對(duì)一道高考地理試題的疑問(wèn)和探討

河北省邢臺(tái)學(xué)院地理系（054001） 楊印書(shū)

對(duì)一道高考地理試題的疑問(wèn)和探討

河北省邢臺(tái)學(xué)院地理系（054001） 楊印書(shū)

題目

本文所談的是2010年全國(guó)普通高等學(xué)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(wú)關(guān)，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(wèn)題。

44．按東、西半球部分，圖上陰影部分主要位于____半球，此時(shí)甲地地方時(shí)是_____點(diǎn)。

45．按南、北半球劃分，此時(shí)太陽(yáng)直射點(diǎn)位于__半球，太陽(yáng)直射點(diǎn)的經(jīng)度是____。

46．該日乙地的白晝時(shí)間長(zhǎng)約____小時(shí)。

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(shí)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(wèn)

筆者認(rèn)為第47題是有疑問(wèn)的。鑒于試題反映的觀點(diǎn)帶有一定的普遍性，故有必要談一點(diǎn)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(shí)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(shí)呢？這個(gè)2小時(shí)從何而來(lái)呢？

據(jù)圖可得，上海的地方時(shí)約為16時(shí)。求算方法如下：由圖可知，甲地位于晨線(xiàn)和赤道的交點(diǎn)上，所以其地方時(shí)為6點(diǎn)。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(guān)資料提供的數(shù)據(jù)為121°26′），所以上海的地方時(shí)約為16時(shí)（16時(shí)6分）。再過(guò)2小時(shí)，上海的地方時(shí)約為18時(shí)。那么在農(nóng)歷十五這一天，上海地區(qū)人們約在地方時(shí)18時(shí)果真會(huì)看到初升的一輪圓月嗎？答案是：未必。

探討

欲說(shuō)清這一點(diǎn)，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(yáng)光。被太陽(yáng)照射的半個(gè)球面是明亮的，背向太陽(yáng)的半個(gè)球面是黑暗的。由于月球繞地球公轉(zhuǎn)時(shí)，它和太陽(yáng)、地球三者的相對(duì)位置時(shí)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(dāng)月球在軌道上運(yùn)轉(zhuǎn)到地球和太陽(yáng)之間，且月球和太陽(yáng)的黃經(jīng)相等時(shí)，日月相合。這時(shí)，月球被太陽(yáng)照射的一面完全背著地球，所以我們看不到它。這時(shí)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(dāng)月球在軌道上運(yùn)轉(zhuǎn)到太陽(yáng)和地球同側(cè)，且月球和太陽(yáng)的黃經(jīng)相差180°時(shí)，日月相沖。這時(shí)，月球受光的一面完全向著我們，月相呈圓形，叫做滿(mǎn)月，也叫做望。滿(mǎn)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(gè)別在十七日。月相變化的周期叫朔望月，平均長(zhǎng)度約是29．5306天?？梢钥闯觯瑵M(mǎn)月（望）時(shí)，因月亮和太陽(yáng)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(méi)（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(wú)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(yáng)在一年之中升落地平的方位是不同的（當(dāng)然升落地平的時(shí)刻也就不同、晝夜長(zhǎng)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(jiàn)太陽(yáng)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(jiàn)太陽(yáng)從東南升起、從西南落下；在春、秋分日，所見(jiàn)太陽(yáng)從正東升起、從正西落下。從冬至日到次年夏至日，隨著太陽(yáng)直射點(diǎn)的北移，全球各地（極晝、極夜區(qū)除外）所見(jiàn)日出點(diǎn)和日落點(diǎn)也逐日北移，到夏至日，日出點(diǎn)和日落點(diǎn)達(dá)到一年之中的最偏北位置；從夏至日到冬至日，隨著太陽(yáng)直射點(diǎn)的南移，全球各地（極晝、極夜區(qū)除外）所見(jiàn)日出點(diǎn)和日落點(diǎn)也逐日南移，到冬至日，日出點(diǎn)和日落點(diǎn)達(dá)到一年之中的最偏南位置。

