第一節 地球的自轉運動

一、自轉運動的三要素1.自轉方向：自西向東； 極點俯視圖）：南順北逆。

(1)側視：自西向東。

(2)俯視

2.自轉周期：恒星日（23小時56分4秒，真正周期）

太陽日（24小時，晝夜更替周期）

3.自轉速度：角速度：①極點無速度；②角速度全球相等=15°/小時；

線速度：（緯度因素）線速度赤道最大，由赤道向兩極遞減；

南、北半球緯度數相同的地點線速度相同：40°N線速度=40°S線速度。

南、北緯60°上的線速度約為赤道上的一半：0°N線速度=60°N\S線速度。

南、北極點的線速度為零：90°線速度=0。

（海拔因素）海拔越高，線速度越大。

【擴展1】 地球同步衛星的速度與地球的自轉速度的關系:

角速度一樣；同步衛星線速度比地球自轉線速度大

二、地球自轉運動産生的地理意義

（一）晝夜更替與晨昏線

1.晝夜更替

晝夜現象：地球本身屬性（不發光，不透明）；

晝夜更替：晝夜現象加上地球的自轉導緻。

2.晨昏線的分布特點及判斷

晨昏線往往出現在光照圖中，與衆多的經緯線雜合在一起，就會容易混淆。判讀光照圖的核心就是快速解讀出晨昏線。經緯網的分布是固定的，而且晨昏線分割晝夜。也很容易判讀。問題在于圖形多樣。

（1）晨昏線的分布特點

(1)晨昏線是平分地球的一個大圓。

(2)晨昏線所在的平面與太陽光線始終垂直，地球球面上的晨昏線與太陽光線垂直且相切。晨昏線上太陽高度角為0°。

(3)晨昏線平分赤道。晨線與赤道的交點地方時為6：00，昏線與赤道的交點地方時為18：00。

(4)晨昏線與經線的夾角變化範圍為0°—23°26′，春分日、秋分日時與經線圈重合，二至日時晨昏線與經線的夾角為23°26′。也可以說晨昏線與經線圈的夾角為太陽直射點的緯度數。如下圖所示。(α＝β)

(5)晨昏線隻有在二至日才與極圈相切。切點的地方時為0：00(24：00)或12：00。

(6)晨昏線自東向西以15°/時的速度移動，與地球自轉的方向相反。

（2）．晨昏線的類型

(1)直線型

(2)弧線型

（3）晨昏線的判斷

在明确地球自轉方向的基礎上：

順着地球自轉方向，由夜半球進入晝半球的是晨線；晝半球進入夜半球的昏線。

3.晨昏線在光照圖中的運用：（兩切點，兩交點的運用）

(1)确定地球的自轉方向

(2)确定地方時

①經過赤道與晨線交點的那條經線上的地方時為6時，經過赤道與昏線交點的那條經線上的地方時為18時。

②太陽直射點所在經線上的地方時為正午12時，與之相對組成經線圈的那條經線上的地方時為0時(或24時)。

③過晨昏線與緯線圈相切點的那條經線的地方時，要麼是0時(或24時)，要麼是12時。切點附近出現極晝現象的是0時(或24時)，切點附近出現極夜現象的是12時。

(3)确定日期和季節

①晨昏線經過南北兩極點，與某一經線圈重合，與所有緯線圈垂直相交，可判定這一天為春分日或秋分日。

②晨昏線與南北極圈相切，北極圈及其以北出現極晝現象，可判定這一天是夏至日。

③晨昏線與南北極圈相切，北極圈及其以北出現極夜現象，可判定這一天是冬至日。

(4)确定太陽直射點的位置

日照圖上平分晝半球的經線的經度就是太陽直射點的經度。太陽直射點的緯度需要根據與晨昏線相切的緯線的緯度來确定，若與晨昏線相切的緯線的緯度為α，則太陽直射點的緯度等于90°－α(注意：太陽直射點一定與出現極晝現象的地區處于同一半球)。

