Question

山东省某中学地理兴趣小组为了测算当地的经度，以旗杆为中心，在地面上绘制了若干个同心圆(如下图)。然后，利用走时准确的电子表，测得旗杆顶部在某同心圆上的投影点A、B的北京时间分别为11时54分16秒、12时30分32秒。假设你是该小组的成员之一，请结合物影的日变化规律，完成以下的活动要求：

（1）请在地面上画出当地的子午线，并确定正南、正北的方向(在图中相应位置绘制和填写)。

（2）按照以上方法和数据，测算当地的经度(小数点后保留一位)，并简述测算过程(2～3个步骤)。

（3）活动过程中，由于各种干扰因素的影响，会产生一定的误差。为了提高经度测算的精确度，你对这次活动的方法或过程有什么改进建议？(至少两条)

Answer

（1）如下图。

（2）116.9°E。与当地正午12点时差相同的前后两个时刻，其太阳高度，也就是物体影子的长短是相同的。所以，A、B两个时刻的中间值就是当地的正午时刻(北京时间)，数值是12时12分24秒；当地的正午12点是北京时间12时12分24秒，因此，当地与120°E的时差是12分钟24秒，经度差是3.1°，所以，测得的该地经度为116.9°E。

（3）①由于风力等因素的影响，旗杆难以保持垂直，造成测量误差。可以将旗杆换成能够保持垂直的木杆(1米～2米即可，太高不易保持垂直)。②测量旗杆顶部在多个同心圆上的投影点的北京时间，采取计算平均值的方法来减小误差。③可以在测量活动的前一天夜晚，利用北极星来确定当地正南、正北的方向，事先画出当地的子午线。④选择地形较平坦的地面进行测量。

【解析】

（1）子午线即经线，指示南北方向。AB两地影长相等，说明太阳高度角相等，一个代表上午影长，一个代表下午影长，与正午时间差相等。二者之间为正午影子朝向，山东省正午日影朝向正北，作图如下：

（2）由第一小题可知A、B两个时刻的中间值就是当地的正午时刻，A、B的北京时间分别为11时54分16秒、12时30分32秒，因此当地正午时北京时间为11时54分16秒+（12时30分32秒-11时54分16秒）/2=12时12分24秒；正午的地方时为12点，所以当地比120°E的时间晚12分钟24秒，经度差是3.1°，位于北京以西。故测得的该地经度为116.9°E。

（3）①由于风力等因素的影响，旗杆难以保持垂直，造成测量误差。可以将旗杆换成能够保持垂直的木杆(1米～2米即可，太高不易保持垂直)。②测量旗杆顶部在多个同心圆上的投影点的北京时间，采取计算平均值的方法来减小误差。③可以在测量活动的前一天夜晚，利用北极星来确定当地正南、正北的方向，事先画出当地的子午线。④选择地形较平坦的地面进行测量。