地球公转及意义.doc

地球公转及地理意义一、地球公转及地理意义（一）、地球公转的方向、轨道、周期1、方向：自西向东。从北极上空看，地球沿逆时针方向绕太阳运转。从南极上空看顺时针方向绕太阳运转。2、轨道：椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。3、周期：一个回归年=365天5小时48分46秒，每年的365天是回归年的近似值，一年扔掉近6小时，故4年一润，闰年为366天。（太阳周年运动为参照）1恒星年=365日6时9分10秒（以恒星为参照物）4地球公转速度（1）公转角速度：绕日公转一周360，需时一年，大致每日向东推进1。（2）公转线速度：平均每秒约为30千米。（3）1月初过近日点，7月初过远日点。地球在轨道上的位置有近日点、远日点之分。大约每年1月初过近日点，7月初过远日点。日地距离的远近对地球四季的变化并不重要，因为一年中日地距离最远是1.52亿千米，最近是1.47亿千米，这个变化引起一年中全球得到太阳热能的极小值与极大值之间仅相差7%。而由于太阳直射点的变化，南北半球各自所得太阳的热能，最大可相差到57%。可见，太阳直射点的位置是决定地球四季变化的重要原因。当地球过近日点时，太阳直射南半球，南半球所获得的太阳热能超过北半球，因此，南半球正值夏季，北半球自然是处于冬季了。同样道理，地球过远日点时，太阳直射北半球，北半球所获得的太阳热量超过南半球，所以北半球为夏季，南半球处于冬季。此外，地球公转速度也有影响作用，地球过近日点时公转速度很快，过远日点时公转速度慢。（二）、黄赤交角及其影响。1、地球在公转过程中，有两个重要的特点：地球是斜着身子绕日公转的。因此，地球公转轨道平面（即黄道平面）同赤道平面不重合，它们之间的交角就是黄赤交角。目前，黄赤交角是2326。地轴在宇宙空间的方向不因季节而变化。而太阳与地球的相对位置随时在变，这就引起了太阳直射点纬度位置的周年变化。2326N2326S02、黄道与地球的交点：太阳直射点。此交点位于最北是夏至，最南为冬至，位于赤道为春秋分。3黄赤交角的影响：由于黄赤交角的存在，并且地轴在宇宙空间的方向不因季节而变化，因而，太阳直射点相应地在南北回归线之间往返移动。二、地球公转的地理意义（1）引起正午太阳高度的变化。太阳光线对于地平面的交角，叫做太阳高度角，简称太阳高度（用H表示）。同一时刻正午太阳高度由直射点向南北两侧递减。因此，太阳直射点的位置决定着一个地方的正午太阳高度的大小。在太阳直射点上，太阳高度为90，在晨昏线上，太阳高度是0。正午太阳高度变化的原因：由于黄赤交角的存在，太阳直射点的南北移动，引起正午太阳高度的变化。正午太阳高度的变化规律：正午太阳高度就是一日内最大的太阳高度，它的大小随纬度不同和季节变化而有规律地变化。太阳高度角H（一）正午太阳高度的计算1、公式计算法 某地的正午太阳高度H= 90-a-b，其中H为正午太阳高度，a为当地的地理纬度，永远取正值；b为太阳直射点的地理纬度，当地的下半年取正值，反之取负值。2、纬度差计算法 某地的正午太阳高度H=90 该地与太阳直射点的纬度差。同在南北半球或同在北半球，大纬度数减小纬度数；分别在南北半球则两纬度数相加。（二）太阳高度的应用1、确定地方时 某地一天中太阳高度最大时，当地的地方时为12时。由此可以根据地方时的计算方法推算出地球上其他经线上的地方时。2、判断日影长短及朝向（1） 正午日影朝向和长短变化正午日影的朝向取决于太阳直射点的位置。由于太阳直射点在南北回归线之间周年往返移动，正午日影朝向不仅随空间变化，而且随时间变化而变化。在北回归线以北地区，正午日影始终朝北。