- 1. 地球自转的角速度、线速度
地球不停的自转，自转方向为自西向东。地球自转时，地球表面的点会绕着地轴进行运动，单位时间内转过的角度叫做“角速度”，走过的长度叫做“线速度”。地球上纬度不同，角速度和线速度也会不同：
①角速度：南极点北极点的角速度为0，其他地区的角速度都相等，为15°/h；
②线速度：南极点北极点的线速度为0，从赤道向两极，线速度逐渐降低，赤道为1670km/h，南北纬30°为1447km/h，南北纬60°为837km/h。
图1 从赤道到两极的线速度和角速度
- 2. 自然日界线
自然日界线，即为地方时0:00所在的经线，是“昨天”和“今天”的分界线。自然日界线的规律如下：
①时间：自然日界线上的时间为0:00；
②日期：顺着地球自转的方向，自然日界线之前为“昨天”，之后为“今天”；
②经度：自然日界线在夜晚的正中间，因此经度为昏线-晨线的中间，即整个夜半球的平分线。
如下图所示，为北半球的俯视图，阴影部分表示黑夜。①黑夜的一半为0:00，即图中夜半球的一半（红线）为0:00，即该条红线表示自然日界线；②地球自转方向为“北逆南顺”，即北半球逆时针旋转。顺着地球自转的方向，红线之前为昨天，红线之后为今天。
图2 自然日界线示意图
例题
图3 例题
答案：A、B
精讲精析：（1）分析地球的自转。①地球自转的线速度，由赤道向两极逐渐递减；②P点地球自转线速度为0，因此P点位南极点或北极点。图中阴影部分表示黑夜，则图中P点、O点都出现了极夜现象；③E、F、Q三点的地球自转线速度为1670km/h，因此这三点位于赤道，弧EQF表示着赤道。
（2）分析地方时和日期。①白天的日出日落时间，关于12:00对称；夜晚的时间关于0:00对称，即夜晚的一半为0:00；②图中阴影部分为黑夜，MP线平分了黑夜，因此MP线上的地方时为0:00，即为自然日界线，因此两侧的日期不同；③只知道MP经线的地方时，不知道它的经度，因此无法计算MP经线与北京的经度差，无法计算北京的地方时。
（3）分析太阳直射的纬度。①经纬度1°≈111km，OP之间间隔2220km，因此大约间隔纬度20°；②OP之间的纬度差，表示着极夜的范围，因此极夜范围为20°，因此太阳直射点的位置为南北纬20°，但不能确定是直射南半球还是北半球。
（4）分析极夜范围变大的季节。①OP的弧长变长，表示极夜的范围变大，逐渐扩展到整个北极圈或南极圈；②假设P点表示北极点，则北极点出现极夜，并且范围逐渐扩大，因此为秋分-冬至（9.23~12.22）；③假设P点表示南极点，则南极点出现极夜并且范围逐渐扩大，因此此时为北半球的春分-夏至（3.21~6.22）。因此选项B符合条件。
总结
- 极昼、极夜的范围
地球的自转和公转，在高考中经常一起考查。①地球自转产生了昼夜交替、自然日界线，使得不同地区的地方时和日期存在着差异；②地球公转导致了太阳直射点的移动，进而产生了四季交替、昼夜长短的变化、极昼极夜的变化。其中极昼极夜的范围，在考试中经常出现，现总结如下：
①春分-夏至：北极点出现极昼，范围逐渐扩大，到夏至时北极圈以北全部极昼；南极点出现极夜，范围逐渐扩大，到夏至时南极圈以南全部极夜；
②夏至-秋分：极昼的范围从北极圈向北极点缩小，极夜的范围从南极圈向南极点缩小，到秋分时极昼极夜消失；
③秋分-冬至：北极点出现极夜，范围逐渐扩大，到冬至时北极圈以北全部极夜；南极点出现极昼，范围逐渐扩大，到夏至时南极圈以南全部极昼；
④冬至-春分：极夜的范围从北极圈向北极点缩小，极昼的范围从南极圈向南极点缩小，到春分时极昼极夜消失。
图4 极昼极夜的变化
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