)人們到底還需要等待多少時間才能看到東邊天際升起的一輪圓月呢？據(jù)題圖所示，通過計算可得出，該日乙地的白晝時間長約11小時（見46題答案，由于問題較簡單，計算過程略）。因乙地在南回歸線上，所以該日南回歸線上晝長約11小時、夜長約13小時。這樣，北回歸線上晝長約13小時、夜長約11小時。由于該日太陽直射在北半球，為北半球夏半年，因此緯度越高、白晝越長。所以，該日上海（31°12′N）白晝的長度要大于北回歸線上白晝的長度（13小時），因此該日上海地方時5時30分之前日出、18時30分之后日落。由于望日時大體日落月出，所以該日月出的時間約在地方時18時30分之后。即是說上海地區(qū)人們至少還要等待2．5個小時，才能看到東邊天際升起的一輪圓月。

我們還可以求算得更具體些。根據(jù)題圖所示，由計算晝長的公式可求得，該日上海白晝的長度約為13時 24分，即日出時間約是地方時5時18分、日落時間為18時42分。即是說上海地區(qū)的人們還需要等待約2小時42分才能看到東邊天際升起的一輪圓月。如果再考慮太陽視半徑、大氣折射作用的影響，那么，該日上海白晝的長度約為13時32分。這樣，上海實際日落時間約為地方時18時46分，即是說上海地區(qū)人們至少還要等待2小時46分，才能看到東邊天際升起的一輪圓月。

附：該日上海晝長13時24分的計算過程。

一地的晝長可由公式cost = - tgφ×tgδ求得（見金祖孟、陳自悟編著的《地球概論》，高教出版社）。式中t為半晝弧的長度。按照北半球的習慣，φ和δ都以北半球為正，南半球為負。由第46題答案知，該日乙地（φ= -23．5°）的白晝長度為11小時。因此，其半晝長為5．5小時，相應的半晝弧t = 82．5°（1小時對應的弧度為15°），所以有 cos 82．5° = - tg（-23．5°）×tgδ δ=16°42′，即在圖中所示時間，太陽直射點的緯度是16°42′。若上海地區(qū)的緯度按31°12′N（一般資料提供的數(shù)據(jù)）計算的話，則有cost = -tg31°12′×tg16°42′。因此，該日上海地區(qū)半晝弧長度t = 100°28′，晝弧長200°56′，晝長為13小時24分。