第三节公转运动的地理意义

1第三节地球公转转的地理意义一、正午太阳高度的变化(1)

太阳高度：太阳光线与地平面之间的夹角，叫做太阳高度角(如下图所示)，简称太阳高度。2昼夜交替表现为太阳高度的日变化，在昼半球(即白天)上的各地，太阳高度大于0°，太阳直射点的太阳高度为90°；在晨昏线(即早晨或黄昏)上的各地，太阳高度等于0°；在夜半球(即黑夜)上的各地，太阳高度小于0°。因为地球是球体，太阳高度(h)的分布由直射点的90°向四周减小，在晨昏线上为0°，如下图。3（2）正午太阳高度：一天中太阳高度最大值出现在正午，称为正午太阳高度。(如下图所示)4

(2)正午太阳高度的变化规律①正午太阳高度的纬度变化5地球上，同一纬线上正午太阳高度相同。太阳直射点所在的纬线上正午太阳高度最大(90°)。正午太阳高度由直射点所在的纬线向南北两侧递减。②正午太阳高度的季节变化6a．北回归线及其以北地区：夏至日达最大值，冬至日最小b．南回归线及其以南地区：冬至日达最大值，夏至日最小c．回归线之间的地区：每年有两次最大值(直射时)7

(3)正午太阳高度角的计算正午太阳高度(H)的计算公式：H＝90°一两点纬度差“两点”指观测点、太阳直射点。若两点同在北(南)半球，两点纬度差为大数减去小数；若两点分属于南北不同半球，两点纬度差为两点的纬度之和。8当太阳直射B点(10°N)时，A点(40°N)正午太阳高度是：H＝90°－AB纬度差＝90°－(40°－10°)＝60°当太阳直射B(10°N)点时，C点(23.5°S)正午太阳高度是：H＝90°－BC(纬度差)＝90°－(10°＋23.5°)＝56.5°9

(4)正午太阳高度在生活中的常见应用①阳光照射方向、日影长短的问题A．影子出现的方向与太阳所在方向相反；B．太阳高度越大，影子越短；反之，越长。一天中日影的变化规律是日出最长→变短→正午最短→变长→日落最长；C．正午日影的朝向和长短变化，具体如下：a．北回归线以北：北回归线以北太阳终年南射，正午日影始终朝北；纬度越高，日影越长；6月22日达一年中最短，12月22日达一年中最长。10b．南回归线以南：南回归线以南太阳终年北射，正午日影始终朝南；纬度越高，日影越长；12月22日达一年中最短，6月22日达一年中最长。c．南北回归线之间的地区：正午时在南、北回归线内太阳有直射、南射和北射三种情况。正午是否有日影，朝向南、北，日影长短等都要结合具体情况进行分析。d．极点：极昼期，北(南)极点日影始终朝南(北)，且日影无日变化。11②楼房间距问题以北回归线以北地区建房为例，为保证一楼全年均有阳光照到，两楼之间的最短距离L与楼高h的关系如图所示(H为冬至日当地的正午太阳高度)，L应大于h·cotH。12③太阳能热水器的角度问题太阳能热水器的集热板要根据正午太阳高度的季节变化来调整角度，集热板与地面之间的夹角α应等于当天正午太阳高度的余角。如图所示，α＋H＝90°时效果最佳。太阳能热水器的安装倾角＝两点纬度差(即当地纬度和太阳直射点纬度的差值)。13④有前檐的窗户与屋顶之间距离L的设定：L＝前檐长度×tanH。如图所示：14特别提醒：(1)巧记正午太阳高度的分布规律①正午太阳高度的纬度分布规律某日太阳直射某纬线，则该纬线的正午太阳高度为90°，离该纬线越远，正午太阳高度越小。②正午太阳高度的季节变化规律——来增去减：任一地点，一年中离太阳直射点所在纬线最近时，正午太阳高度达最大值，反之达最小值；太阳直射点向所在纬线移来，该地正午太阳高度增大，反之减小。15

