考点一 地球公转特征与黄赤交角 1.公转特征 (1)方向:自西向东。在判读地球公转轨道示意图时,无论其公转方向是顺时针还是逆时针,均为自西向东。当地球公转方向为逆时针时,地球的地轴上端指向北;反之上端指向南,下端指向北。 (2)周期(一恒星年):365日6时9分10秒。 (3)速度 2.黄赤交角及其影响 (1)黄赤交角 (2)影响:引起太阳直射点在南北回归线之间往返运动。 对黄赤交角内涵的深度挖掘 (1)“一轴两面三角度” “一轴”指地轴;“两面”指黄道平面和赤道平面;“三角度”指黄道平面和赤道平面的夹角为23°26′;地轴与黄道平面的夹角为66°34′;地轴与赤道平面的夹角为90°。 (2)“三个基本不变” 指地球在运动过程中,地轴的空间指向基本不变,北极始终指向北极星附近;黄赤交角的大小基本不变,约保持23°26′;地球运动的方向不变,总是自西向东。 2.与黄赤交角相关的几组数据关系 理解黄赤交角变化带来的影响,关键是弄清几组数据间的关系。如图: (1)黄赤交角=回归线的度数。 (2)黄赤交角与极圈度数互余。 (3)黄赤交角=晨昏线与地轴的最大夹角。 3.黄赤交角变化的影响 考点二 昼夜长短的变化规律及其计算 (1)图1太阳直射南回归线(纬线),此时全球昼夜长短的分布规律是北半球昼短夜长,纬度越高,昼越短夜越长,北极圈内出现极夜;南半球相反;赤道昼夜平分。 (2)图2太阳直射赤道(纬线),此时全球昼夜长短的分布规律是全球昼夜平分。 (3)图3太阳直射北回归线(纬线),此时全球昼夜长短的分布规律是北半球昼长夜短,纬度越高,昼越长夜越短,北极圈内出现极昼;南半球相反;赤道昼夜平分。 (4)图1—图2—图3,全球昼夜长短的变化规律:北半球白昼逐渐变长,由最短变为最长,黑夜逐渐变短,由最长变为最短;南半球相反。 昼夜长短变化规律 (1)季节变化规律 春、秋分日全球各地均昼夜等长,且距春分(秋分)日越近的日期,昼夜长短差值越小。 (2)纬度分布规律 ①对称规律:南北半球纬度数相同的地区昼夜长短“对称”分布,即北半球各地的昼长与南半球相同纬度的夜长相等,例如23°26′N的昼长等于23°26′S的夜长。 ②递增规律:太阳直射点所在半球昼长夜短,且纬度越高,昼越长。另一半球昼短夜长,且纬度越高,夜越长。 ③变幅规律:赤道处全年昼夜平分;纬度越高,昼夜长短的变化幅度越大。 ④极昼、极夜规律:极昼(极夜)的起始纬度=90°—太阳直射点的纬度。纬度愈高,极昼(极夜)出现的天数愈多。 ⑤昼夜长短状况规律:太阳直射在哪个半球,哪个半球就昼长夜短,且越向该半球高纬白昼时间越长。与太阳直射点的移动方向无关。 太阳向哪个半球(南、北)移动,哪个半球的昼将变长,夜将变短;且纬度越高,昼夜长短的变化幅度越大。 昼夜长短的计算 (1)根据某纬线的昼弧或夜弧特点进行计算 昼(夜)长时数=昼(夜)弧度数/15° (2)根据日出或日落时间特点进行计算。 地方时正午12时把一天的白昼平分成相等的两份。 ①昼长时数=(12-日出时间)×2=(日落时间-12)×2=日落时间-日出时间 ②夜长时数=(日出时间-0)×2=(24-日落时间)×2 (3)根据纬度的分布特点进行计算 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,即北半球各地的昼长(夜长)与南半球同纬度地区的夜长(昼长)相等。例如,30°N的昼长等于30°S的夜长,如图。 考点三 正午太阳高度的变化规律及其计算 读下图,回忆以下知识。 (1)由图可知,同一时刻,正午太阳高度由太阳直射点向南北两侧递减。 (2)冬至日,太阳直射南回归线 ,南回归线及其以南地区正午太阳高度达一年中最大值,北半球各纬度地区正午太阳高度达一年中最小值。 (3)春秋分日,太阳直射赤道,赤道上正午太阳高度为90°,两极点正午太阳高度为0°。 (4)夏至日,太阳直射北回归线,北极圈内出现极昼现象,北极点的正午太阳高度为23°26′,此时南极圈的正午太阳高度为0°。 (5)南北回归线之间,每年有两次太阳直射。 正午太阳高度的变化规律 1.空间变化规律 (1)文字描述:从太阳直射点所在纬线分别向南北两侧递减;离直射点距离越近(纬度差越小),正午太阳高度越大。 (2)图形描述 (3)特别说明 ①同线相等规律:同一纬线上正午太阳高度相等。 ②对称规律:以直射点所在纬线为对称轴南北对称的两条纬线,正午太阳高度相等。 2.季节变化规律 (2)图形描述 3.正午太阳高度的年变化规律 (1)南北回归线之间:纬度越高,正午太阳高度变化幅度越大(由23°26′增大到46°52′),赤道上为23°26′,回归线上为46°52′。 (2)回归线至极圈之间:各纬度正午太阳高度变化幅度相同(均为46°52′)。 (3)极圈以内陆区:纬度越高,正午太阳高度变化幅度越小(由46°52′减小到23°26′),极圈上为46°52′,极点上为23°26′。 正午太阳高度的计算方法 1.公式法 正午太阳高度=90°—纬度差,其中纬度差为太阳直射点与观测点之间相差的纬度数。若两点在同一半球,该纬度差即为两纬度数之差;若不在同一半球,则为二者纬度数之和。 2.图示法 如图所示,太阳直射10°N,A地(42°N)、B地(23°26′N)、C地(23°26′S)三地的正午太阳高度分别为90°减三地与太阳直射点的纬度差(a、b、c)。 A地正午太阳高度=90°-a=90°-(42°-10°)=58° B地正午太阳高度=90°-b=90°-(23°26′-10°)=76°34′ C地正午太阳高度=90°-c=90°-(23°26′+10°)=56°34′ 正午太阳高度的应用分析 1.计算地方时 一天中太阳高度达最大时,地方时为12时;春、秋分时,太阳高度为0°的地方地方时为6时或18时;任何一天赤道上太阳高度为0°的地方地方时为6时或18时。 2.确定房屋的朝向 为了获得充足的太阳光线,确定房屋的朝向时应考虑正午太阳所在位置。在北回归线以北地区,正午太阳位于南方,房屋多朝南;在南回归线以南地区,正午太阳位于北方,房屋多朝北。 3.推断正午日影长短 正午太阳高度越大,日影越短;正午太阳高度越小,日影越长。 4.确定当地的地理纬度 根据正午太阳高度计算公式可计算出地理纬度。此外纬度差多少,正午太阳高度就差多少。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。 5.推算楼间距 为了更好地保证各楼层都有良好的采光,楼与楼之间应当保持适当距离。为了获得充足的日照,一般来说,纬度较低的地区,楼间距较小;纬度较高的地区,楼间距较大。以我国为例,如下图所示,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=h·cotH。 6.计算太阳能热水器安装角度 (1)热水器与地面的倾角:为最大限度地利用太阳能资源,太阳能热水器与地面的夹角等于该地与太阳直射点所在地的纬度差,如右图中α=纬度差。 例如,北纬40°在夏至日时太阳能热水器与地面的倾角应该调整为40°-23°26′,在冬至日时倾角应该调整为40°+23°26′。 (2)一年内调整的幅度:即正午太阳高度的年变化幅度。 ①南、北回归线之间的地区,年变化幅度ΔH=23°26′+Φ(Φ为当地纬度);②回归线与极圈之间的地区,年变化幅度恒为46°52′;③从极圈到极点之间的地区,年变化幅度从46°52′逐渐降低至23°26′。 考点四 太阳周日视运动 读某地二分二至日太阳视运动示意图,回答问题。 (1)该地位于北(南、北)半球。 (2)该地的夏至日的太阳视运动为轨迹①,该日日出东北,日落西北(极昼、极夜地区除外)。 (3)该地的春秋分日的太阳视运动为轨迹②,该日日出正东,日落正西。 (4)该地的冬至日的太阳视运动为轨迹③,该日日出东南,日落西南(极昼、极夜地区除外)。 日出日落方位规律 (1)非极昼极夜区。日出日落方位与太阳直射点位置相关,即直射点在北半球时,日出东北、日落西北;直射点在南半球时,日出东南、日落西南。 (2)极昼区。北半球极昼区,日出正北、日落正北;南半球极昼区,日出正南、日落正南。 正午太阳方位规律:①北回归线以北,全年正午太阳都在南方天空;②南回归线以南,全年正午太阳都在北方天空;③南北回归线之间,正午太阳有时在天顶、有时在南方天空、有时在北方天空。
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