地球公轉(zhuǎn)的地理意義講義
一、地球的公轉(zhuǎn)
1．運(yùn)動(dòng)軸心及軌道：
(1)軌道為黃道，是一個(gè)近似正圓的橢圓軌道
(2)太陽(yáng)位于橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上，地球有近日點(diǎn)（1月初）和遠(yuǎn)日點(diǎn)（7月初）之分
2．方向：自西向東，從北極上空看呈逆時(shí)針，從南極上空看呈順時(shí)針
3．周期：
(1)恒星年，公轉(zhuǎn)360°，365天6時(shí)9分10秒，是真正周期
(2)回歸年，太陽(yáng)直射點(diǎn)移動(dòng)一個(gè)周期，365天5時(shí)48分46秒，是日常所用周期
4．速度：
(1)位于近日點(diǎn)（1月初）時(shí)速度快，位于遠(yuǎn)日點(diǎn)（7月初）時(shí)速度慢。
(2)平均角速度為每日約10
(3)平均線(xiàn)速度為30千米/秒
二、地球自轉(zhuǎn)和地球公轉(zhuǎn)的關(guān)系——黃赤交角
1．概念：黃赤交角是地球自轉(zhuǎn)的赤道面與公轉(zhuǎn)的黃道面之間的夾角，目前是23°26′。如圖。
2．黃赤交角的影響：由于黃赤交角的存在，并且地軸在宇宙空間的方向不因季節(jié)而變化，因而，太陽(yáng)直射點(diǎn)相應(yīng)地在南北回歸線(xiàn)之間往返移動(dòng),稱(chēng)為太陽(yáng)直射點(diǎn)的回歸運(yùn)動(dòng)。如圖。
三、主要由地球公轉(zhuǎn)產(chǎn)生的地理意義：
太陽(yáng)直射點(diǎn)的移動(dòng)的影響，使地球表面接受到的太陽(yáng)輻射能量，因時(shí)因地而變化。這種變化可以用晝夜長(zhǎng)短和正午太陽(yáng)高度的變化定性描述。如圖。
（一）正午太陽(yáng)高度的變化
①太陽(yáng)光線(xiàn)對(duì)于地平面的交角，叫做太陽(yáng)高度角，簡(jiǎn)稱(chēng)太陽(yáng)高度（用H表示）。同一時(shí)刻正午太陽(yáng)高度由直射點(diǎn)向南北兩側(cè)遞減。因此，太陽(yáng)直射點(diǎn)的位置決定著一個(gè)地方的正午太陽(yáng)高度的大小。在太陽(yáng)直射點(diǎn)上，太陽(yáng)高度為90°，在晨昏線(xiàn)上，太陽(yáng)高度是0°。
②正午太陽(yáng)高度變化的原因：由于黃赤交角的存在，太陽(yáng)直射點(diǎn)的南北移動(dòng)，引起正午太陽(yáng)高度的變化。
③正午太陽(yáng)高度的緯度變化規(guī)律：正午太陽(yáng)高度就是一日內(nèi)最大的太陽(yáng)高度，它的大小隨緯度不同和季節(jié)變化而有規(guī)律地變化。
※正午太陽(yáng)高度的計(jì)算及應(yīng)用
計(jì)算公式：H＝90°－緯差
緯差是指某地的地理緯度與當(dāng)日太陽(yáng)直射點(diǎn)所在緯度之間的差值。直射點(diǎn)和所求地點(diǎn)同在南半球或北半球時(shí)用大數(shù)減小數(shù)，兩點(diǎn)分別在赤道南北兩側(cè)時(shí)兩數(shù)相加。
應(yīng)用：
①確定地方時(shí)。當(dāng)某地太陽(yáng)高度達(dá)一天中的最大值時(shí)，此時(shí)日影最短，當(dāng)?shù)氐牡胤綍r(shí)是12時(shí)。
②確定房屋的朝向。為了獲得更充足的太陽(yáng)光照，確定房屋的朝向與正午太陽(yáng)所在位置有關(guān)。在北回歸線(xiàn)以北地區(qū)，正午太陽(yáng)位于南方，房屋朝南；在南回歸線(xiàn)以南地區(qū)，正午太陽(yáng)位于北方，房屋朝北。
③判斷日影長(zhǎng)短及方向。正午太陽(yáng)高度越大，日影越短；正午太陽(yáng)高度角越小，日影越長(zhǎng)，且日影方向背向太陽(yáng)。
④根據(jù)正午太陽(yáng)高度判斷所在的地區(qū)，并進(jìn)而判斷該地區(qū)的其他地理特征。由于緯度差多少度，正午太陽(yáng)高度就差多少度。根據(jù)某地某日(二分二至日)正午太陽(yáng)高度，可判斷該地區(qū)緯度大小。
