時區和當地時間

國中地理當地時間 = UTC + 時區偏移量；標準時區的寬度為經度15°；太陽時每相差1°經度變化4分鐘

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關於此實驗

倫敦正午時，北京是傍晚，紐約則是清晨。地球每24小時自轉360°，因此太陽看起來每小時沿經度移動15°，世界也因此劃分為寬度約15°的時區。啟動時鐘，觀察晝夜如何在地圖上移動；點擊任何地點即可查看當地時區時間和太陽時，還能規劃那些看起來在起飛前就已抵達的航班。

學習目標

結合地球每小時自轉15°，解釋地球為什麼需要時區
根據UTC和時區偏移量計算當地時間
根據各地的經度計算地點之間的時差
解釋國際換日線，以及跨越它時日期為何會改變
解決跨時區航班抵達時間問題

使用方法

1啟動時鐘。夜晚區域會朝哪個方向在地圖上移動？為什麼？
2在UTC 12:00時暫停。哪些城市處於白晝，哪些城市處於黑夜？
3點選東經90°上的一個地點。它名義上屬於哪個時區？比倫敦早幾小時？
4先點選北京附近，再點選中國最西部附近。比較區時和太陽時，你注意到了什麼？
5在國際換日線兩側找到兩個處於同一時刻的地點。它們的日期分別是什麼？
6規劃一趟從東京飛往洛杉磯的航班：17:00起飛，飛行10小時。按當地時間，航班何時抵達？
7規劃回程航班。為什麼按日曆計算會多出整整一天？
8將月份切換為6月和12月。夜半球的形狀有什麼變化？

模型

\frac{36 0 ^{\circ}}{24 h} = 1 5^{\circ} per hour = 1^{\circ} per 4 minutes

太陽沿經度移動時呈現出的速度

local time = UTC + offset

以協調世界時為基準的區時

offset \approx \frac{longitude (east positive)}{1 5 ^{\circ}}

某經度對應的名義時區（四捨五入到整小時）

t_{arrive} = t_{depart} + flight time + (offset_{to} - offset_{from})

目的地當地時間的抵達時間

假設

城市使用標準時差；由於各國調整時鐘的日期不同，這裡不考慮日光節約時間。
彩色條帶表示名義時區，每個時區寬度恰好為15°。實際時區邊界遵循國界，因此中國使用一個時區，印度使用UTC+5:30。
太陽時是僅根據經度計算的平太陽時；它會因均時差而偏移最多約16分鐘，這裡不考慮這種偏移。
夜側使用所選月份中旬的太陽赤緯，並忽略大氣折射和晨昏蒙影。陸地輪廓資料來自Natural Earth。

在課堂上試試這個實驗

Q1某地位於西經75°。它的名義時區是什麼？UTC 15:00時，當地時間是幾點？
Q2倫敦現在是星期一09:00。雪梨（UTC+10）和檀香山（UTC−10）分別是幾點、星期幾？
Q3一架飛機於22:00從紐約（UTC−5）起飛，飛往倫敦需要7小時。它按當地時間幾點抵達？
Q4中國為什麼只使用一個時區？這會為最西部地區帶來什麼問題？
Q5一名旅客向西跨越國際換日線。他們會跳過一天，還是重複一天？

常見問題

GMT和UTC有什麼差異？

GMT最初是格林威治的平太陽時。UTC是由原子鐘維持的現代標準時間，並透過閏秒進行調整，以使其與地球自轉時間保持接近。在日常使用中，兩者相差不到一秒。

為什麼有些時區相差半小時或45分鐘？

各國會依據地理位置和日常生活選擇時區。印度選擇UTC+5:30，使其位於全國時區範圍的中間；尼泊爾則採用UTC+5:45，以符合加德滿都的太陽正午時間。

國際日期變更線為什麼不是直線？

它會繞過島嶼群，讓每個國家都維持同一個日期。吉里巴斯於1995年移動了日期變更線，使其所有島嶼處於同一天，因此部分島嶼採用UTC+14。