北半球夏至日，北回归线以北地区正午太阳高度最大，正午日影对短。北半球冬至日，太阳直射在南回归线上，北半球正午太阳高度最小，日影最长。在南回归线以南地区，正午的日影始终朝南。北半球冬至日，南回归线以南地区正午太阳高度最大，正午日影最短。北半球夏至日，南半球正午太阳高度最小，日影最长。在南北回归线之间，影子可朝南，也可朝北，且直射时无影子。一般太阳方位与物体影子朝向相反，但极点一致，即北极太阳永远在南，影子也永远朝南；南极则相反。（2） 日出，日落时日影朝向在北半球春秋二分日，全球各地太阳从正东方升起，正西方落下。因此日出时日影朝西，日落时日影朝东。北半球夏半年，太阳直射北半球，北半球各地昼长于夜，全球各地（极昼区域除外）太阳从东北升起，西北方落下。日出时日影朝西南，日落时日影朝东南。从春分至夏至日，随着太阳直射点北移，太阳升起和落下方向也逐渐北移；从夏至日至秋分日，太阳直射点南移，太阳的升落方向也逐渐南移。北半球冬半年，太阳直射在南半球，北半球各地昼短于夜，南半球反之。全球各地（极昼区域除外）太阳从东南方升起，西南方落下，因而日出时日影朝向西北，日落时日影朝向东北。从秋分日至冬至日随着太阳直射点南移，太阳的升落方向也逐渐南移；从冬至日至第二年的春分日，太阳直射点北移，太阳的升落方向也逐渐北移。（3）与房间采光的关系一般情况下，正午太阳高度角越大，照射到房间的面积越小，即夏季照射面积小，冬季照射面积大。北回归线以北地区，正午太阳光从南窗射入；南回归线以南的地区，正午太阳光从北窗射入；回归线之间的地区，南窗和北窗均可射入。（4）楼高和楼间距问题随着我国房地产业的迅速发展，越老越多的居民对居住条件和生活环境要求越来越高，太阳光线能否充足获得是最近几年普遍关注的焦点。这就要求开发商在兴建楼房时要充分考虑南北相邻两楼之间的距离，使北楼（北半球）一楼获得充足的阳光。一般来说，北半球两楼间距离应该大于h*cotHmin(h为南楼高度，Hmin为该地一年中最小正午太阳高度)。例9 近年来，我国房地产业发展迅速，越来越多的居民乔迁新居，居住条件和环境显著改善。请读图，运用以下公式及相关知识回答、题。a 某地正午太阳高度的大小H=90-a-b式中H为正午太阳高度；a为当地纬度，取正值；b为太阳直射点的纬度，当地夏半年取正值，冬半年取负值。b tan350.7 tan451 tan601.732 房地产开发商在某城市（30N）建造了两幢商品住宅楼，某户居民买到了北楼一层的一套房子，于春节前住进后发现正午太阳光线被南楼挡住。请问，该房子一年中正午太阳光线被南楼挡住的时间大约是：A.1个月 B.3个月 C.6个月 D.9个月 为避免这种纠纷，房地产开发商在建楼时，应该使此楼所有房屋在正午时终年都能被太阳照射。那么在两楼间距不变的情况下，南楼的高度最高约为：A.20米 B.28米 C.40米 D.50米（5）太阳能热水器安装角度问题 太阳能热水器的使用越来越普遍，要最大限度地利用太阳能资源，应该合理设计太阳能热水器的倾斜角度，使太阳能热水器集热面与太阳光线垂直，提高太阳能热水器的效率。若当地正午太阳高度角为H，则集热板与地面的夹角=90-H。（6）确定地方时：当某地一天太阳高度达到最大值时，当地地方时为12点。（2）昼夜长短随纬度和季节变化。地球昼半球和夜半球的分界线叫晨昏线（圈）。晨昏线把所经过的纬线分割成昼弧和夜弧。由于黄赤交角的存在，除二分日时晨昏线通过两极并平分所有纬线圈外，其它时间，每一纬线圈都被分割成不等长的昼弧和夜弧两部分（赤道除外）。地球自转一周，如果所经历的昼弧长，则白天长；夜弧长，则白昼短。