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地球运动的地理意义2


一、地球公转

二、地球公转的地理意义

(一)地球公转
1、地球自转和公转运动的比较表
自转 绕转中心 平面 方向 周期 速 线速度 地轴 赤道平面 自西向东(北逆南顺) 公转 太阳 黄道平面 自西向东(北逆南顺)

1恒星日(23h56m4s) 1年(365天6时9分10秒) 从赤道向两极递减

近日点快,远日点慢, 平均30km/s 近日点快,远日点慢, 平均1°/天

度 角速度

15°/h(南北极点为0)

2、黄赤交角 动画演示
23°26′

3、黄赤交角的影响 观看动画 使太阳在南北回归线之间来回移动 特殊的位置:二分二至日

读图思考: 若A、B、C、D为地球在公转轨道上的二分二至日,

A为夏至日;B为 秋分 日;C为 冬至日;D为 春分日。

D

A

E

F

C

B

读图思考: 若A、B、C、D为地球在公转轨道上的二分二至日,
A、B、C、D分别为 秋分 日。

D

A
冬至

E

F

C
夏至

B
春分

C r2
远日点

B r1
A1

L2

S2
D

A2

S1
A

L1
近日点

r2

r1

若地球在公转轨道上从A运动到B和从C运动 到D所用的时间均为t,则有S1=S2

因为r1<r2 故L1>L2;A1>A2

二、地球公转的地理意义 (一)昼夜长短的变化 (二)正午太阳高度的变化 (三)四季的更替 (四)五带的划分

(一)昼夜长短的变化
1、昼弧与夜弧、昼长与夜长 2、昼长、夜长与日出时间、日落时间 3、 昼夜长短的变化规律 4、 昼夜长短的季节变化 5、 昼夜长短的纬度分布

1、昼弧与夜弧、昼长与夜长

N

B
D A C

S

2、昼长、夜长与日出时间、日落时间
24小时

D

N

N 0时 Q 12时 H 18时 G 16时 F

0时 M

A2 2 2 4时 2 6时 C B
12时

0小时

E A地的昼长=120°×2/15°=16小时

A地的昼长=8×2=16小时
A地的昼长=(12-4)×2=16小时 F地的昼长=(16-12)×2=8小时

小结:
太阳直射点所在经线的时间为12点 晨线与赤道交点所在经线的时间为6点 昏线与赤道交点所在经线的时间为18点 平分昼弧的经线时间为12点; 平分夜弧的经线时间为0点 昼长=昼弧所跨的经度/15° 昼长=(12-日出时间)×2 昼长=(日落时间-12)×2 求 某 地 的 昼 长

求 某 经 线 的 时 间

求下图中A、B、C三地的昼长? D 18时 21时 3 3 A N 3 3 H3 3 3时 E 6时 C 14小时 2 119时 12时 J B 2 P 2 F 12时 18时 18小时

M
0时

0时 G

同一纬度上的地点日出日落的地方 时相同,昼长相等

3、 昼夜长短的变化规律

观看动画

⑴太阳直射点所在的半球昼长夜短,纬度越高,昼 越长,夜越短,极地附近出现极昼现象; 另一半球情况相反; ⑵夏至日,北半球各地昼长达一年中最大值,北极 圈及其以北的地区出现极昼;南半球情况相反; 冬至日情况相反。 ⑶赤道上终年昼夜等长;春、秋分日全球各地昼夜 等长。 ⑷极昼、极夜及其变化规律

⑷极昼、极夜及其变化规律
极昼或极夜出现的起始纬度与太阳直射点的纬度互余;

南北极圈上每年只有一天的极昼、极夜:

夏至日—北极圈极昼,南极圈极夜
冬至日—北极圈极夜,南极圈极昼
南北极点上有半年极昼、极夜

春分—夏至—秋分:北极点极昼 南极点极夜 秋分—冬至—春分:北极点极夜 南极点极昼 北极极昼>北极极夜 北极极昼>南极极昼

(一)昼夜长短的变化
4、 昼夜长短的季节变化

①图 ②根据昼长比较各地纬度高低 ③比较某地不同时间昼夜长短情况 ④分析某地昼夜长短全年或某段时 间内的变化情况

昼长(时) 同一地点,夏至日昼长=冬至日夜长 北极 24 18 12

14时51分

赤道 北京
北极圈 3.21 6.22 9.23 12.22 日期

6
0 12.22

比较图中A、B、C三地纬度的高低 昼长(时) B地>C地>A地 24 B

18
A 12

C′
赤道

6

C

同一天,对称南北半球分布的两地, 0 北半球地点的昼长=南半球地点的夜长 12.22 3.22 6.22 9.23 12.22 日期

例:下表是6月22日甲、乙、丙、丁四地的日出日落 时间表,把甲、乙、丙、丁四地的纬度由低到高排序。
甲 日出 时间 日落 时间 乙 丙 7时30分 丁 5时50分 22时10分 16时20分