(5)确定晝夜長短

某地的晝長等于該地所在緯線圈與晨線和昏線兩交點之間晝弧所跨的時間數；夜長等于該地所在緯線圈上夜弧所跨的時間數。

(6)确定日出日落時間

某地的日出時間就是該地所在經線與晨線的交點上的時間；日落時間就是該地所在經線與昏線的交點上的時間。某地日落日出時間的計算公式是12±晝長/2。

(7)确定極晝極夜的範圍

晨昏線與哪個緯線圈相切，該緯線圈與極點之間的緯度範圍内就會出現極晝或極夜現象。南北半球的極晝、極夜現象正好相反。

（二）時區、區時及日期範圍

1.地方時，每個地方都有自己的時間，稱之為地方時。

不同地區的經度不同，以經度代替。同一條經線上的地方時是相同的，經度不同，則地方時不同。

我們以先看到太陽為早，由于地球自西向東自轉，東邊先看到太陽，即時間比較早，時刻數字比較大。

地球上有無數條經線，就會有無數個地方時，為統一時間，地球上劃分了時區。

2.時區：表示一個經度跨15°的區域，全球共24個時區。

求某地處于何時區的計算：将其經度處于15，看餘數。餘數小于7.5，則商即為該地所在時區。餘數大于7.5，則商 1為該地所在時區。

3.區時：時區中央經線的地方時。作為整個時區共同使用的時間。

【出題方向】 對于地方時、時區的計算，都是已知某地某時，求某地是何時？

【解題步驟】

①找出兩地經度，将東經度放東邊，西經度放西邊的模式進行分布。

②據經度差計算時間差：15°=1h，1°=4min

③東加西減。

注意：① 如果計算出的結果超過24，則表明有比材料給的已知日期更新的一天出現了。如果計算結果為負，則表明比材料給的已知日期要慢一天，就是昨天。

② 還有一種題型是求某時在何地，也是根據已知求未知。解題步驟是将時間大的放東邊，時間小的放西邊（東早西晚）。然後根據時間差進行計算進度差。東加西減。

4.地球上日期的變更及範圍判斷

（1）新舊一天的分布：

地球上的兩條日界線：0時所在經線（自然，變化着的）；

國際日界線（固定，大緻與180°經線重合）。

做題目是直接劃出兩條日界線，180°在最右側，0時經線在左側。

0時經線向東到180°為新的一天，向西到180°為舊的一天。

判讀某地在哪個日期，即需要判斷是在新的一天還是舊的一天，關鍵是判斷該地的經度位于0時所在經線的東側（新的一天）還是西側（舊的一天）。

（2）新舊一天的範圍

【解題1】：日期範圍的判斷，關鍵是找到0時所在經線。從0點經線向東到180°經線之間的範圍為新的一天範圍，0時所在經線向西到180°經線之間的範圍為舊的一天。若0時經線和0°經線重合，新舊各一半；若0時經線和180°經線重合，則全球為一個日期。

