地球概论四季和五带PPT学习课件

1、第第8节节 四季和五带四季和五带 1、形成四季和五带的根本原因是黄赤交角。 2、由于黄赤交角，使太阳周年运动表现为对于天赤道的回归运 动。 3、回归线：太阳回归运动的南北界线 4、回归年：太阳回归运动的周期 5、晨昏线（圈）：分纬线（圈）为昼弧和夜弧二部分，昼弧和 夜弧的弧长，决定该地昼长和夜长：每15折合1小时。 一、一、 太阳回归运动和太阳赤纬的周年变化太阳回归运动和太阳赤纬的周年变化 北极圈 北极 南极 （距北极2326） 6634N 夏至阳光夏至阳光 冬至阳光冬至阳光 赤道夜昼 南回归线 北回归线 6634S 距南极2326 夏至晨昏圈夏至晨昏圈 冬至晨昏线冬至晨昏线 南极圈 . .

2、天体的周日圈，就是该天体所 在的赤纬圈。不同赤纬的天体， 有不同的出没时刻（与方位）和 中天高度。太阳赤纬的变化，影 响各地的昼夜长短和正午太阳高 度的大小，二者都是季节变化的 主要因素。 图4-1 回归线和极圈 图4-2 解球面三角形，由太阳黄经（）求知太阳赤纬（） 1 2 M 1=2；1=90；23=90 3（kp弧）=2326 3 按照球面三角形的余弦公式： cosa=cosbcoscsinbsinccosA 查表可知：cos90=0; sin90=1 把上列数值代入余弦公式，即得 cos(90-) =coscos90sinsn90cos(90) 即sin=sinsin sin=0.4s

3、in 任何时候，太阳赤纬总是等于太阳直射点纬度。 太阳赤纬决定：昼夜长短和正午太阳高度 二十四节气按太阳黄经划分，其更重要的区别在于太阳赤纬的不同 二、 太阳回归运动与地球公转 P96 根据太阳黄经求知所对应的太阳赤纬：sin=0.4sin 太阳回归运动的根本原因，是地球公转的南北分量。1.2亿千米；4652 图4-3 黄赤交角的确切含义是黄道（轨道）面对于赤道面的倾 斜。如以地球自转的方向为向东，那么，地球在向东公转的同 时，还有其南北的分量，造成太阳直射点的南北移动。 图4-4地球公转的南北分量 造成地球和太阳的回归运动。 图4-5 地球轨道运动的南北分量 地球从轨道的最北点到最南点， 约

4、为轨道周长的一半（4.7亿km），两 点间的直线距离约3亿km。（轨道平 均直径），其中有向南北分量为： 3亿kmsin2326 =1.2亿km. 昼夜长短 P98 一、 昼夜长短概说 1、晨昏线：昼夜两半球之间的分界线。各地昼夜长短， 因晨昏圈随太阳直射点的移动而发生变化 2、昼夜交替 3、原因：自转、公转 不自转不公转,晨昏圈空间位置不变,地球上位置不变。 只自转不公转,晨昏圈空间位置不变,地球上位置变,周期1恒星日。 只公转不自转,晨昏圈空间位置变,地球上位置不变,周期1恒星年,反针转。 自转公转,晨昏圈空间位置变,地球上位置变,晨昏圈反针转59/天,周期1太阳日。 思考思考 半昼弧公式

5、 地平圈分太阳周日圈（赤纬圈）为昼弧和夜弧两部分。cost=-tgtg （半昼弧公 式） （式中的和皆以北半球为正，南半球为负）此公式表明， 决定昼夜长短有两个因素： 当地地理纬度和当时的太阳赤纬（即太阳直射点纬度）。 前者是空间因素，即地理因素；后者是时间因素，即季节因素。 简言之：昼夜长短因纬度而不同，因季节而变化 昼夜等长条件：t = 90,cost = 0, 若： 在赤道上 终年昼夜等长。 在 春秋二分时，全球昼夜等长回归线：太阳回归运动的南北界线 昼长夜短条件：，同号（+；）（太阳直射半球） 昼短夜长条件：，异号（+；+）（非太阳直射半球） 极昼(极夜)条件： = ； =( ) 二、

6、 昼夜长短的纬度分布 P101P101 1、全球分极昼，昼长夜短，昼短夜长， 极夜四个地带（两分除外）。 2、 为正值，全球昼长向北递增；为 负值，向南递增。 3、 的绝对值愈大，极昼（夜）地带愈 大。 图图4-9 解天文三角形解天文三角形 求半昼弧长；太阳位于求半昼弧长；太阳位于 西方地平（日没）时其西方地平（日没）时其 时角（时角（t）大小，等于当地）大小，等于当地 （ ）当时（）当时（ ）的半昼弧）的半昼弧 （从日中到日没）。（从日中到日没）。 二、 昼夜长短的纬度分布 1、赤道上（ =0）全年昼夜等长； 2、太阳直射的半球，昼长夜短，高纬度 （ 9090）（即6634） 地区有极昼，昼

