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二轮复习知识大串讲系列(二)——地球运动及其影响

 皓皓001 2012-02-28

复习线索

【线索一】从宇宙环境看地球

从宏观层面认识地球所处的宇宙环境,是理解地球运动及其意义的基础和前提,其核心包括两个方面:一是地球在太阳系中的位置及其特殊性(生命物质的存在);二是从日地关系的角度了解太阳对地球的影响。

【线索二】地球运动的特点——黄赤交角及其影响

黄赤交角反映了地球自转与公转的关系,是地球运动的最主要特点,是认识和理解地球运动意义的关键所在。抓住黄赤交角进行据因索果、由此及彼的判断推理是该专题最主要的一条思维线索。

1)黄赤交角及其影响

黄赤交角是指黄道平面(地球公转轨道面)与赤道平面的夹角,目前黄赤交角为23°26′。黄赤交角的存在使得太阳直射点在南北回归线之间往返移动,进而引起昼夜长短、正午太阳高度随纬度和季节有规律的变化,最终形成了同一地区的季节更替和全球五个热量带。

2)黄赤交角变化带来的影响:①黄赤交角(回归线度数)+极圈度数=90°;②黄赤交角变化与五带范围:黄赤交角变小→回归线度数变小、极圈度数变大→太阳直射范围、极昼极夜范围缩小→热带、寒带范围缩小,温带范围扩大;③黄赤交角变化与昼夜长短:黄赤交角变大→中低纬度地区夏半年昼变长,冬半年昼变短,昼夜长短变化幅度将变大;两极地区出现极昼、极夜的范围将扩大;④黄赤交角变化与正午太阳高度:黄赤交角变小→中纬度地区正午太阳高度夏半年变小,冬半年变大→正午太阳高度的年变化减小。

【线索三】光照图与地球运动的地理意义

光照图是地球运动特点和地理意义的信息载体。对光照图中的点、线、面位置关系的判断与解读可以确定时间(时刻、日期、季节)、角度(黄赤交角、直射点、正午太阳高度)、昼夜长短(昼夜分布与变化)。下面以光照图中的点、线、面位置关系为线索揭示一些核心问题:

1)四个点

①直射点。计算正午太阳高度:正午太阳高度=90°- 纬度差(所在纬度与直射点纬度的差);判断昼夜长短:就南北半球而言,太阳直射的半球昼长夜短,纬度越高昼越长,且该半球有极昼现象;判断时间:太阳直射点所在经线的地方时为12时,为昼半球的中央经线。

②晨昏线与赤道的交点。赤道上始终昼夜平分,晨线与赤道交点的地方时为6时,昏线与赤道交点的地方时是18时。

③晨昏线与纬线的切点:晨昏线与纬线有两个切点,分别是出现极夜、极昼现象的最低纬度,其所在的经线分别是昼半球、夜半球的中分线,地方时分别为12:000:00

④晨昏线与纬线的交点:晨昏线把所在纬线分为昼弧和夜弧,两个交点的地方时分别是该纬线的日出、日落时间,由此可以计算该纬线的昼长或夜长。

2)三个角

①正午太阳高度角:太阳高度表示太阳光线与当地地平面所成的夹角,正午太阳高度就是一日当中最大的太阳高度,即地方时12:00的太阳高度。同一日,正午太阳高度由太阳直射点向南北两侧递减。同一纬度,正午太阳高度的大小随季节而变化。北回归线及其以北地区夏至日正午太阳高度达到一年中最大值,冬至日最小;南回归线及其以南地区冬至日正午太阳高度达到一年中最大值,夏至日最小;南北回归线之间的地区一年中有两次直射。

②晨昏线与经线的夹角:在二分日时,晨昏线与经线圈重合。其他日期晨昏线与经线斜交,其夹角与直射点的纬度值相等,由此可确定太阳直射点的位置,进而推算发生极昼、极夜现象的最低纬度。

③太阳光线与晨昏圈的夹角:太阳光线与晨昏圈平面始终垂直。利用这一特点可判断日出、日落方位,太阳直射北半球时,全球(极昼、极夜区除外)东北方向日出,西北方向日落;太阳直射南半球时,全球(极昼、极夜区除外)东南方向日出,西南方向日落;二分日时全球正东方向日出,正西方向日落。