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

為了更好地說(shuō)明這一點(diǎn)，下將《2001年中國(guó)天文年歷》（紫金山天文臺(tái)編，科學(xué)出版社）“月出月沒(méi)表”中歷次望日月出的時(shí)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(shí)06分18時(shí)50分18時(shí)33分18時(shí)13分17時(shí)48分17時(shí)13分16時(shí)42分2月8日正月十六日18時(shí)47分18時(shí)35分18時(shí)22分18時(shí)07分17時(shí)49分17時(shí)24分17時(shí)02分3月10日二月十六日19時(shí)14分19時(shí)12分19時(shí)10分19時(shí)07分19時(shí)05分19時(shí)01分18時(shí)55分4月8日三月十五日18時(shí)41分18時(shí)46分18時(shí)50分18時(shí)56分19時(shí)03分19時(shí)12分19時(shí)20分5月7日四月十五日18時(shí)10分18時(shí)21分18時(shí)32分18時(shí)45分19時(shí)01分19時(shí)23分19時(shí)42分6月6日閏四月十五18時(shí)35分18時(shí)52分19時(shí)11分19時(shí)32分19時(shí)59分20時(shí)37分21時(shí)12分7月5日 五月十五日18時(shí)12分18時(shí)30分18時(shí)49分19時(shí)12分19時(shí)40分20時(shí)20分20時(shí)57分8月4日六月十五日18時(shí)34分18時(shí)48分19時(shí)03分19時(shí)20分19時(shí)41分20時(shí)11分20時(shí)36分9月3日七月十六日18時(shí)43分18時(shí)49分18時(shí)55分19時(shí)02分19時(shí)11分19時(shí)23分19時(shí)32分10月2日八月十六日18時(shí)05分18時(shí)05分18時(shí)05分18時(shí)04分18時(shí)04分18時(shí)04分18時(shí)05分11月1日九月十六日18時(shí)12分18時(shí)03分17時(shí)52分17時(shí)41分17時(shí)26分17時(shí)07分16時(shí)51分12月1日十月十七日18時(shí)39分18時(shí)21分18時(shí)03分17時(shí)41分17時(shí)15分16時(shí)37分16時(shí)04分12月30日十一月十六18時(shí)22分18時(shí)03分17時(shí)43分17時(shí)20分16時(shí)50分16時(shí)08分15時(shí)29分

由表可見(jiàn)，月亮出沒(méi)的規(guī)律比太陽(yáng)復(fù)雜些，但仍可看到：

1、農(nóng)歷的望日一般在十五或十六日，個(gè)別在十七日（2001年的13個(gè)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(shí)，月出的時(shí)間一般并不在地方時(shí)18時(shí)。在2001年的13個(gè)望日中，只有八月十六日（10月2日）各緯度月出的時(shí)間約在地方時(shí)18時(shí)，其它望日的月出時(shí)間均偏離地方時(shí)18時(shí)。

3、同一個(gè)望日，月出的時(shí)間因緯度而異。緯度越高，月出的時(shí)刻越早或越晚。上表中，北緯56°是緯度最高處，在同一個(gè)望日中，其月出的時(shí)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(shí)間為地方時(shí)21時(shí)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(shí)間為地方時(shí)15時(shí)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(diǎn)不妥之處。

1、命題者認(rèn)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(mǎn)月。命題者的這一觀點(diǎn)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(yīng)當(dāng)是指月相中的滿(mǎn)月（望）吧。不然的話(huà)，“一輪圓月”又會(huì)是何種月相呢？如果“一輪圓月”就是滿(mǎn)月（望），那么按照題意，“農(nóng)歷十五”就定是望日（滿(mǎn)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(shuō)既然“農(nóng)歷十五”不一定是望日，那么當(dāng)日就不一定看到東升的“一輪圓月”了。