7、长达24小时； 3、非太阳直射的半球，昼短夜长，高纬度 （ 9090）（即6634） 地区有极夜，夜长达24小时； 根据以上三条，除了春秋分外，全球的昼（夜）长可分为： 极昼地带；极夜地带；昼长夜短地带；昼短夜长地带。 图4-10昼夜长短的四个纬度带 图4-11 二分二至日的昼长的纬度分布 二分日二分日，全球各纬度昼夜 等长，均为12小时。 北至日北至日，北半球各地昼最 长，极昼地带最广 （北极 圈内皆为极昼）；南半球 各地昼最短，极夜地带最 广（南极圈内皆为极夜）。 南至日南至日，南半球各地昼最长，极昼 地带最广 （南极圈内皆为极昼）； 北半球各地昼最短，极夜地带最广 （北极圈内皆为极夜）。

8、 三、 昼夜长短的季节变化 P103 1、二分时，全球昼夜平分，均为12小时；2、二至时，昼夜长短极端； 3、各地（两个极圈除外）全年平均昼长相等，皆为12小时。4、例：南北半球比较，同半球不同纬度比较 图4-12 昼夜长短的季节变化 图 4-13 极昼（夜）区的季节变化 P104 此图表示南北两半球极昼（夜）区的季节性扩大和缩小。图中每个圆面分上下两半，分别表示北极和南极地区。三 个同心圆分别表示6634 ，6944和7828的三条纬线。 夏至夏至 大暑大暑 处暑处暑 秋分秋分 霜降霜降 小雪小雪 冬至冬至 大寒大寒 雨水雨水 春分春分 谷雨谷雨 小满小满 四、 昼夜长短的其他因素： 1、太

9、阳视半径； 2、大气折光作用； 3、眼高差。 34 图4-14 大气折光有“抬升”天体的作用 五、 晨昏蒙影 P105 概念： 1、按晨光始和昏影终的太阳“低度”标准分三级： 、民用：6 ；、航海：12 ；、天文：18 。 2、纬度愈高，持续时间愈长 3、高纬度（高于48.5 即：66.518）夏至日，昏影未终，晨光已始，叫“白夜” 图4-15 各级晨昏蒙影的太阳“低度”标准 图4-16 北半球不同纬度冬夏二至的白昼、黑夜和曙光时数的近似分配 太阳高度 P107 一、 太阳高度概说 （一）任意时刻太阳高度（h） 1、包含三个因素： 、太阳赤纬（周年变化因素）； 、当地纬度（分布因素）； 、当地

10、太阳时角t （周日变化因素）。 2、由余弦公式可得： sinh = sinsin + coscoscost 任意时刻太阳高度的三角公式。图4-17 太阳高度与辐射强度 3、正午太阳高度（H） （1）正午太阳时刻，t = 0 , cost = 1,消去周日变化因素，公式便简化为： sinH = sinsin + coscos 按复合角公式有： cos()coscos+sinsin 于是便有： sinH = cos( ) = sin90( ) H90 （太阳高度公式 ） （式中以夏半年为正，冬半年为负） 图4-18 太阳高度推算 （2）、正午太阳高度因纬度而不同，因季节而变化； （3）、式中的(9

11、0)可看作上点高度。 注意：北半球H以南点为起点（南半球反之）； 当 = 时，H = 90，只有南北回归线之间，才可能达到90的太阳高 度； 南北回归线之间（不包括南北回归线），当 时，H 90； 极圈内冬半年，若 90，H 90t90，? 、同号，即在太阳直射半球；同号，即在太阳直射半球； 昼短夜长：昼短夜长：t90t18，所以该地可见白夜现象。，所以该地可见白夜现象。 8 8、每逢新年来临之日（元旦），太阳的位置及行踪如何？、每逢新年来临之日（元旦），太阳的位置及行踪如何？ 答答：1 1月月1日，太阳位于南至点附近，正向北移动。日，太阳位于南至点附近，正向北移动。 是日太阳黄经约为多少？是

12、日太阳黄经约为多少？ 答答：是日太阳黄经约是：是日太阳黄经约是279279 冬至日太阳黄经是冬至日太阳黄经是270+99天，每天天，每天1 度度 ） 太阳直射在哪个半球？太阳直射在哪个半球？ 答答：南半球：南半球 太阳直射点向北还是向南移动？太阳直射点向北还是向南移动？ 答答; ;向北移动。向北移动。 太阳直射点向赤道还是向高纬移动？太阳直射点向赤道还是向高纬移动？ 答答; ;向赤道移动。向赤道移动。 9 9、什么是季节的半球性因素和全球性因素？为什么地球在轨道上接近近日点的时、什么是季节的半球性因素和全球性因素？为什么地球在轨道上接近近日点的时 候，我们这里却是寒冷的冬季？候，我们这里却是寒