6时
19时20分

5时
19时 14时

16时30分
9时

昼长: 13时20分

昼最长: 13时20分
—12小时: 1时20分

14时
2时

15时
3时

16时20分
4时20分

纬度:甲<乙<丙<丁

比较平江5月1日、9月1日和10月1日 的昼长大小。
与6月22日的日期差:5月1日﹤9月1日﹤10月1日 昼长:5月1日﹥9月1日﹥10月1日

分析平江全年昼夜长短的变化情况。
春分~夏至: 昼长夜短,昼变长,夏至最长; 夏至~秋分: 昼长夜短,昼变短,秋分日昼夜平分; 秋分~冬至: 昼短夜长,昼变短,冬至最短; 冬至~次年春分: 昼短夜长,昼变长,春分日昼夜平分。 夏至
秋分 次年春分 冬至

23.5° N

0° 春分

23.5° S

太阳直射点向北移动:北半球昼长变长,南半球昼长变短;
太阳直射点向南移动:北半球昼长变短,南半球昼长变长。

太阳直射点在北半球:北半球昼长夜短,南半球昼短夜长; 太阳直射点在南半球:北半球昼短夜长,南半球昼长夜短。

分析平江5月1日至10月1日昼夜长短的变化情况。 5月1日至6月22日(夏至): 昼长夜短,昼变长,夏至日最长;

6月22日(夏至)~9月23日(秋分): 昼长夜短,昼变短,秋分日昼夜平分;
9月23日(秋分)~10月1日: 昼短夜长,昼变短,10月1日最短。 夏至
5.1
0° 秋分 春分

23.5°N

10.1
冬至

次年春分

23.5°S

(一)昼夜长短的变化
5、 昼夜长短的纬度分布

①图 ②比较某一天不同纬度地点昼夜长短 的情况

昼长(时) 24 冬至日 18 夏至日

5月1日
12 春秋分

6
90°S 66.5°S

0

纬度
23.5°S 0° 23.5°N 66.5°N 90°N

比较夏至日长沙(28°N)、海口(20°N)
和昆明(25°N)白昼的长短。

长沙>昆明>海口
太阳直射北半球,自南往北昼长变长
太阳直射南半球,自北往南昼长变长

(二)正午太阳高度的变化
1. 正午太阳高度的计算 2. 正午太阳高度纬度分布 3. 正午太阳高度季节变化 4. 太阳的方位 5. 日影朝向和长度的变化

6. 应用

(二)正午太阳高度的变化 太阳高度角:
太阳光线对于地平面的倾角

地平面

h

正午(地方时12点):太阳高度达一天最 大值,称为正午太阳高度(H); 晨昏线上:h=0°

(二)正午太阳高度的变化 1. 正午太阳高度的计算

α
H

φ
β δ

太阳直射点

12点

(二)正午太阳高度的变化 1. 正午太阳高度的计算
φ
δ

α

H
β
太阳直射点

H=90°-∣φ±δ∣
所求地和直射地 的纬度差 Φ: 表示所求地的地理纬度

12点

δ: 表示直射点的地理纬度 ±: 两地在同一半球取减号
两地在不同半球取加号 (同-异+ )

例:计算平江一中(28.5°N)二分二至日的 正午太阳高度。
夏至日: H=90°- (28.5°-23.5°)=85° 冬至日: H=90°- (28.5°+23.5°)=38° 春分和秋分日: H=90°- (28.5°-0°)=61.5°

(二)正午太阳高度的变化 2. 正午太阳高度纬度分布 (1) 变化规律 (2) 图

(3) 比较某一天不同纬度的地点正午太 阳高度的大小

离太阳直射点越近,正午太阳高度越大

北 半 球 春 分 日

北 半 球 夏 至 日

北 半 球 秋 分 日

北 半 球 冬 至 日

观察:北半球四个节气正午太阳高度的纬度变化规律

(1) 变化规律 在太阳直射点上,太阳高度是90°;正午太 阳高度由太阳直射点起向南北两侧依次递减; 同一天,对称于太阳直射点分布的两条纬 线上正午太阳高度相等
极点的正午太阳高度 =该日直射点的纬度 同一天,位于直射点同侧的两地: 两地正午太阳高度差=两地的纬度差

例:已知夏至日某地正午太阳高度是70°, 求该地的纬度。 H=90° -∣Φ±δ∣ 70° =90° -∣Φ±23 .5°N∣ Φ=20 ° ±23.5° N Φ=43.5°N 或3.5°N

例:已知夏至日某地正午太阳高度是70°, 求该地的纬度。 纬度差为20°

43.5° N
20°N 23.5° N S 20° 0°

3.5° N

H
90°

春秋分

60°

冬至

夏至

30° 23.5°

5月1日

纬度
0° 90°S 66.5° 23.5°
10°N 23.5° 0°

66.5° 90°N

例:比较夏至日长沙(28°N)、海口 (20°N)和昆明(25°N)正午太阳高度的大小 和白昼的长短。
25°N
1.5° 23.5°N 3.5° 28°N 4.5°

