逍遥学能 2013-07-16 16:07
地球公转的地理意义讲义
一、地球的公转
1．运动轴心及轨道：
(1)轨道为黄道，是一个近似正圆的椭圆轨道
(2)太阳位于椭圆的一个焦点上，地球有近日点（1月初）和远日点（7月初）之分
2．方向：自西向东，从北极上空看呈逆时针，从南极上空看呈顺时针
3．周期：
(1)恒星年，公转360°，365天6时9分10秒，是真正周期
(2)回归年，太阳直射点移动一个周期，365天5时48分46秒，是日常所用周期
4．速度：
(1)位于近日点（1月初）时速度快，位于远日点（7月初）时速度慢。
(2)平均角速度为每日约10
(3)平均线速度为30千米/秒
二、地球自转和地球公转的关系——黄赤交角
1．概念：黄赤交角是地球自转的赤道面与公转的黄道面之间的夹角，目前是23°26′。如图。
2．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,称为太阳直射点的回归运动。如图。
三、主要由地球公转产生的地理意义：
太阳直射点的移动的影响，使地球表面接受到的太阳辐射能量，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定性描述。如图。
（一）正午太阳高度的变化
①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°。
②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。
③正午太阳高度的纬度变化规律：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。
※正午太阳高度的计算及应用
计算公式：H＝90°－纬差
纬差是指某地的地理纬度与当日太阳直射点所在纬度之间的差值。直射点和所求地点同在南半球或北半球时用大数减小数，两点分别在赤道南北两侧时两数相加。
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。为了获得更充足的太阳光照，确定房屋的朝向与正午太阳所在位置有关。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。正午太阳高度越大，日影越短；正午太阳高度角越小，日影越长，且日影方向背向太阳。
④根据正午太阳高度判断所在的地区，并进而判断该地区的其他地理特征。由于纬度差多少度，正午太阳高度就差多少度。根据某地某日(二分二至日)正午太阳高度，可判断该地区纬度大小。
⑤计算楼距。为了使楼房底层获得充足的太阳光照，一般说，纬度较低的地区，楼距较小，纬度较高的地区楼距较大。解题关键是计算当地冬至日的太阳高度，并计算影长。北回归线以北地区建房时，为保证一楼全年均有光照，两楼之间的最短距离与楼高的关系如右图所示（H为冬至日当地的正午太阳高度），L应大于h•cotH。
⑥计算热水器安装角度。要最大限度地利用太阳能资，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。集热板与地面之间的夹角应等于当天正午太阳高度的余角，如右图所示，α＋H＝90°时效果最佳。
（二）昼夜长短随纬度和季节变化
(1)昼夜长短的判读
晨昏线将地球上的纬线分成昼弧和夜弧两部分，昼弧和夜弧的长短决定昼长与夜长。弧长15°为1小时。在日照图中，常常画出经线，上图中相邻两条经线经度差为30°，地方时相差2小时。昼夜的时间长短可通过读经度差数得出。
(2)昼夜长短时空规律总结
①纬度分布规律总结：
a．赤道处始终昼夜平分；春分日、秋分日全球各地昼夜平分。
b．同一纬线上各点昼夜长短相同；南北半球同纬度昼夜长短相反。
c．太阳直射点所在半球昼长夜短，且纬度越高，昼越长，另一半球相反。
d．太阳直射点在赤道与南、北(南北回归线之间)往返移动，极昼、极夜现象范围也经历了不断扩大、缩小的过程。
②季节变化规律图示：(以北半球为例)
(3)昼夜长短与日出日落时刻
一个地区一天的日出和日落时间反映了该日的昼夜长短状况，一天中上午和下午的时间是等长的，因此已知某地一天的昼长可求出该日的日出、日落时间，其方法为：
日出时间＝12－昼长/2 日落时间＝12＋昼长/2
（三）四季更替
①从天四季：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、立夏、立秋、立冬为起点。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。
②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）
③西方四季：春分、夏至、秋分、冬至为起点。比我国天四季晚一个半月。
（四）五带划分：以地表获得太阳热量的多少划分热带、温带、寒带。
热带：南北回归线之间有太阳直射机会，接受太阳辐射最多。
温带：回归线与极圈之间，受热适中，四季明显。
寒带：极圈与极点之间，太阳高度角低，有极昼、极夜现象