地球赤道上的昼夜每天真的等长吗?
**解析:**高中地理课本中提到:地球公转的地理意义之一——昼夜长短的 变化。由于黄赤交角的存在,除了在赤道上和春、秋分日外,各地的昼夜都不等长。也就是说,在赤道上,每天的昼夜是等长的,白天 12 小时,黑夜
12 小时;每天 6 点日出, 18 点日落。但是事实上是否真的完全如此呢? 如果太阳是一个发光的亮点,即没有明显的视半径;如果大气没有折光
作用,即光线始终是直线前进的,那么昼半球和夜半球都是严格的半球,晨昏线是一个严格的大圆。同时晨昏线(圈)平面刚好通过地心。在这种条件下,可以说在赤道上全年每天都是昼夜等长的。
但是,实际上太阳并非一个光点,而是一个有 16′视半径的“圆球”, 也就是说,当太阳的上缘同地平圈相切时,太阳中心实际还在地平以下 16
′。而人们习惯上又是以太阳上缘升到地平线时为日出,以太阳上缘落到地平线时日落。地球自转经过这 16′,需要 1 分 4 秒钟,这样,“日出”就提
前 1 分 4 秒,“日落”又推迟 1 分 4 秒。白昼就加长了 2 分 8 秒钟,黑夜就
相应缩短 2 分 8 秒钟,即变成了昼长 12 时 2 分 8 秒,夜长是 11 时 57 分 52 秒。
地球周围有一层很厚的大气层。大气对光线有折光作用。一般来自地平的光线有 34′的折光差。也就是说,当太阳中心还在地平圈以下 34′时,我们就已经看到太阳上缘与地平相切了;当太阳中心落到地平以下 34′时,我们才看到它的上缘与地平相切。而地球自转这 34′又需要 2 分 16 秒钟。这
样,日出就提早 2 分 16 秒,日落就相应推迟 2 分 16 秒,两者加起来,白昼
就长了 4 分 32 秒,黑夜就缩短了 4 分 32 秒。
大气对太阳光线除有 34′的折光差外,还有 6°的晨昏蒙影。即由于大气对太阳光的散射作用,使昼半球上空的部分阳光进入夜半球的边缘上空, 这一部分阳光,使夜半球的四周边缘处于半光明状态,这在日出前叫晨光,
日落后叫昏影。因此,太阳中心还在地平以下 6°时,我们已经看到天空有微光了;当太阳中心落到地平以下 6°时,我们还可以看到天空有亮光。而地球自转这 6°,需要 24 分钟。这样,一天中,日出前的 24 分钟和日落后
的 24 分钟都应是“白天”。白天应为 12 小时 48 分,黑夜为 11 时 12 分。从上述三个方面的影响来看,地球赤道上每天的昼夜并不等长。不过在
一般情况下,为了使问题简化起见,人们还是可以把赤道上每天的昼夜看成是等长的,各 12 小时,每天 6 点日出, 18 点日落。