昼夜长短随纬度和季节变化的规律见下表：昼夜长短的计算（一）日出、日落时刻的计算1晨线上为日出，昏线上为日落，计算出晨昏线上某点的地方时即可知该纬度的日出日落时刻。2已知某地昼夜长短，便可根据某一天的昼长求出该日的日出、日落时间，其方法为： 日出时间=12-昼长/2=夜长的一半 日落时间=12+昼长/23、确定日出日落时间：某地的日出时间就是该地所在经线与晨线的交点上的地方时，日落时间就是该地所在经线与昏线的交点上的地方时。某地日出日落时间的计算公式是12昼长/2。例6 北京时间3月21日12时，一架飞机从某机场（120E，6634N）起飞，沿北极圈向东作环球航行，12小时后返回原地，据此回答下列问题：飞行员能观测到的日出日落次数是A.一次日出，一次日落 B.两次日落，一次日出C.两次日出，一次日落 D.O次日出，一次日落如果飞机飞行的方向相反，则飞行员能观测到的日出日 落次数是A.一次日出，一次日落 B.两次日落，一次日出C.两次日出，一次日落 D.O次日出，一次日落（二）昼长的计算1进行昼长计算时，关键是找出某地日出或日落位置所在经线的地方时。正午12时平分昼长，只要知道日出或日落的地方时，便可求出某地的昼长。2、某地昼长等于该地所在纬线圈上昼弧所跨的时间数，夜长等于该地所在纬线圈上夜弧所跨的时间数。也可以直接采用“查格”的方法，也就是以已经知道的某条经度为准，按照较东的地方有较早的时刻；经度每相隔15，地方时相差1小时；经度相差1，地方时相差4分钟；经度相差1，地方时相差4秒。一般地，如果是求某地的昼长，则经过该地画一条平行于赤道的纬线，看其昼弧所经过的格数每格数所代表的时间数，如果图示是侧视图，还应该乘以2的倍数；如果是极地为中心的图示，则所经过的格数每格所代表的时间数即可（如图5）。例7 用“查格法”判断B点的夜长是_小时。（三）根据昼夜长短判断半球位置、某地的季节和纬度的高低1、太阳直射北半球时，昼长夜短的为北半球，昼短夜长的为南半球；太阳直射南半球时与之相反。2、某地昼长夜短，一般为当地夏半年；昼短夜长，则一般为当地冬半年。3、某一天昼夜长短的不同，反映出不同地点的纬度高低。昼长大于12小时的，昼越长，纬度越高；昼长小于12小时的，昼越短，纬度越高。如果一地大于12小时，一地小于12小时，比较两地与12小时的时间差，相差时间越大，纬度越高。例8：下表中所列的是12月22日甲、乙、丙、丁四地的白昼时间，根据表中数据完成下列各题。 甲乙丙丁白昼时间5小时30分9小时09分11小时25分13小时56分（1）四地中属于南半球的是：A. 甲地 B. 乙地 C. 丙地 D. 丁地（2）四地所处纬度从高到低的排列顺序是：A. 甲乙丙丁 B. 甲乙丁丙 C. 丙丁乙甲 D. 丁丙乙甲（3）四季更替。从天文四季：夏季就是一年中白昼最长、正午太阳高度最高的季节。以24节气中的立春（2月4日或5日）、立夏（5月5日或6日）、立秋（8月7日或8日）、立冬（11月7日或8日）为起点。地球在公转轨道上的运行会产生天气和季节的有规律变化，传统农业中农民依此进行农业生产，有如：“谷雨前后种瓜点豆”的谚语。黄赤交角是影响天文四季的直接原因。这是因为：正午太阳高度随纬度分布是：低纬大而高纬小，春秋二分，从赤道向两极递减；夏至日，从北回归线向南北两侧递减；冬至日，从南回归线向南北两侧递减。随季节变化是：北回归线以北，夏至日前后正午太阳高度达最大值，冬至日前后达最小值。南回归线以南则相反。南北回归线之间地带，太阳每年直射两次。气候四季包含的月份。春（3、4、5月）、夏（6、7、8月）、秋（9、10、11月）、冬（12、1、2月）。西方四季：春分、夏至、秋分、冬至为起点。比我国天文四季晚一个半月。（4）五带划分。以地