高考地理中的天文觀測

在高考地理的命題體系中，天文觀測是融合宇宙環境、大氣物理、區域地理與人類活動的高頻考點。從貴州 “中國天眼”（FAST）到南極昆侖站，從智利阿塔卡馬沙漠到月球背面的嫦娥探測器，天文觀測的選址與布局，本質是地理原理的深度應用。本文結合思維導圖，拆解天文觀測的核心考點，為高考備考構建清晰的知識體系。

一、天文觀測的核心要素：時間與對象
1. 觀測時間：為何偏愛夜晚與冬季？

（1）夜晚觀測：白天太陽輻射強，大氣散射導致 “天光干擾”，夜晚背景暗弱，更易捕捉暗弱天體（如星系、星云）。特殊天象（如日食、極光）則需結合發生時間：日食僅發生在白天（月球遮擋太陽），極光多出現于高緯度夜晚（太陽風與大氣、磁場的耦合作用）。

（2）冬季觀測：北半球冬季夜長更長，觀測時間窗口更充足；且冬季大氣環流相對穩定，中高緯度地區晴天概率較高，減少天氣干擾。

2. 觀測對象：從天體到宇宙系統

天文觀測的對象涵蓋宇宙物質的存在形式與演化現象，需結合地理 “宇宙環境” 知識點理解：

（1）單一天體：恒星、行星、衛星等（注意天體定義：宇宙中獨立存在的物質，人造衛星也屬于天體）。

（2）天體系統：太陽系、銀河系、河外星系（天體系統的層級關系是地理必背考點）。

（3）天文現象：日月食（地球、月球、太陽的位置關系）、極光（太陽活動 + 高緯度磁場 + 大氣電離）、流星體（星際物質進入地球大氣的燃燒現象）等。

（4）特殊科研對象：黑洞、引力波、系外行星等，需依托射電望遠鏡、空間探測器等前沿設備觀測。

二、天文觀測的 “選址密碼”：地理條件的綜合博弈

天文臺選址是高考地理的核心設問方向，需從 “一般條件 + 特殊選址” 雙維度分析。

1. 選址的一般條件：緯度、地形、氣象與人類活動

2. 選址的延伸條件：交通、科研與政策

（1）交通與基礎設施：偏遠觀測站需保障設備運輸（如 FAST 配套專用公路）、電力與通信穩定（如南極昆侖站的科考后勤支撐）。

（2）科研與政策：依托區域科研水平（如我國極地科考實力支撐南極天文觀測），國家政策扶持（如 “十四五” 規劃對重大科技基礎設施的投入）。

3. 特殊選址：鄉村、國外與月球

（1）遷往鄉村：城區光污染 / 大氣污染加劇（如上海佘山站因城市化遷址），鄉村環境更純凈；城市規劃調整（如城區擴張擠占觀測空間）。

（2）選在國外：形成 “觀測時間互補”（地球自轉導致不同經度站點可 24 小時連續觀測），并依托國際合作共享數據（如我國與智利的天文合作）。

（3）月球作為觀測地：月球無大氣（無散射 / 吸收，觀測精度達地面千倍）、無電磁干擾（背面屏蔽地球無線電信號，適合射電觀測）、表面穩定（利于長期建設），是未來深空觀測的核心陣地。

三、天文觀測的輻射價值：科研、旅游與產業聯動

天文觀測不僅是探索宇宙的科學行為，更深刻影響區域發展：

1.科研價值：推動引力波探測、系外行星研究等前沿領域，如 FAST 發現新脈沖星，助力人類理解宇宙演化。

2.旅游價值：觀測站成為科普旅游 IP（如 FAST “中國天眼” 景區），帶動鄉村振興（貴州平塘縣依托天文旅游實現產業轉型）。

3.產業帶動：拉動高端制造（望遠鏡精密部件）、數據處理（天文大數據分析）等產業升級，促進區域技術創新。

四、高考備考：命題視角與策略
1. 常見命題設問

（1）分析某觀測站（如 FAST、南極昆侖站）的選址條件（需結合緯度、地形、氣象、人類活動綜合論證）。

（2）比較不同緯度觀測站的觀測優勢（如低緯度 vs 高緯度，北半球 vs 南半球）。

（3）說明月球背面作為天文觀測基地的獨特性（無大氣、無電磁干擾等）。

（4）分析天文觀測對區域發展的影響（科研、旅游、產業帶動）。

2. 備考策略

（1）構建邏輯鏈：將 “光污染→大氣散射→觀測條件”“海拔→大氣透明度→觀測精度” 等原理串聯，形成知識網絡。

（2）案例遷移：以 FAST、阿塔卡馬沙漠、月球背面等典型案例，總結選址共性與差異，學會舉一反三。

（3）熱點關聯：關注中國探月工程、空間站天文觀測等時事，結合地理原理分析考點（如問天艙的空間天文觀測優勢）。

天文觀測是人類 “觸摸宇宙” 的方式，更是地理學科在宇宙尺度的延伸。理解天文觀測的地理邏輯，不僅能應對高考考點，更能讓我們讀懂人類探索星空背后的地理智慧 —— 從地球望向宇宙，從地理走向未來。

