地球公轉

【知識梳理】

知識點1：地球公轉概況

1．方向：地球圍繞太陽自西向東公轉。

2．軌道：近似正圓的橢圓，太陽位于其中的一個焦點上。

3．速度：()()遠日點附近7月初，較慢。(近日點附近1月初，較快。)

4．周期：1恒星年＝365日6時9分10秒。

拓展：

1．在公轉軌道圖上判斷二分二至日的方法

高中階段的公轉軌道圖，基本上左右兩個固定為夏至和冬至日；上下兩個固定為春分和秋分。因此可根據此特點判讀。

第一步：先确定出地球公轉方向，如圖1。(可根據地球自轉、南北極指向等來确定地球公轉方向。)

第二步：在圖中過球心作地軸的垂線，即赤道，如圖2。

第三步：作條直線連接左右兩個球心，如圖3。

第四步：如果直線指向北半球(北回歸線)，為北半球夏至日，即圖3中的A；如果直線指向南半球(南回歸線)，為北半球冬至日，即圖3中的C。

第五步：再根據二至日的位置和公轉方向，确定D為春分日，B為秋分日。

2．在太陽直射點回歸運動圖上判斷二分日的方法

太陽直射點在赤道上，若由南半球進入北半球，此時為春分日；若由北半球進入南半球，此時為秋分日。

知識點2：黃赤交角及其影響

1．概念

(1)赤道平面：過地心并與地軸垂直的平面。

(2)黃道平面：地球公轉軌道平面。

(3)黃赤交角：赤道平面與黃道平面之間存在一個交角，叫黃赤交角，目前是23°26′。

（4）特點： 概括為“一軸兩面三角度”和“三個基本不變兩個變”。

2.影響：太陽直射點在南北回歸線之間的周期性往返運動。

(1)移動規律(北半球)

（2）周期：1回歸年，即365日5時48分46秒。

3、黃赤交角變化帶來的影響

知識點3：正午太陽高度角的變化

1．含義：正午12時的太陽高度。一天中太陽高度最大值出現在正午。

2．變化原因：黃赤交角的存在、太陽直射點的南北移動。

3．變化規律：

(1)緯度變化規律

從太陽直射點所在緯線分别向南北兩側遞減。

①夏至日：正午太陽高度由北回歸線向南北兩側遞減。

②冬至日：正午太陽高度由南回歸線向南北兩側遞減。

③春(秋)分日：正午太陽高度由赤道向南北兩側遞減。

(2)季節變化規律

4.計算

計算公式：H＝90°－兩點緯度差

特别說明：①H：觀測點的正午太陽高度。

②兩點：太陽直射點、觀測點。

③緯度差“同減異加”：若兩點在同一半球，用高緯度減去低緯度；若兩點分屬于南、北半球，用兩點的緯度求和。

如下圖所示：

當太陽直射B點(10°N)時，A點(30°N)正午太陽高度是HA＝90°－(30°－10°)＝70°。

當太陽直射B點(10°N)時，C點(23°26′S)正午太陽高度是HC＝90°－(10°＋23°26′)＝56°34′。

思考：“太陽高度”“正午太陽高度”“太陽直射”有何區别？

提示：太陽高度指入射光線與觀測者所在地平面的夾角。一日内最大的太陽高度才稱為正午太陽高度。太陽光線與地平面夾角為90°時，稱為太陽直射。

拓展：巧用對稱特點确定正午太陽高度

(1)緯度對稱性：與直射點所在緯度相差相同緯度的地點，正午太陽高度相同。

(2)季節對稱性：在太陽直射點的回歸運動過程中，兩次經過同一緯度時的兩天，正午太陽高度相同。

5、應用

(1)确定地方時

當某地太陽高度達一天中的最大值時，此時日影最短，當地的地方時是12時。

(2)确定房屋的朝向

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。

(3)判斷日影長短及方向

太陽高度越大，影子越短，太陽高度越小，影子越長。一天中日影的變化規律：日出最長逐漸變短(―――→)正午最短逐漸變長(―――→)日落最長，且日影方向與太陽方位相反。

(4)計算樓間距

一般來說，緯度較低的地區，樓間距較近；緯度較高的地區，樓間距較遠。解題關鍵是計算當地冬至日的正午太陽高度，并計算影長。以我國為例，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＝h·cotH。

(5)計算熱水器安裝角度：應使太陽能熱水器集熱面與太陽光線垂直，其傾角和正午太陽高度的關系為α＋h＝90°。

知識點4：晝夜長短的變化

1．晝夜長短的劃分

(1)晝弧、夜弧：晨昏線(圈)将緯線圈分成兩段，位于晝半球的部分叫晝弧，位于夜半球的部分叫夜弧。

(2)晝夜長短判斷晝弧等于夜弧：晝夜等長(晝弧短于夜弧：晝短夜長)

(3)晝夜長短反映日照時間的長短。

2．晝夜長短的變化

(1)赤道上：終年晝夜等長。

(2)春分日和秋分日：全球晝夜等長。

(3)北半球情況：（南半球相反。）

3．晝夜長短分布判讀技巧——抓“直射點位置”

太陽直射點在哪個半球，哪個半球就晝長夜短，且越向該半球的高緯度地區白晝時間越長。太陽直射點所在半球的極點周圍出現極晝現象。如下圖所示：

4．晝夜長短變化判讀技巧——抓“移動方向”

太陽直射點向哪個半球移動，哪個半球就晝變長夜變短；且緯度越高，晝夜長短變化幅度越大。如下圖所示：

5．晝夜長短的計算方法

(1)根據晝弧、夜弧求晝長、夜長(晝弧、夜弧的長短反映晝夜長短)：

晝長時數＝15°(晝弧度數)　； 夜長時數＝15°(夜弧度數)

(2)根據日出日落時間求晝長、夜長：

晝長＝日落時間－日出時間

＝(正午12時－日出時間)×2

＝(日落時間－正午12時)×2

夜長＝24時－晝長

(3)根據分布特點的相關性計算：

①相同緯度地區晝長相等、夜長相等。

②南北半球緯度數相同的地區晝夜長短對稱分布，即同一日期，北半球各地的晝長(夜長)與南半球同緯度數的夜長(晝長)相等。例如：同一日期50°N的晝長等于50°S的夜長。

6.晝夜長短變化的規律

(1)對稱規律：同一緯線上各地晝夜長短相同(同線等長)；南北半球同緯度晝夜長短相反。二分日前後間隔時間相同的兩日期，晝夜長短相反。二至日前後間隔時間相同的兩日期，晝夜長短相同。

(2)遞增規律：太陽直射點所在半球晝長夜短，且緯度越高，晝越長。另一半球相反。

(3)變幅規律：赤道處全年晝夜平分；緯度越高晝夜長短的變化幅度越大。

(4)極晝、極夜規律：極晝(極夜)的起始緯度＝90°－太陽直射點的緯度。緯度越高，極晝(極夜)出現的天數越多。

7.全球日出、日落方位

知識點5：五帶與四季的形成

1．五帶的形成

(1)成因或劃分依據：太陽輻射從低緯度向高緯度呈有規律遞減。

(2)五帶的劃分

2．四季的形成

(1)劃分(以北半球為例)

(2)四季變化的緯度差異

①溫帶地區：四季更替明顯。

②熱帶地區：全年氣溫較高，四季更替不明顯。

③寒帶地區：全年氣溫較低，四季更替也不明顯。

3．四季更替和五帶的成因

高考地理——地球自轉

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