【解題2】題目如果直接問新（或舊）的一天的範圍比例，直接算180°經線的地方時即可。

180°經線的地方時是幾點，進入新的一天的區域所占時間就是幾小時；因為新的一天的是從180°開始的。

在圖中找出給的已知時間，由該地向東到180°算出180°經線的時間。

注意：如果計算出的結果超過24，則表明有更新的一天出現了。

反過來，全球進入新的一天的區域所占時間是幾小時，180°經線的地方時就是幾點。

（三）地轉偏向力及其地理意義

1.定義：由于地球自轉，在地球表面做水平運動的物體運動時偏離了原來的運動方向。

2.規律：北半球向右偏，南半球向左偏，赤道上不偏

3.特點：地轉偏向力垂直于物體的運動方向；隻影響運動方向，不影響運動速度；緯度越高，地轉偏向力越大。

4.地理意義：①河流沿岸人類活動的選址受地轉偏向力的影響，北半球河流沖蝕右岸，在左岸淤積，故港口、防洪堤壩一般建于右岸，聚落、挖沙場地宜選在左岸。具體示意如下：

②炮彈的發射及物品的空投方位确定。

③根據天氣資料圖，正确判斷風向及其變化。

④根據風或水流的偏轉方向判斷南北半球。

第二節 地球的運動——公轉

地球的公轉運動從宏觀的角度來看是地球在黃道平面上繞着太陽在做自西向東的運動。

一、地球公轉運動的特征：

1.方向：自西向東。從北極上空俯視，為逆時針；從南極上空俯視，為順時針。

2.軌道（黃道平面）：近似正圓的橢圓。

3.周期：一個恒星年，365天6時9分10秒。

4.速度：近日點最快，遠日點最慢。

5.黃赤交角

黃赤交角是黃道平面和赤道平面的夾角，目前為23°26′。

由于黃赤交角的存到導緻地球在繞太陽公轉的過程中直射點不斷移動。

黃赤交角的大小決定太陽直射點做回歸運動的範圍。也決定了發生極晝極夜地區的範圍。

注意：如果黃赤角變為0°，則太陽直射點始終位于赤道上，地球上的氣壓帶、風帶的位置将不會移動，正午太陽高度和晝夜長短的年變化消失，地球上的四季與五帶也将消失。

地球的公轉運動從微觀的角度來看就是太陽直射點在地球南北回歸線之間做回歸運動的過程。

引起太陽直射點在南、北回歸線之間往返運動。

(1)思維流程

(2)具體分析(黃赤交角變化帶來的影響)