20°N

正午太阳高度:昆明>海口>长沙 昼长:长沙>昆明>海口

(二)正午太阳高度的变化 3. 正午太阳高度季节变化 (1) 变化规律 (2) 图

(3) 比较某地不同时间正午太阳高度的大小
(4) 分析某地正午太阳高度全年或在一 段时 间内的变化情况
根据该地正午太阳高度达最大值和最小值的日期判断

北 半 球 春 分 日

北 半 球 夏 至 日

北 半 球 秋 分 日

北 半 球 冬 至 日

观察:北半球四个节气正午太阳高度的季节变化规律

3. 正午太阳高度季节变化 (1) 变化规律
夏至日,太阳直射北回归线,北回归线及其 以北各纬度,正午太阳高度达一年中的最大值;南 半球各纬度,正午太阳高度达一年中的最小值;冬 至日情况相反。 南北回归线之间的地区,接受直射之日,正 午太阳高度达一年中的最大值.

H
90°

海口
86.5°

赤道
66.5°

70°
60° 汕头 (北回归线) 47° 46.5° 43°

30°
23.5°

北极圈
北极

0° 12.22

3.21

6.22

9.23

日期 12.22

例:图中曲线中的A点的正午太阳高度为88°, 求该地的地理纬度,及太阳直射该地点的时间。

H 90°
88° 60°

A

30°

0° 12.22

3.21

6.22

9.23

12.22

日期

根据同一天里两地的正午太阳高度差等于两 地的纬度差计算: △H=90°-88°=2° ,故△Φ =2°

该地纬度与21.5°N。 该地与北回归线的纬度相差2°,根据太阳直 射点的平均移动速度2°/周,故太阳直射该地点 的时间大约是夏至日(6月22日)之前和之后一星期 左右,即6月15日和6月29日左右。

比较平江5月1日、9月1日的正午太阳高度的大小。

5月1日>9月1日
分析平江全年和5月1日至10月1日的正午太阳高度

的变化情况。
夏至~冬至: 正午太阳高度变小,冬至日达最小; 冬至~至次年夏至: 正午太阳高度变大,夏至日达最大。 5月1日~夏至:正午太阳高度变大,6月22日达最大;

夏至~10月1日: 正午太阳高度变小,10月1日达最小。

4. 太阳的方位
(1) 正午太阳的方位 ——根据太阳直射点的位置判断 直射的地点:正午太阳在上中天(天顶)

若太阳直射点在所判断地点以南(以北),正午 太阳在正南(正北) ;
(2) 日出日落太阳的方位

春秋分日:日出正东,日落正西;
太阳直射点在北半球:日出东北,日落西北; 太阳直射点在南半球:日出东南,日落西南。

5. 日影朝向和长度的变化
(1) 日影的朝向及变化 ——与太阳光方向相反 (2) 日影的长度及变化 ——太阳高度角越大,日影越短 日变化:正午最短,日出日落最长 正午日影的年变化: 正午太阳高度达最大值之日,正午日影最短。

6. 应用 (1) 二至日正午阳光入射图 (2) 日照与两栋楼房之间的最小间距 (3) 日照与太阳能热水器的安装 (4) 日照与雨棚的长度



若左图中①、②代表二至日 ① 正午太阳光线图,判断A、B、C 三地的纬度位置
H2 A地 H1 ① ② N

S

A地位于南北回归线之间
① 为夏至日,②为冬至日 若H1>H2: A地位于赤道和北回归线之间 若H1<H2: A地位于赤道和南回归线之间

S B地

N

B地位于南回归线以南
① 为冬至日,②为夏至日


② S N

C地位于北回归线以北
① 为夏至日,②为冬至日

C地

2006年6月,赵亮的父母在“阳光花园”购买 了一套位于一层的住房。2007年1月,全家入 住后,发现阳光全被前排楼房挡了。他感到很 困惑,那天看房时,小院内阳光充足,怎么才 过了几个月,阳光就被挡住了呢?





你能结合上图帮赵亮分析一下原因吗?

例:平江县(28.5°N)某住宅小区建有一栋楼房, 高为20米,现规划在其正北面建一栋新楼,楼高相同, 要保证新楼底层全年正午都有阳光,求两楼间的最小间 距L。 (cot38°=1.28) L=h×cotH (冬至日) =20×cot 38° =20×1.28 =25.6米

h H S L N

例:平江一中某教工宿舍楼顶安装太阳能热水器, 为了使热水器最大限度的获得太阳光热,集热管与楼 顶的夹角应是多少?

α =90°-H
=90 °-〔90°-︱28.5°±δ︱〕 =︱ 28.5°±δ︱
当地纬度与直射点纬度之差

α H


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