[实用新型]带夜半球的万向地球仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种地球仪，尤其是涉及一种能呈现某日晨昏线的具体位置和某日某地正午太阳高度角具体数值的带夜半球的万向地球仪。

背景技术

地球在自转的同时也围绕着太阳公转，地球的运动是这两种运动的叠加。由于地球自转的平面(赤道平面)与地球公转的平面(黄道平面)呈23°26’交角，因此在地球环绕太阳公转一周360°的过程中，太阳直射点在地球南北回归线之间以一个回归年的周期进行一次往返运动。显然，太阳直射点的南北往返运动，使太阳辐射能量在地球表面的分配呈周期性变化。

地球表面接受的太阳辐射能量是因时因地而变化的，这种变化可以通过昼夜长短和正午太阳高度角的变化来表达。昼夜长短反映了日照时间的长短，正午太阳高度角反映了太阳辐射的强弱，两者结合可以定性地表达某日某地接受太阳辐射能量的多少。

在某日，地球表面同一纬度地点的昼夜长短和正午太阳高度角是相同的，并随季节而变化(赤道除外)；在某日，地球表面不同纬度地点的昼夜长短和正午太阳高度角是不相同的，并随季节而变化(赤道除外)。上述原因促使地球呈现一年四季的变换，并反映了气温从低纬度地区向高纬度地区递减的规律。

地球仪是一种便于人们直观了解地球面貌和地理分布的按比例缩小的地球模型。现有的地球仪仅能体现某地点在球面上的空间位置，无法确定某日某地的日出日落时间和正午太阳高度角数值及某日太阳直射点的运行轨迹。因此，在中学地理教学或人们在认知地球运动的地理意义过程中，难以从现有地球仪上获取答案。

发明内容

本实用新型的目的旨在提供一种能够直接反映某日某地的昼夜长短和日出日落时间、正午太阳高度角数值以及某日太阳直射点运行轨迹，在保留现有地球仪功能的基础上，增添可描述地球运动地理意义的作用和演示功能的带夜半球的万向地球仪。

本实用新型设有模型地球体、夜半球、C型支架、底座、转轴支钉和限位螺栓；所述模型地球体的北半球和南半球沿着赤道基盘同步转动；所述夜半球是内径大于模型地球体外径的透明或半透明半球壳体，在夜半球前后端点处各开设一个轴孔，在夜半球右端开设一道圆周角大于46°52′的竖槽，并在竖槽两侧设有含对应日期的24节气的位置刻度及相关图文标记；所述C型支架左侧的半圆弧上设有0°～90°～0°刻度和图文标记，并在90°的位置处设有表示太阳直射点位置和方向的箭头标记；所述C型支架垂直固定在底座的正上方，夜半球通过紧固件竖直固定在C型支架的右侧，两只转轴支钉分别通过夜半球的前后轴孔与模型地球体上赤道基盘的前后端点铰接，位于赤道基盘右端点处固定的限位螺栓通过夜半球右侧的竖槽延伸到夜半球的外侧，限位螺栓沿着竖槽上下移动或锁定。

所述模型地球体可采用万向地球仪上的球体。

所述在竖槽两侧设有含对应日期的24节气的位置刻度及相关图文标记的刻度位置为夏至23°26′N，芒种、小暑22°44’N，小满、大暑20°16′N，立夏、立秋16°19′N，谷雨、处暑11°32’N，清明、白露5°57’N、春分、秋分0°，惊蛰、寒露5°57’S，雨水、霜降11°32’S，立春、立冬16°19’S，大寒、小雪20°16’S，小寒、大雪22°44’S，冬至23°26’S。

使用时，根据日期(或节气日)将限位螺栓沿着夜半球的竖槽移至对应位置(节气日正对该节气刻度，非节气日采用插值法确定位置)并锁定，此时夜半球壳体的边缘即为该日晨昏线。利用这条晨昏线，即可在转动的模型地球体上确定该日两极地区的极昼极夜范围，以及其他地点的昼夜长短和日出日落时间。通过C型支架的左侧的图文标记，也可在转动的模型地球体上确定该日任意地点(极夜地区除外)的正午太阳高度角数值，以及太阳直射点的运行轨迹。

由于本实用新型的夜半球采用透明(或半透明)材料，从而使现有地球仪的功能得以保留。为了突出太阳直射点和晨昏线的演示效果，可在C型支架的左侧的太阳直射点处增设一个激光器，让红色的激光亮点投射到球面上，直观显示太阳直射点在球面上的位置；可在夜半球壳体的边缘铺设一道蓝色冷光源圆环，促使晨昏线更为凸显。

本实用新型运用相对运动的原理，巧妙地将球自传和公转所造成的地球四季变化转化为晨昏线及正午太阳高度角的周期性变化，可从地球仪上直接确定某日某地的昼夜长短、日出日落时间、正午太阳高度角，以及某日两极地区极昼极夜的范围、太阳直射点的运行轨迹。

本实用新型充分利用万向地球仪的结构特点，从而使整体结构显得简单可靠，具有直观性强、功能齐全、操作方便等优点。尤其适合在教学和科普活动中应用，有助于人们对天文地理知识的理解和掌握。

附图说明