地球是一個(gè)不發(fā)光且不透明的球體，同一瞬間陽(yáng)光只能照亮半個(gè)球，被陽(yáng)光照亮的半個(gè)地球是白晝，沒有被陽(yáng)光照亮的半個(gè)地球是黑夜·晝半球和夜半球的分界線(圈)，叫做晨昏線(圈).

　　在學(xué)習(xí)地球自轉(zhuǎn)地理意義時(shí)，晝夜更替是必須掌握的。但是此部分知識(shí)比較抽象，難以理解，要完全掌握，筆者認(rèn)為應(yīng)該注重以下兩個(gè)方面的知識(shí)點(diǎn)。

　　一、晝夜現(xiàn)象與晝夜更替之間的區(qū)別

　　晝夜現(xiàn)象是指由于太陽(yáng)光線的照耀，地球面向太陽(yáng)一面被照亮處于白晝狀態(tài)，而另一部分由于自身的阻擋未被太陽(yáng)光線照亮處于黑夜?fàn)顟B(tài)。因此，晝夜現(xiàn)象的形成與地球?yàn)椴煌该?、不發(fā)光的球體及日地距離(太陽(yáng)光線能夠到達(dá)地面)有關(guān)，而與地球是否自轉(zhuǎn)無(wú)關(guān)，也就是說(shuō)假設(shè)地球不自轉(zhuǎn)，也會(huì)存在晝夜現(xiàn)象。

　　地球上的晝夜更替是指地球上某地從晝到夜再到晝的地理現(xiàn)象，它的形成首先要求地球上存在晝夜現(xiàn)象，而周期的長(zhǎng)短與地球的自轉(zhuǎn)角速度是有關(guān)的。

　　其計(jì)算法則可以從晨昏圈入手，晨昏圈是太陽(yáng)光線與地球表面相切的切點(diǎn)連接而成，晨昏圈上太陽(yáng)高度為0度，把地球平分為晝半球和夜半球。在某天或很短時(shí)間里，我們可認(rèn)為晨昏圈相對(duì)于太陽(yáng)的空間位置是固定不變的(這是由于地球的公轉(zhuǎn)周期較長(zhǎng)，在較短時(shí)間內(nèi)日、地的相對(duì)空間位置變化很小，那么太陽(yáng)光線與地球表面的切點(diǎn)的空間位置變化很小)。由于地球不斷自轉(zhuǎn)，因此晨昏圈相對(duì)于地面向西移動(dòng)，向西移動(dòng)的角速度就等于地球的自轉(zhuǎn)角速度。因此，我們理解晝夜更替周期就可以這樣認(rèn)為，地球上各地隨著地球的自轉(zhuǎn)，從位于晨線上(見到日出)到位于昏線上(見到日落)再回到晨線上(再次見到日出)，這樣的一段時(shí)間長(zhǎng)短就為該地的晝夜更替周期長(zhǎng)短。晝夜更替就可以看作是地面上各地相對(duì)于晨昏圈的運(yùn)動(dòng)，其周期大小T=360°/地球的自轉(zhuǎn)角速度?，F(xiàn)在，地球上各地(除南、北兩極點(diǎn))角速度均為15°/小時(shí)，因此晝夜更替周期為24小時(shí)，稱為一個(gè)太陽(yáng)日。如果地球只是公轉(zhuǎn)而不自轉(zhuǎn)，則地球上的晝夜更替周期為一年。

　　二、關(guān)于地球上運(yùn)動(dòng)物體的晝夜更替周期長(zhǎng)短計(jì)算

　　在地球上運(yùn)動(dòng)的物體，它們的晝夜更替周期就有可能不是一個(gè)太陽(yáng)日。對(duì)于此類問題的計(jì)算，筆者認(rèn)為關(guān)鍵在于把抽象化為具體，這就要求能夠建立一個(gè)具體的地理模型，然后加以分析，此模型的建立需要引進(jìn)晨昏圈來(lái)進(jìn)行。在某段較短的時(shí)間里，晨昏圈的空間位置(相對(duì)于太陽(yáng)或者相對(duì)于地心)是不會(huì)發(fā)生明顯變化的，因?yàn)槌炕枞κ翘?yáng)光線與地球表面的切點(diǎn)構(gòu)成。以下的分析我們就習(xí)慣以晨線為例，假設(shè)物體的運(yùn)動(dòng)剛剛從位于晨線的空間位置開始，來(lái)計(jì)算其晝夜更替周期?？梢苑殖蓛煞N情況來(lái)進(jìn)行討論。

　　1.如果物體相對(duì)于地面向東運(yùn)動(dòng)

　　假設(shè)物體相對(duì)于地面向東運(yùn)動(dòng)的角速度為W1，而地面是相對(duì)于晨線向東運(yùn)動(dòng)且角速度為W2=15°/h。那么物體相對(duì)于晨線向東運(yùn)動(dòng)，其角速度W3=W1+W2，W3> 15°/h。其分析模型可建立如下。