13、冷的冬季？ （ 季节的半球性因素和全球性因素见教材季节的半球性因素和全球性因素见教材P112；）；） 答答：半球性因素，南北两半球没有同时来临一个季节。因为昼夜长短和正午太：半球性因素，南北两半球没有同时来临一个季节。因为昼夜长短和正午太 阳高度是半球性。全球性因素，日地距离的变化，决定全球得到太阳辐射总量变化。阳高度是半球性。全球性因素，日地距离的变化，决定全球得到太阳辐射总量变化。 近日时是全球夏半年；远日时是全球的冬半年。近日时是全球夏半年；远日时是全球的冬半年。 答答：因为地球地轴与黄道面有：因为地球地轴与黄道面有2326的夹角，当地球在近日点时，太阳直射南的夹角，当地球在近日点时，太

14、阳直射南 半球。所以我们这里（北半球）是寒冷的冬季。半球。所以我们这里（北半球）是寒冷的冬季。 1010、若地球自转轴垂直于其轨道平面，将如何影响地球上各地的昼夜长短和四季变化？、若地球自转轴垂直于其轨道平面，将如何影响地球上各地的昼夜长短和四季变化？ 答：答：地球各地永远昼夜平分，各地球各地永远昼夜平分，各1212小时。地球上有热带、温带、寒带之分。但是，小时。地球上有热带、温带、寒带之分。但是， 各地是没有四季变化的。各地是没有四季变化的。 1111、若地球轨道的偏心率（、若地球轨道的偏心率（e）增大到）增大到0.5，四季情形将变得怎样？，四季情形将变得怎样？ 答：答：偏心率偏心率e ec

15、/a 2500000/1496000002500000/149600000 0.0167 0.0167 即即1/60 答：答：当当e e从从0.0167增大到增大到0.5时，北半球的夏季比现在凉爽一些；冬季比现在温和时，北半球的夏季比现在凉爽一些；冬季比现在温和 一些。南半球的夏季更加炎热，冬季更加寒冷。对于全球来说，夏半年热量更多，冬一些。南半球的夏季更加炎热，冬季更加寒冷。对于全球来说，夏半年热量更多，冬 半年热量更低一些。半年热量更低一些。 1212、如果黄赤交角增大为、如果黄赤交角增大为45，这时，这时，“五带五带”会有怎样的变化？会有怎样的变化？ 答：热带范围扩大到南北纬答：热带范围

16、扩大到南北纬4545，寒带扩大，温带消失。，寒带扩大，温带消失。 1、形成四季和五带的根本原因是黄赤交角。 2、由于黄赤交角，使太阳周年运动表现为对于天赤道的回归运 动。 3、回归线：太阳回归运动的南北界线 4、回归年：太阳回归运动的周期 5、晨昏线（圈）：分纬线（圈）为昼弧和夜弧二部分，昼弧和 夜弧的弧长，决定该地昼长和夜长：每15折合1小时。 一、一、 太阳回归运动和太阳赤纬的周年变化太阳回归运动和太阳赤纬的周年变化 图4-2 解球面三角形，由太阳黄经（）求知太阳赤纬（） 1 2 M 1=2；1=90；23=90 3（kp弧）=2326 3 按照球面三角形的余弦公式： cosa=cosbc

17、oscsinbsinccosA 查表可知：cos90=0; sin90=1 把上列数值代入余弦公式，即得 cos(90-) =coscos90sinsn90cos(90) 即sin=sinsin sin=0.4sin 任何时候，太阳赤纬总是等于太阳直射点纬度。 太阳赤纬决定：昼夜长短和正午太阳高度 二十四节气按太阳黄经划分，其更重要的区别在于太阳赤纬的不同 五、 晨昏蒙影 P105 概念： 1、按晨光始和昏影终的太阳“低度”标准分三级： 、民用：6 ；、航海：12 ；、天文：18 。 2、纬度愈高，持续时间愈长 3、高纬度（高于48.5 即：66.518）夏至日，昏影未终，晨光已始，叫“白夜”

18、 图4-15 各级晨昏蒙影的太阳“低度”标准 3、正午太阳高度（H） （1）正午太阳时刻，t = 0 , cost = 1,消去周日变化因素，公式便简化为： sinH = sinsin + coscos 按复合角公式有： cos()coscos+sinsin 于是便有： sinH = cos( ) = sin90( ) H90 （太阳高度公式 ） （式中以夏半年为正，冬半年为负） 图4-18 太阳高度推算 （2）、正午太阳高度因纬度而不同，因季节而变化； （3）、式中的(90)可看作上点高度。 注意：北半球H以南点为起点（南半球反之）； 当 = 时，H = 90，只有南北回归线之间，才可能达到90的太阳高 度； 南北回归线之间（不包括南北回归线），当 时，H 90； 极圈内冬半年，若 90，H 18，所以该地可见白夜现象。，所以该地可见白夜现象。 1010、若地球自转轴垂直于其轨道平面，将如何影响地球上各地的昼夜长短和四季变化？、若地球自转轴垂直于其轨道平面，将如何影响地球上各地的昼夜长短和四季变化？ 答：答：地球各地永远昼夜平分，各地球各地永远昼夜平分，各1212小时。地球上有热带、温带、寒带之分。但是，小时。地球上有热带、温带、寒带之分。但是， 各地是没有四季变化的。各地是没有四季变化的。 111