【高中地理】选择性必修1 《自然地理基础》第一章 第二节 02 地球公转的地理意义

第一章 地球的运动 

第二节   地球运动的地理意义

地球公转的地理意义

一、昼夜长短和正午太阳高度的变化

1、成因：太阳直射点的移动，使太阳辐射在地表的分布因时因地而变化。这种变化可以用昼夜长短和正午太阳高度的变化来描述。

2、特点：昼夜长短反映日照时间的长短：正午太阳高度是一日内最大的太阳高度，反映太阳辐射的强弱。

二、昼夜长短的变化

1、昼弧和夜弧：晨昏线把所经过的纬线分割成昼弧和夜弧。如果昼弧比夜弧长，则白昼长、黑夜短：反之，则黑夜长、白昼短。

2、变化规律（以北半球为例）。

(1)昼变长、夜变短不等于昼长夜短。例如，北半球昼变长说明太阳直射点向北移，若太阳直射南半球，此时北半球昼短夜长。

(2)太阳直射点的纬度越高，地球上各地昼夜相差越大，出现极昼和极夜的范围越大。

(3)同一条纬线上各地同一天的昼夜长短相等同一条纬线（除赤道外）上各地的昼夜长短在一年中有两天相同，这两天近似关于夏至日（或冬至日）对称。

三、正午太阳高度的变化

1.太阳高度：太阳光线与地平面的交角。

2.正午太阳高度：一日内最大的太阳高度，反映太阳辐射的强弱。

3.正午太阳高度的空间（纬度）变化规律

由太阳直射点所在纬线向南、北两侧递减。

4.正午太阳高度的时间（季节）变化规律（以北半球为例）

（1）夏至：

最大值地区：北回归线及其以北地区

最小值地区：南半球

（2）冬至：

最大值地区：南回归线及其以南地区

最小值地区：北半球

（3）春分、秋分：

最大值地区：赤道

最小值地区：极点

提示   逐渐增大。

[重要提醒]

①同一条纬线上正午太阳高度相同；

②与太阳直射点所在纬线纬度差相等的两条纬线上的正午太阳高度相同；

③若某地太阳高度为90°，则说明此时该地的地方时为正午12时，该地，点为太阳直射点。

四、四季更替和五带划分

1.四季更替

(1)成因：由于昼夜长短和正午太阻高度的时空变化，太阳辐射在一年中呈现有规律的变化。

(2)四季更替

①天文四季

夏季：一年内白昼最长，正午太阳高度最高的季节

冬季：一年内白昼最短，正午太阳高度最低的季节

春季和秋季：冬、夏季节的过渡季节

②气候四季(北温带)

春季：3、4、5月

夏季：6、1、8月

秋季：9,10、11月

冬季：12、1,2月

2.五带划分

(1)划分依据：太阳辐射从低纬度向高纬度呈有规律递减。

(2)划分：以南北回归线和南北极圈为界，划分为热带、北温带、南温带、北寒带和南寒带。

【问题思考】

若黄赤交角的度数变为20°，则五带的范围将如何变化？

提示  热带、寒带范围变小，温带范围变大。

四季更替的纬度差异

【总结归纳】

1.昼夜长短的判断

(1)昼夜长短的变化规律

①太阳直射点位置决定昼夜长短。

太阳直射点在哪个半球，哪个半球昼长夜短，且该半球纬度越高，白昼时间越长。

②太阳直射点移动方向决定昼夜长短变化。

太阳直射点向哪个半球移动，哪个半球昼变长夜变短，且纬度越高，昼夜长短变化幅度越大。以北半球为例，说明太阳直射点的移动与昼夜长短变化的关系。

(2)从晨昏线的倾斜看昼夜长短的纬度变化

①北半球夏半年（图1）。
北半球各地昼长夜短，且纬度越高，昼越长，夜越短，北极附近出现极昼现象：南半球相反。

夏至日时，北半球各地昼长达一年中最大值，北极圈及其以北地区出现极昼，此时极昼范围达最大：南半球相反。

②春秋分日（图2）。

全球昼夜等长，均为12小时，极地地区无极昼极夜现象。③北半球冬半年（图3)

北半球各地昼短夜长，且纬度越高，昼越短，夜越长，北极附近出现极夜现象：南半球相反。

冬至日时，北半球各地夜长达一年中最大值，北极圈及其以北地区出现极夜，此时极夜范围达最大：南半球相反。

(3)极昼与极夜范围的确定方法

若某日太阳直射点的纬度为α，则该日发生极昼、极夜的最低纬度为ø=90°一（如下图所示）。如：太阳直射10°N,则这一天发生极昼的范围为80N及其以北地区，发生极夜的范围为80°S及其以南地区。

2.昼夜长短的计算方法

(1)根据昼弧或夜弧的长度进行计算

昼（夜）长时数=昼（夜）弧度数/15°。

(2)根据日出或日落时间进行计算

地方时正午12时把一天的白昼平分成相等的两份，如下图所示：

昼长时数=(12一日出时间)×2=（日落时间一12）×2。

夜长时数=（日出时间-0）×2=(24一日落时间)×2。

(3)根据分布特点进行计算

①同纬度各地的昼长相等，夜长相等。

②南北半球纬度数相同的地区昼夜长短对称分布，即同一日期，北半球各地的昼长（夜长）与南半球同纬度数的夜长（昼长）相等。例如：40N的昼长等于40°S的夜长。

3.正午太阳高度的纬度变化规律

同一时刻，正午太阳高度由太阳直射点所在纬度向南北两侧递减。地球上，同一纬线上正午太阳高度相等，直射点所在纬线上的正午太阳高度最大(90)，如下图所示：

夏至日：正午太阳高度由北回归线向南北两侧递减。

冬至日：正午太阳高度由南回归线向南北两侧递减。

春秋分日：正午太阳高度由赤道向南北两侧递减。

根据正午太阳高度纬度数值“远小近大”的特点，可以得出正午太阳高度的计算公式为正午太阳高度=90°一两点纬度差。“两点”是指所求地点与太阳直射点。两点纬度差的计算遵循“同减异加”原则，即两点同在北（南）半球，则两点纬度数“大数减小数”，两点分属不同半球，则两点纬度相加。

2.正午太阳高度的季节变化规律

同一地点，正午太阳高度随着季节变化作有规律的变化。其数值具有“来增去减”的特点，即直射点向本地所在纬线移来，则正午太阳高度增大，移去则减小。如下图所示：

各纬度变化具体如下：

图示法记忆不同纬度地区正午太阳高度的变化幅度（年正午太阳高度最大差值）

3.正午太阳高度的应用

(1)确定地方时

当某地太阳高度达一天中的最大值时，此时日影最短，当地的地方时是12时。

(2)确定房屋的朝向

在北回归线以北地区，正午太阳位于南方，房屋朝南：在南回归线以南地区，正午太阳位于北方，房屋朝北。

(3)判断日影长短及方向

太阳高度越大，影子越短，太阳高度越小，影子越长。一天中日影的变化规律是日出最长逐渐变短正午最短逐渐变长日落最长，且日影方向与太阳方向相反。

(4)计算楼距

一般来说，纬度较低的地区，楼距较近：纬度较高的地区，楼距较远。解题关键是计算当地冬至日的正午太阳高度，并计算影长。以我国为例（见下图），南楼高度为h,该地冬至日正午太阳高度为H,则最小楼间距L为：L=h'cotH。

(5)计算热水器安装角度

应使太阳能热水器集热面与太阳光线垂直。其倾角和正午太阳高度角的关系为a+h=9°0(如下图)。