(2)夏至日这一天，是否是整个北半球正午太阳高度角最大的一天？不是。赤道和北回归线之间的地区有直射现象，直射时正午太阳高度最大，而并非夏至日直射北回归线时才达到最大。(3)夏至日正午太阳高度从北回归线向南北两极递减，这样说对吗？不对。应该是“夏至日正午太阳高度从北回归线向南北两侧递减”。16某地有一幢楼，我国冬至日时正午影长与楼房高度相同。据此回答(1)～(2)题。(1)该地正午太阳高度是(

)A．23.5°B．66.5°C．90° D．45°(2)该地的纬度是(

)①23.5°N②21.5°N③25°N④68.5°SA．①②B．②③C．③④D．②④17练一练解析：第(1)题，要借用数学三角函数公式求正午太阳高度。从图中可以看出如果楼高h与影长s相等，tanα＝h/s＝1，α＝45°，即太阳高度等于45°。18第(2)题，要结合计算某地正午太阳高度公式绘出示意图。19计算某地正午太阳高度公式H＝90°一纬度差。冬至日南回归线上正午太阳高度是90°，21.5°N与南回归线之间纬度差是45°；因此21.5°N正午太阳高度是45°；同理，68.5°S与南回归线之间的纬度差是45°，故68.5°S正午太阳高度也是45°。答案：(1)D

(2)D20二、昼夜长短的变化1．昼夜长短的变化(1)纬度变化①北半球夏半年(春分日至秋分日)：北半球昼长夜短，纬度越高，昼越长，夜越短，北极圈内出现极昼现象；南半球昼短夜长，纬度越高，昼越短，夜越长，南极圈内出现极夜现象。②北半球冬半年(秋分日至次年的春分日)：与夏半年情况相反。21(2)季节变化①夏至日：北半球各地昼长达一年中最大值，极昼范围达最大；南半球相反。②冬至日：北半球各地夜长达一年中最大值，极夜范围达最大；南半球相反。22③二分日：全球昼夜相等。具体情况如图所示：23(3)关于昼夜长短的几点特殊规律24①昼夜长短与日出日落时刻白昼长度是指日出日落这一段时间，日出日落时刻关于正午对称(以地方时为标准)，如上图所示。25②在同一天中，θ°N的昼弧等于θ°S的夜弧，θ°N的夜弧等于θ°S的昼弧。如右图所示：③关于夏至日、冬至日对称的两个日期，其昼长、夜长、日出时间、日落时间相等。因为关于夏至日或冬至日对称的两个日期，其太阳直射点在同一条纬线上。如下图所示：

(a与b这两个时期关于夏至日对称，c与d这两个时期关于冬至日对称。)2627特别提醒：(1)全球昼夜长短的变化，可借助下图进行直观形象地记忆：28

(2)日照图上昼长(夜长)的计算方法①判定晨线和昏线。②确定已知经线的地方时，以下地方时确定一个即可：找到直射点，确定节气和直射经线的地方时(12时)；晨线与赤道交点所在经线地方时为6时；昏线与赤道交点所在经线地方时为18时；昼半球中央经线为12时；夜半球中央经线为0时。根据上述已知经线地方时，根据经度差，确定光照图上要求点的地方时。29③计算昼长或夜长。赤道上各点昼夜相等，即昼长、夜长都是12小时；晨线上的点代表日出，可计算所在点的地方时，即日出时间，利用公式：昼长＝(12－日出时间)×2；昏线上的点表示日落，计算该点的地方时，运用公式：夜长＝(24－日落时间)×2。如果不在晨昏线上，根据同一条纬线上昼长相等，计算该纬线与晨昏线交点的昼长或夜长时间即可。301、下图是冬至日四地纬线昼弧、夜弧分布状况。据此回答(1)～(3)题。31练一练(1)四地中位于南半球的是(

)A．甲、乙 B．乙、丙C．丙、丁 D．甲、丁(2)图中乙和丁的周长相等，则(

)A．日期相反 B．雨季时间相反C．日出、日落时间相反 D．昼夜长短相反(3)下列关于四地的叙述，正确的是(

)A．甲是南极圈 B．丁可能是赤道C．丁不可能是赤道 D．甲是回归线32解析：第(1)题，冬至日，南半球昼长夜短，故乙、丙位于南半球。第(2)题，乙、丁纬度相同，乙在南半球，丁在北半球，两地昼夜长短相反。第(3)题，丁地昼夜不平分，故不在赤道上。答案：(1)B