二、地球公轉産生的地理意義

全球晝夜長短以及正午太陽高度角的變化要以動态的眼光（直射點的移動）分析。

（一）晝夜長短的變化

1.光照圖判讀

在光照圖中，主要是通過晨昏線切割緯線圈的比例來判斷晝夜長短。

晨昏線是由太陽光線決定的，且是垂直關系。

晨昏線是由太陽産生的，所以太陽（光線）運動産生了晨昏線的運動。

太陽直射點的周年運動：随直射點在南北回歸線之間來回運動。因此，晨昏線是在極點到極圈的範圍來回擺動。

太陽直射點移動，晨昏線發生偏轉，相切在不同的緯線圈（與直射點度數互餘），全球各地晝夜長短産生變化。

注意：有時候也會以晨昏線與經線（或地軸）的夾角來體現直射點的緯度。

2.具體日期判讀（太陽直射點回歸運動圖）：

太陽直射點一年在回歸線之間做運動，某一日期在哪個緯度是可以通過二分二至日四個固定點就行推演的。太陽一個月大緻走8個緯度。

知道直射點所在的半球就可以知道某地晝夜的長短。而如果要知道某地晝夜的變化，還需知道直射點向哪個半球移動。

3.日出日落的時間推算晝夜長短：

日出日落時間與晝夜長短：晝長=日落-日出。

【思維擴展1】：晝夜差的大小

不同地區:赤道始終晝夜平分，晝夜差為0，緯度越高，晝夜長短差越大。

不同季節:二分日最小,二至日最大。

【思維擴展2】：晝夜長短的關于日期的對稱性

求某地（非極地地區，同時要注意其所在半球）晝夜長短相等的兩個日期：如果是夏半年（3.21——9.23）的日期範圍，則以夏至日（6月22日）日期為對稱；

如果是冬半年（9.23——次年3.21）的日期範圍，則以冬至日（12月22日）日期為對稱如果；

如果是求某地晝夜長短剛好相反，則是以二分日日期為對稱。

對于極地考察的是極晝極夜開始或結束的時間。（例如已知極晝開始的時間，求極晝結束的時間），也是關于二至日的對稱（具體方法與上述相同）。

【思維擴展3】晝夜長短的關于緯度的對稱性

同一緯度同一日期，南北半球的晝夜長短剛好相反。

（五）晝夜長短的計算

1.利用晝夜弧的弧度數計算

晝(夜)長＝晝(夜)弧/15°

2．利用日出、日落時間計算

(1)依據：

①白天：日出、日落時間關于正午12時對稱。

②夜間：日出、日落時間關于0時對稱。

③上午時長＝下午時長。

④前半夜時長＝後半夜時長。

如下圖所示：

(2)計算方法：

①晝長時間＝日落時間－日出時間＝2×(12－日出時間)＝2×(日落時間－12)＝24－夜長

②日出時間＝12－晝長/2＝夜長的一半

3．利用晝夜長短的分布規律計算

(1)同一緯線上各點晝夜狀況、日出和日落時間相同。

(2)南、北半球緯度數相同的兩條緯線晝夜時長互等，即：

南半球某地的晝(夜)長＝北半球同緯度數某地的夜(晝)長

4．利用日期的對稱性計算

(1)關于二至日對稱的兩個時間，如A點和B點，太陽直射點位于同一個位置。

(2)關于二分日對稱的兩個時間，如B點和C點，太陽直射點位于不同半球，但緯度數相同。

（二）正午太陽高度角的變化

1.正午太陽高度角

太陽高度角：太陽光線與地面所形成的的夾角，一天當中地方時為中午12點太陽高度最大。

正午太陽高度角是由直射點所在的緯度決定的，離直射點越近，正午太陽高度角就越大。

2.正午太陽高度角的分布

正午太陽高度角是由直射點所在的緯度決定的，離直射點越近，正午太陽高度角就越大。

3.正午太陽高度角的變化：

正午太陽高度角的變化與直射點移動有關。

【緯度變化】

春、秋分日:直射在赤道，正午太陽高度角由赤道向南北兩極遞減。

夏至日:直射點直射在北回歸線，北回歸線及其以北地區達一年中最大值。

北半球各緯度達到一年中的最小值；

冬至日:直射點直射在南回歸線，南回歸線及其以南地區達一年中最大值。

南半球各緯度達到一年中的最小值。

正午太陽高度從太陽直射點所在緯度向南北兩側遞減。

(1)夏至日：正午太陽高度由北回歸線向南北兩側遞減，如圖中c折線所示。

(2)冬至日：正午太陽高度由南回歸線向南北兩側遞減，如圖中a折線所示。

(3)春、秋分日：正午太陽高度由赤道向南北兩側遞減，如圖中b折線所示。

【年變化】

①回歸線之間：

正午太陽高度最大值為90°，每年有兩次太陽直射現象，即一年中有兩個正午太陽高度最大值。

②回歸線上：

正午太陽高度最大值為90°，一年中隻有一次太陽直射現象，即一年中隻有一個正午太陽高度最大值。

③回歸線至極點之間

正午太陽高度最大值為90°，一年中隻有一次太陽直射現象，即一年中隻有一個正午太陽高度最大值

【擴展1】：日出日落的方位。

【擴展2】：太陽周日視運動。

在曆年的考試中，主要以回歸線到極圈之間的地區進行考察，重點講解該地區的太陽軌迹變化。

【解題關鍵】三點定軌迹，日出日落方位 正午太陽位置。

日出日落方位可以根據日期知道直射點所在半球确定，關鍵在于正午太陽的位置。

【北回歸線以北地區】對于北回歸線以北的地球來說，太陽永遠在南面。故其軌迹為：

【北半球夏半年】 【北半球冬半年】

【南回歸線以南地區】對于南回歸線以南的地球來說，太陽永遠在北面。故其軌迹為：

【北半球夏半年】 【北半球冬半年】

【二分日】

【擴展3】：影子的朝向及長短的變化

① 影子的朝向：與太陽的方位相反。先判斷出此時太陽的位置即可推斷影子的朝向。同樣，影子的朝向也可以反推太陽的位置。

② 影子的長短變化：

一天中：正午太陽最高，則影長最短，則日出→正午，影長縮短；正午→日落，影長變長。

一年中：（離太陽越近）正午太陽高度角越大，影子越短。（緯度越高，正午時的影子越長）

4.正午太陽高度角的運用：

（1）正午太陽高度角的計算：H=90˚- 緯度差

說明：

① “兩點”是指所求地點與太陽直射點。

② 兩點緯度差的計算遵循“同減異加”原則，即兩點同在北(南)半球，則兩點緯度“大數減小數”；兩點分屬南北不同半球，則兩點緯度相加。

當太陽直射B點(10°N)時：

A點(40°N)正午太陽高度：

H＝90°－AB緯度差＝90°－(40°－10°)＝60°。

C點(23°26′S)正午太陽高度：

H＝90°－BC緯度差＝90°－(10°＋23°26′)＝56°34′。

（2）确定房屋的朝向

為了獲得更充足的太陽光照，在北回歸線以北地區，正午太陽位于南方，房屋朝南；在南回歸線以南地區，正午太陽位于北方，房屋朝北。

為了獲得最充足的太陽光照，各地房屋的朝向與正午太陽所在的位置有關。

(1)北回歸線以北的地區，正午太陽位于南方，房屋朝南。

(2)南回歸線以南的地區，正午太陽位于北方，房屋朝北。

（3）确定樓距、樓高

為了更好地保證各樓層都有良好的采光，樓與樓之間應當保持适當距離。一般來說，緯度較低的地區，樓距較小；緯度較高的地區，樓距較大。以我國為例，見下圖，南樓高度為h，該地冬至日正午太陽高度為H，則最小樓間距L為：L＝hcotH。