2、命題者認(rèn)為，農(nóng)歷十五，滿(mǎn)月約地方時(shí)18時(shí)東升。命題者的這一觀點(diǎn)，顯然也是錯(cuò)誤的。正如前述，大部分望日時(shí)，月亮并不在地方時(shí)約18時(shí)初升。如2001年13個(gè)望日中，只有八月十六日各緯度的月出時(shí)間約在地方時(shí)18時(shí)。不難推斷，只有當(dāng)滿(mǎn)月恰從正東方升起時(shí)，各地才能在地方時(shí)約18時(shí)看到它升起。這跟太陽(yáng)只有從正東方升起時(shí)，各地才能在地方時(shí)約6時(shí)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(méi)規(guī)律時(shí)持有這樣一種觀點(diǎn)，即在望日地方時(shí)18時(shí)月出、6時(shí)月落。應(yīng)該說(shuō)，這種觀點(diǎn)是很不準(zhǔn)確的。本試題所說(shuō)：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(shí)（到地方時(shí)18時(shí)）才能看到東邊天際升起的一輪圓月，是否就是這種觀點(diǎn)的反映呢？否則，再等待約2小時(shí)（到地方時(shí)18時(shí)）又該做何解釋呢？為什么不再等待約1小時(shí)、3小時(shí)或其它小時(shí)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(mǎn)月），那么根據(jù)題圖所示時(shí)間，上海地區(qū)人們到底還需要等待多少時(shí)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(guò)計(jì)算可得出，該日乙地的白晝時(shí)間長(zhǎng)約11小時(shí)（見(jiàn)46題答案，由于問(wèn)題較簡(jiǎn)單，計(jì)算過(guò)程略）。因乙地在南回歸線(xiàn)上，所以該日南回歸線(xiàn)上晝長(zhǎng)約11小時(shí)、夜長(zhǎng)約13小時(shí)。這樣，北回歸線(xiàn)上晝長(zhǎng)約13小時(shí)、夜長(zhǎng)約11小時(shí)。由于該日太陽(yáng)直射在北半球，為北半球夏半年，因此緯度越高、白晝?cè)介L(zhǎng)。所以，該日上海（31°12′N(xiāo)）白晝的長(zhǎng)度要大于北回歸線(xiàn)上白晝的長(zhǎng)度（13小時(shí)），因此該日上海地方時(shí)5時(shí)30分之前日出、18時(shí)30分之后日落。由于望日時(shí)大體日落月出，所以該日月出的時(shí)間約在地方時(shí)18時(shí)30分之后。即是說(shuō)上海地區(qū)人們至少還要等待2．5個(gè)小時(shí)，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(jì)算晝長(zhǎng)的公式可求得，該日上海白晝的長(zhǎng)度約為13時(shí) 24分，即日出時(shí)間約是地方時(shí)5時(shí)18分、日落時(shí)間為18時(shí)42分。即是說(shuō)上海地區(qū)的人們還需要等待約2小時(shí)42分才能看到東邊天際升起的一輪圓月。如果再考慮太陽(yáng)視半徑、大氣折射作用的影響，那么，該日上海白晝的長(zhǎng)度約為13時(shí)32分。這樣，上海實(shí)際日落時(shí)間約為地方時(shí)18時(shí)46分，即是說(shuō)上海地區(qū)人們至少還要等待2小時(shí)46分，才能看到東邊天際升起的一輪圓月。

附：該日上海晝長(zhǎng)13時(shí)24分的計(jì)算過(guò)程。

一地的晝長(zhǎng)可由公式cost = - tgφ×tgδ求得（見(jiàn)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(zhǎng)度。按照北半球的習(xí)慣，φ和δ都以北半球?yàn)檎习肭驗(yàn)樨?fù)。由第46題答案知，該日乙地（φ= -23．5°）的白晝長(zhǎng)度為11小時(shí)。因此，其半晝長(zhǎng)為5．5小時(shí)，相應(yīng)的半晝弧t = 82．5°（1小時(shí)對(duì)應(yīng)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(shí)間，太陽(yáng)直射點(diǎn)的緯度是16°42′。若上海地區(qū)的緯度按31°12′N(xiāo)（一般資料提供的數(shù)據(jù)）計(jì)算的話(huà)，則有cost = -tg31°12′×tg16°42′。因此，該日上海地區(qū)半晝弧長(zhǎng)度t = 100°28′，晝弧長(zhǎng)200°56′，晝長(zhǎng)為13小時(shí)24分。