关于“借助手表估测南北方向”几个问题的释疑

四川省苍溪县实验中学（628400） 刘国谱

关于“借助手表估测南北方向”几个问题的释疑

四川省苍溪县实验中学（628400） 刘国谱

“从终生的、维持生存的、改善生活的各种意义来看，地理是面向生活的。” 基于地理面向生活的理念，普遍高中课程标准实验教科书，南京师范大学版，把借助手表粗略确定南北方向作为活动课内容。

教材对其方法的表述是：在北半球，把手表平置，时针指向太阳的方向，在中午12点以前，按顺时针，沿时针与12点刻度之间所成的夹角的平分线的方向为南方；在中午12点以后，按逆时针，沿时针与12点刻度之间所成的夹角的平分线的方向为南方。如下图所示。

为了使该活动顺利开展，笔者认为需要我们澄清下列几个问题。

一、北半球，为什么时针与12点刻度之间所成的夹角的平分线的方向为南方？

对于该问题的理解，需要我们首先弄清手表时针的角速度与太阳视运动的角速度的关系。

在钟表上，一昼夜时针走两圈，即720°，而太阳一昼夜才转一圈，即360°。也即是说，时针的角速度是太阳的2倍。如1小时内时针移动30°，而太阳只移动了15°。在估测方向时，如果在正午，时针与12时刻度线重合，时针与12时刻度线所指的就是南方。如下图1所示：

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图 1

若某时，时针与12时刻度线的夹角为2α°，此时太阳则只转过α°。如下图2所示：

图 2

在估测方向时，若将时针指向太阳，实质上，相当于时针在图2的基础上，逆旋了α°，而12时刻度线也随之逆旋α°，不再指向南方，如下图3所示情况：

图 3

一个地方的方位是不会随太阳转动而发生变化的。但我们从图3不难发现，南方正处于时针与12点刻度之间所成的夹角的平分线的方向上。我们还可以进一步说明，无论上午或者下午，只要时针对准太阳，那么，时针与12点刻度之间所成的夹角的平分线所指的就是南方。

二、时针所指的是什么时间？

显然，手表使用的时间不同，时针与12点时刻线夹角的平分线也是不同的。事实上，一个地方的南北方向是不会因为手表使用的时间不同而不同的。值得一提是，该方法要求钟表使用的时间是当地的地方时。由于我国手表统一使用的是北京时间，是以120°E经线上的地方时计时的，即是说只有120°E经线上，正午时的时针与12点时刻线重合，其它地方时针都不与12点时刻线重合。为了使上述仍能估算时间，需要根据当地经度与120°E经线的经度差，将当地正午12时换算成北京时间。如下表所示：

城 市经 度当地正午北京时间城 市经 度当地正午北京时间北京116o21′12：15南京118o47′12：5上海121o26′11：54长沙113o00′12：28天津117o10′12：11成都104o04′13：04西安108o55′12：44台北121o31′11：54

按照上述原理，如在成都估测南北方向，需将手表时针对准太阳，根据上表，可以把北京时间13：04的刻度线当作地方时12时的刻度线，那么，时针与北京时间13：04的刻度线之间夹角的平分线所指的就是南方。又如，在西安估测南北方向时，也需将手表时针对准太阳，根据上表，可以把北京时间12：44的刻度线当作地方时12时的刻度线，那么，时针与北京时间12：44的刻度线之间夹角的平分线所指的就是南方。

三、关于作平分线时，“顺时针”“ 逆时针”的理解。

由于时针与12时的刻度线的夹角有180o和小于180o之分，值得一提的是，时针与12时的刻度线的夹角指的是小于180o。因此，在作夹角平分线时有顺时针方向旋转和逆时针方向旋转的问题。

我们知道，在中午12点以前，时针位于12时刻度线的左侧，将时针与太阳对准，要在小于180o夹角内作平分线，因此，应相对于太阳按顺时针方向作平分线来估测南方，相反的方向则是北方。在中午12点以后，时针位于12时刻度线的右侧，将时针与太阳对准，要在小于180o夹角内作平分线，因此，应相对于太阳按逆时针方向作平分线来估测南方，相反的方向则是北方。

由于时针与12时的刻度线的夹角的平分线指示南北方向，一个重要前提是正午太阳始终位于当地正南方向，也即是说，用该方法估测南北方向，主要适用于这种情况出现在北回归线及其以北地区或南回归线以南的地区，由于我国绝部分地区位于北回归线以北，借助手表估测南北方向，因此，该用该方法来估测南北方向，在我国绝大部分地区是适用的。利用该方法估测南北方向一个重要的局限性在于要受天气、气候条件的限制。

在野外考察或旅游，准确判断方向可以提高一个人野外生存技能。借助手表估测南北方向只是众多方向判断方法的一种，有其局限性。地理教学中，帮助学生在不同情况下，掌握多种空间定向的技巧，有利于极大地提高学生野外生存技能，从而使学生终身受益。