五、例題分析

例題1

金星是太陽系中肉眼可見的大行星,其繞日公轉周期為224.7天。2025年2月16日,宣城市(30.9°N,118.7°E)某同學查得該日金星接近全年最亮,并于日落時分測得位于西方的金星仰角約為38°。據此完成1~3題。

(1)該同學測量時,下列城市(若均為晴天)相同樓高影長最短的是(　　)

A.里斯本(38.7°N,9.1°E)

B.內羅畢(1.3°S,36.8°E)

C.巴西利亞(15.8°S,47.9°W)

D.巴拿馬城(9.0°N,79.5°W)

(2)該日的太陽、地球和金星三者相對位置關系可示意為(　　)

A.① B.② C.③ D.④

(3)四個月后,位于黃山市(30.4°N,118.4°E)的地理愛好者觀察金星的時間和方位組合是(　　)

A.日出時分、面朝東方

B.日落時分、面朝東方

C.日出時分、面朝西方

D.日落時分、面朝西方

1.答案：B、D、 A

2.解析

（1）根據材料可知,該同學測量時正值2025年2月16日當地的日落時分,2月當地晝短夜長,日落時分地方時應早于18時,為簡化計算,以120°E為18時參照計算,該同學測量時里斯本約為10:36,巴西利亞約為6:48,內羅畢約為12:28,巴拿馬城約為4:42。此時太陽直射南半球,內羅畢位于南半球較低緯度且地方時接近正午,與其他三個城市相比,太陽高度角大,相同樓高的影長最短,B正確,A、C、D錯誤。故選B。

（2）2月16日,地球在公轉軌道上已過近日點(1月初),A、C錯誤;根據材料“日落時分測得位于西方的金星仰角約為38°”可知,此時金星為長庚星,金星位于地球的西側,金星反射的太陽光照射了半個地球(為下午及上半夜),下午在強烈太陽光的掩映下,肉眼不可見金星,日落可分可見金星,D正確;金星位于地球的東側,為啟明星,金星反射的太陽光照射了半個地球(為下半夜及上午),B錯誤。故選D。

（3）據材料可知,金星公轉周期為224.7天,較地球公轉速度更快,四個月后金星公轉至地球的東側,由上題分析可知,此時金星成為啟明星,下半夜升起、日出時分可見,金星出現在東方天空,A正確,B、C、D錯誤。故選A。

例題2

2025年2月28日傍晚,家住成都(31°N,104°E)的某天文愛好者觀測到“七星連珠”的罕見天象。“七星連珠”是指太陽系七顆行星在視運動軌跡上近似排列成直線的天文現象。下圖為該天文愛好者通過計算機軟件繪制的“七星連珠”模擬圖。據此完成4~6 題。

(4)該夜,最遲落下地平線的行星是(　　)

A.土星 B.木星 C.天王星 D.火星

(5)與漠河(53°N)相比,成都觀測該天象的有利條件是(　　)

A.黑夜時間較長 B.大氣能見度高

C.觀測窗口期長 D.光污染程度低

(6)“七星連珠”現象的形成主要取決于(　　)

①行星自轉速度周期性變化　②行星公轉軌道近似共面　

③行星公轉周期和速度不同　④太陽活動引發引力擾動

A.①② B.②③ C.③④ D.①④

1.答案：D、C、B

2.解析

（1）受地球自轉影響,日月星辰從地球上看起來東升西落,越靠西的天體落下西方地平線的時間越早,越靠東的天體落下西方地平線的時間越晚。圖中火星位置最偏東,因此落下地平線的時間最晚,D正確,A、B、C錯誤。故選D。

（2）成都緯度低于漠河,2月28日太陽直射南半球,北半球緯度越低黑夜時間越短(白晝時間越長),A錯誤;成都人口密集、產業活動多,大氣能見度和光污染程度不是成都的突出優勢,B、D錯誤;成都緯度低,可觀測星空空間大,天體周日視運動軌跡較長,觀測窗口期(天體在地平線以上可觀測的時間)更長,更利于觀測,C正確。故選C。

（3）“七星連珠”是行星在視運動上近似成直線,行星公轉軌道近似共面,才有可能在同一視線上排列,②正確;行星公轉周期和速度不同,導致它們在軌道上的位置不斷變化,當運行到特定位置時出現近似直線排列,③正確;行星自轉速度以及太陽活動引發的引力擾動與“七星連珠”現象形成無關,①④錯誤。故選B。