查漏补缺

1.有关地球运动的四组概念辨析

1)近日点、冬至日和远日点、夏至日

从时间上看:近日点为1月初,冬至日为1222左右;远日点为7月初,夏至日为622左右。在公转轨道上的位置不同:近日点的位置较冬至日靠东,远日点的位置较夏至日靠东。

2)昼夜现象、昼夜更替和昼夜长短

昼夜现象——地球是一个不透明、不发光的球体,向阳的一面为昼半球,背对太阳的一面为夜半球。

昼夜交替——由于地球的自转,昼半球、夜半球处于不断的交替之中。昼夜交替的周期就是一个太阳日,即24小时。

昼夜长短——因黄赤交角的存在,即地球“斜着身子”绕太阳转,故不同纬度的昼夜长短随季节而产生周期性变化。

3)自然日界线和人为日界线

自然日界线——0点经线,时间不变,位置在变。0点经线是昨天与今天的自然分界线,它随地球自转不断变化,0点经线向东为今天,向西为昨天。

人为日界线——180°经线,时间在变,位置不变。原则上规定以180°经线作为“今天”和“昨天”的分界线,它是一条人为日界线,自西向东过日界线要减一天,自东向西过日界线要加一天。当0点经线与180°经线重合时,即180°经线的地方时为0点时,此时全球为一个日期。

 

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4)太阳高度与正午太阳高度

太阳高度:太阳高度角的简称,表示太阳光线与当地地平面所成的夹角,即看太阳的仰角。正午太阳高度:一天中太阳最高时的太阳高度,即当地正午时的太阳高度。

一天中,太阳高度从日出开始由0°增大,至正午时分达到最大;之后,又开始减小,直至日落时变为0°。同一时刻,太阳高度由太阳直射点向南北两侧递减。太阳直射点所在纬线上的正午太阳高度最大,为90°。

2.地球运动学习中常见的三个误区

1)地球位于近日点时,我国多数地方夏日炎炎。

不正确。季节划分不是根据日地距离而定的,地球的公转轨道是一个近似圆形的椭圆,近日点与远日点的距离差异较小,并不会对地球获得的太阳辐射量造成太大的影响。太阳直射点的位置是导致南北半球季节差异的主要原因。近日点(1月初)时,太阳直射南半球,我国各地昼长较短、正午太阳高度较低,地面获得的太阳辐射较少,为冬季。

2)晨线上地方时为6:00,昏线上地方时为18:00

不正确。二分日时,全球各地昼夜平分,晨线上各地地方时为6:00,昏线上各地地方时为18:00。春秋分日以外的其他日期,只有赤道与晨昏线交点的地方时为6001800

3)地球上偏东的地点早看到日出。

不一定。由于地球自转,在同一纬度地区,相对位置偏东的地点要比偏西的地点时刻要早。但因不同纬度的各地昼长不同,并非偏东的地点就能早看到日出,如下图所示:B点较A点位置偏东,但A点早已日出,而B点仍处于黑夜。

 

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3.地球运动类试题解题方法点拨

1)光照图还原法

将陌生的局部图、变式图转化为常规图形是光照图判读的常用思路。对于各种变式图,选准角度画一张常规图寻找对应的点、线、面,可以化难为易。如甲图表示北半球某区域,a为纬线,b为晨昏线。b线中M点纬度值最大,NP两点纬度值相等。若图示区域为夏半年,QR两点相距60个经度,且R点为30°E。求此时北京时间。该题提供的图形线条简洁,问题抽象,往往让人无所适从。其实我们只要将其转换为乙图,找出对应的点、线,空间、时间信息就一目了然。

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2)借助数学思维解决运动难题

 

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地球运动中的空间概念、时间计算、昼夜长短、正午太阳高度等数学思维特点显著,在解题中借助数学方法解决地球运动的计算、分析类问题往往能化繁为简。以黄赤交角大小与昼夜长短的关系为例,北半球夏至日时,当黄赤交角为目前的23°26′时,太阳光线为a,对应晨线为m,北半球中低纬度昼长与夜长分别为AA′;当黄赤交角变小时,太阳光线为b,对应晨线为n,昼长与夜长分别为BB′。比较发现: BAB′>A′,即黄赤交角变小,夏至日时北半球中低纬度昼变短,夜变长;A/ A′>B/ B′,即黄赤交角变小,北半球中低纬度昼长与夜长的比值减小。同理,黄赤交角变小,该日(北半球夏至日)南半球中低纬度昼变长,夜变短,昼长与夜长比值增大。

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