(2)D

(3)C332、下图是位于120°E经线上不同纬度三地夏至日的正午太阳高度。读图完成（4）～（5）题。34（4）三地的纬度从高到低的排序是(

)A．①②③ B．①③②C．③②① D．③①②（5）此日昼长时间从短到长的排序是(

)A．①②③ B．②①③C．③②① D．③①②35解析：第（4）题，从图中看出，此时三地都位于太阳直射点的北侧，因为是夏至，太阳直射北回归线，所以三地都位于北回归线以北，太阳高度越小，离北回归线越远，纬度越高，三地的纬度①最高，②次之，③最低；第（5）题，因为是夏至日，北半球纬度越高昼越长，所以①最长，②次之，③最短。答案：（4）A

（5）C36

三、季节更替1、季节更替的原因2、季节更替的纬度差异①赤道附近低纬度地区②极地附近的高纬度地区③中纬度地区

地区昼夜长短正午太阳高度角季节更替特点赤道地区变化不大数值大而变化小全年皆夏，季节更替不明显中纬度地区变化大变化大季节更替明显极地附近的高纬度地区变化最大，甚至有极昼、极夜现象数值小且变化大全年皆冬，季节更替不明显天文四季春（冬与夏的过渡季节）夏（一年中白昼最长、太阳高度角最大的季节）秋（夏与冬的过渡季节）冬（一年中白昼最短、太阳高度角最小的季节）3、四季的划分

我国传统上四季划分与西方四季划分比较

我国传统上的四季分别以二十四节气中的立春日（2月4日或5日）、立夏日（5月5日或6日）、立秋日（8月7日或8日）、立冬日（11月7日或8日）为起点。但与气候不相符合。

西方四季：以春分日（3月21日）、夏至日（6月22日）、秋分日（9月23日）、冬至日（12月22日）分别作为四季的起点，比我国传统上的四季晚一个半月。为了使季节的划分与气候的变化大致吻合，北温带的一些国家划分四季的方法是：气候四季春：过渡季节，3、4、5月

夏：太阳辐射强、气温最高，6、7、8月

秋：过渡季节，9、10、11月冬：太阳辐射最弱，气温最低的季节，12、1、2月北回归线南回归线

北极圈南极圈热带南温带北温带北寒带南寒带23°26’N23°26’S66°34’N66°34’S天文特征气候特征有太阳直射现象有极昼极夜现象有极昼极夜现象无太阳直射无极昼极夜现象无太阳直射无极昼极夜现象终年炎热四季分明四季分明终年严寒终年严寒四、五带的划分

要注意北极圈与北回归线度数互余南极圈与南回归线度数互余热带在南北回归线之间温带在回归线与极圈之间寒带在北极圈以北及南极圈以南思考如果黄赤交角为零或变大变小，五带的划分会有什么变化？

1、如果黄赤交角增大热带、寒带范围增大，温带范围减小

2、黄赤交角减小热带、寒带范围减小，温带范围增大

3、黄赤交角为零黄道平面和赤道平面重合,则交角为零,太阳终年直射赤道，地球上无季节变化和昼夜长短变化及正午太阳高度角的年变化。季节更替和五带划分的原因1．按要求完成以下问题：（１）在图中粗线上用箭头标出地球公转的方向。（２）Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ四点位于近日点的是

，地球公转较快的是

。（３）地球处在B处时，南宁昼夜长短情况是________________________

（4）地球处在A处时，太阳直射在_____

（5）将不同时段填写在下列各种地理现象后面空格中。（有一定难度）①北半球昼长夜短

。②北极圈内极昼范围不断扩大

。③南半球的白昼越来越长

。④北京昼短夜长，且昼渐长

。⑤南回归线以南地区正午太阳高度逐渐变小

。AA昼夜等长南回归线B-