⑤計(jì)算樓距。為了使樓房底層獲得充足的太陽(yáng)光照，一般說(shuō)，緯度較低的地區(qū)，樓距較小，緯度較高的地區(qū)樓距較大。解題關(guān)鍵是計(jì)算當(dāng)?shù)囟寥盏奶?yáng)高度，并計(jì)算影長(zhǎng)。北回歸線(xiàn)以北地區(qū)建房時(shí)，為保證一樓全年均有光照，兩樓之間的最短距離與樓高的關(guān)系如右圖所示（H為冬至日當(dāng)?shù)氐恼缣?yáng)高度），L應(yīng)大于h•cotH。
⑥計(jì)算熱水器安裝角度。要最大限度地利用太陽(yáng)能資，應(yīng)該合理設(shè)計(jì)太陽(yáng)能熱水器的傾斜角度，使太陽(yáng)能熱水器集熱面與太陽(yáng)光線(xiàn)垂直，提高太陽(yáng)能熱水器的效率。集熱板與地面之間的夾角應(yīng)等于當(dāng)天正午太陽(yáng)高度的余角，如右圖所示，α＋H＝90°時(shí)效果最佳。
（二）晝夜長(zhǎng)短隨緯度和季節(jié)變化
(1)晝夜長(zhǎng)短的判讀
晨昏線(xiàn)將地球上的緯線(xiàn)分成晝弧和夜弧兩部分，晝弧和夜弧的長(zhǎng)短決定晝長(zhǎng)與夜長(zhǎng)�；￠L(zhǎng)15°為1小時(shí)。在日照?qǐng)D中，常常畫(huà)出經(jīng)線(xiàn)，上圖中相鄰兩條經(jīng)線(xiàn)經(jīng)度差為30°，地方時(shí)相差2小時(shí)。晝夜的時(shí)間長(zhǎng)短可通過(guò)讀經(jīng)度差數(shù)得出。
(2)晝夜長(zhǎng)短時(shí)空規(guī)律總結(jié)
①緯度分布規(guī)律總結(jié)：
a．赤道處始終晝夜平分；春分日、秋分日全球各地晝夜平分。
b．同一緯線(xiàn)上各點(diǎn)晝夜長(zhǎng)短相同；南北半球同緯度晝夜長(zhǎng)短相反。
c．太陽(yáng)直射點(diǎn)所在半球晝長(zhǎng)夜短，且緯度越高，晝?cè)介L(zhǎng)，另一半球相反。
d．太陽(yáng)直射點(diǎn)在赤道與南、北(南北回歸線(xiàn)之間)往返移動(dòng)，極晝、極夜現(xiàn)象范圍也經(jīng)歷了不斷擴(kuò)大、縮小的過(guò)程。
②季節(jié)變化規(guī)律圖示：(以北半球?yàn)槔?
(3)晝夜長(zhǎng)短與日出日落時(shí)刻
一個(gè)地區(qū)一天的日出和日落時(shí)間反映了該日的晝夜長(zhǎng)短狀況，一天中上午和下午的時(shí)間是等長(zhǎng)的，因此已知某地一天的晝長(zhǎng)可求出該日的日出、日落時(shí)間，其方法為：
日出時(shí)間＝12－晝長(zhǎng)/2 日落時(shí)間＝12＋晝長(zhǎng)/2
（三）四季更替
①?gòu)奶焖募荆合募揪褪且荒曛邪讜冏铋L(zhǎng)、正午太陽(yáng)高度最高的季節(jié)。以24節(jié)氣中的立春、立夏、立秋、立冬為起點(diǎn)。地球在公轉(zhuǎn)軌道上的運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生天氣和季節(jié)的有規(guī)律變化，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中農(nóng)民依此進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，有如：“谷雨前后種瓜點(diǎn)豆”的諺語(yǔ)。
黃赤交角是影響天四季的直接原因。這是因?yàn)椋?br>正午太陽(yáng)高度隨緯度分布是：低緯大而高緯小，春秋二分，從赤道向兩極遞減；夏至日，從北回歸線(xiàn)向南北兩側(cè)遞減；冬至日，從南回歸線(xiàn)向南北兩側(cè)遞減。隨季節(jié)變化是：北回歸線(xiàn)以北，夏至日前后正午太陽(yáng)高度達(dá)最大值，冬至日前后達(dá)最小值。南回歸線(xiàn)以南則相反。南北回歸線(xiàn)之間地帶，太陽(yáng)每年直射兩次。
②氣候四季包含的月份。春（3、4、5月）、夏（6、7、8月）、秋（9、10、11月）、冬（12、1、2月）
③西方四季：春分、夏至、秋分、冬至為起點(diǎn)。比我國(guó)天四季晚一個(gè)半月。
（四）五帶劃分：以地表獲得太陽(yáng)熱量的多少劃分熱帶、溫帶、寒帶。
熱帶：南北回歸線(xiàn)之間有太陽(yáng)直射機(jī)會(huì)，接受太陽(yáng)輻射最多。
溫帶：回歸線(xiàn)與極圈之間，受熱適中，四季明顯。
寒帶：極圈與極點(diǎn)之間，太陽(yáng)高度角低，有極晝、極夜現(xiàn)象
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