（4）太陽能熱水器的傾角調整

計算出某地太陽能闆放置的角度就必須知道該地的正午太陽高度角。

結合該地的緯度，利用結論：

太陽能闆放置的角度就是該地與太陽直射點的緯度差。

六、光照圖的綜合判讀

地球光照圖常借用某時的晝夜分布狀況，依靠一些特殊的點、線、面等要素的有機組合，綜合考查地球運動的地理意義，并以此進行季節判斷、計算時間、分析晝夜長短和正午太陽高度的變化特點等内容。

[常見圖示]

判讀方法

1．分清晝夜半球，确定晨線和昏線

(1)晨線：順地球自轉進入晝半球，以西為夜半球，以東為晝半球。

(2)昏線：順地球自轉進入夜半球，以西為晝半球，以東為夜半球。

2．确定地球自轉方向

(1)根據地球自轉方向判斷：北極上空看呈逆時針，南極上空看呈順時針。

(2)根據晨昏線判斷：

說明：①若圖中為昏線，為晨線，則地球呈逆時針方向自轉，中心為北極點；

②若為晨線，為昏線，則地球呈順時針方向自轉，中心為南極點。

3．确定太陽直射點的位置

(1)确定經度：

①根據光照圖中已知經線的地方時找到地方時為12時的經線。

②從光照圖中直觀看出平分晝半球的經線。

(2)确定緯度：

根據與晨昏線相切的緯線的緯度來确定。直射點緯度與該緯線的緯度互餘。若與晨昏線相切的緯線的緯度為α，則太陽直射點的緯度為90°－α。

4．确定日期和季節

(1)利用北半球晝夜長短：晝長夜短或北極附近有極晝現象，則為北半球夏半年，反之為冬半年；若晝夜等長，則為春分日或秋分日。

(2)特殊日期的判定：

①晨昏線與經線重合(或晨昏線經過極點)，為3月21日或9月23日前後。

②晨昏線與極圈相切，若北極圈内為夜，則為12月22日前後；若為晝，則為6月22日前後。

③根據晨昏線與經線的斜交關系。

5．确定日出日落

(1)确定時間：

①晨線上的各地同時日出，昏線上的各地同時日落。

②某地經線與晨線交點的地方時，為該地日出地方時；某地經線與昏線交點的地方時為該地日落地方時。

(2)确定方向：

①太陽直射赤道時，即春、秋分日，全球各地(除極點外)，日出正東，日落正西。

②太陽直射點位于北半球時，全球各地(除極晝、極夜地區外)，日出東北，日落西北。

③太陽直射點位于南半球時，全球各地(除極晝、極夜地區外)，日出東南，日落西南。

④正好出現極晝的地方，北半球正北升起，正北落下；南半球正南升起，正南落下。

6．确定地方時

(1)經過赤道與晨線交點的那條經線上的地方時為6時，經過赤道與昏線交點的那條經線上的地方時為18時。

(2)太陽直射點所在經線上的地方時為正午12時，與之相對組成經線圈的那條經線上的地方時為0時(或24時)。

(3)過晨昏線與緯線圈相切點的那條經線的地方時，要麼是0時，要麼是12時。切點附近出現極晝現象的是0時，切點附近出現極夜現象的是12時。

7．确定晝夜長短

(1)确定晝長和夜長：

光照圖中，晨昏線将地球上的緯線分成晝弧和夜弧兩部分，晝長等于該緯線晝弧所跨的時間數，夜長等于該緯線夜弧所跨的時間數。

(2)确定晝夜長短：

同一緯線上的各地晝弧(或夜弧)是等長的，若晝弧大于夜弧，則晝長夜短，若晝弧小于夜弧，則晝短夜長。

(3)确定極晝極夜範圍：

晨昏線與哪個緯線圈相切，該緯線圈與極點之間的緯度範圍内就會出現極晝或極夜現象，南北半球的極晝、極夜現象出現時間正好相反。

8．确定正午太陽高度

太陽直射緯線正午太陽高度為90°，其他各地的正午太陽高度從這條緯線向南北遞減。

七、四季和五帶

1．四季更替

(1)四季的成因：一年中晝夜長短和正午太陽高度随季節的變化而變化。

(2)四季的劃分

②北溫帶許多國家的四季：3、4、5月為春季，依次類推，每三個月為一個季節。

2．五帶的劃分

(1)五帶成因：一年中晝夜長短和正午太陽高度随緯度的變化而變化。

(2)五帶劃分

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