地球概論四季和五帶PPT學(xué)習(xí)課件

1、第第8節(jié)節(jié) 四季和五帶四季和五帶 1、形成四季和五帶的根本原因是黃赤交角。 2、由于黃赤交角，使太陽(yáng)周年運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)為對(duì)于天赤道的回歸運(yùn) 動(dòng)。 3、回歸線：太陽(yáng)回歸運(yùn)動(dòng)的南北界線 4、回歸年：太陽(yáng)回歸運(yùn)動(dòng)的周期 5、晨昏線（圈）：分緯線（圈）為晝弧和夜弧二部分，晝弧和 夜弧的弧長(zhǎng)，決定該地晝長(zhǎng)和夜長(zhǎng)：每15折合1小時(shí)。 一、一、 太陽(yáng)回歸運(yùn)動(dòng)和太陽(yáng)赤緯的周年變化太陽(yáng)回歸運(yùn)動(dòng)和太陽(yáng)赤緯的周年變化 北極圈 北極 南極 （距北極2326） 6634N 夏至陽(yáng)光夏至陽(yáng)光 冬至陽(yáng)光冬至陽(yáng)光 赤道夜晝 南回歸線 北回歸線 6634S 距南極2326 夏至晨昏圈夏至晨昏圈 冬至晨昏線冬至晨昏線 南極圈 . .

2、天體的周日圈，就是該天體所 在的赤緯圈。不同赤緯的天體， 有不同的出沒(méi)時(shí)刻（與方位）和 中天高度。太陽(yáng)赤緯的變化，影 響各地的晝夜長(zhǎng)短和正午太陽(yáng)高 度的大小，二者都是季節(jié)變化的 主要因素。 圖4-1 回歸線和極圈 圖4-2 解球面三角形，由太陽(yáng)黃經(jīng)（）求知太陽(yáng)赤緯（） 1 2 M 1=2；1=90；23=90 3（kp?。?2326 3 按照球面三角形的余弦公式： cosa=cosbcoscsinbsinccosA 查表可知：cos90=0; sin90=1 把上列數(shù)值代入余弦公式，即得 cos(90-) =coscos90sinsn90cos(90) 即sin=sinsin sin=0.4s

3、in 任何時(shí)候，太陽(yáng)赤緯總是等于太陽(yáng)直射點(diǎn)緯度。 太陽(yáng)赤緯決定：晝夜長(zhǎng)短和正午太陽(yáng)高度 二十四節(jié)氣按太陽(yáng)黃經(jīng)劃分，其更重要的區(qū)別在于太陽(yáng)赤緯的不同 二、 太陽(yáng)回歸運(yùn)動(dòng)與地球公轉(zhuǎn) P96 根據(jù)太陽(yáng)黃經(jīng)求知所對(duì)應(yīng)的太陽(yáng)赤緯：sin=0.4sin 太陽(yáng)回歸運(yùn)動(dòng)的根本原因，是地球公轉(zhuǎn)的南北分量。1.2億千米；4652 圖4-3 黃赤交角的確切含義是黃道（軌道）面對(duì)于赤道面的傾 斜。如以地球自轉(zhuǎn)的方向?yàn)橄驏|，那么，地球在向東公轉(zhuǎn)的同 時(shí)，還有其南北的分量，造成太陽(yáng)直射點(diǎn)的南北移動(dòng)。 圖4-4地球公轉(zhuǎn)的南北分量 造成地球和太陽(yáng)的回歸運(yùn)動(dòng)。 圖4-5 地球軌道運(yùn)動(dòng)的南北分量 地球從軌道的最北點(diǎn)到最南點(diǎn)， 約

4、為軌道周長(zhǎng)的一半（4.7億km），兩 點(diǎn)間的直線距離約3億km。（軌道平 均直徑），其中有向南北分量為： 3億kmsin2326 =1.2億km. 晝夜長(zhǎng)短 P98 一、 晝夜長(zhǎng)短概說(shuō) 1、晨昏線：晝夜兩半球之間的分界線。各地晝夜長(zhǎng)短， 因晨昏圈隨太陽(yáng)直射點(diǎn)的移動(dòng)而發(fā)生變化 2、晝夜交替 3、原因：自轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn) 不自轉(zhuǎn)不公轉(zhuǎn),晨昏圈空間位置不變,地球上位置不變。 只自轉(zhuǎn)不公轉(zhuǎn),晨昏圈空間位置不變,地球上位置變,周期1恒星日。 只公轉(zhuǎn)不自轉(zhuǎn),晨昏圈空間位置變,地球上位置不變,周期1恒星年,反針轉(zhuǎn)。 自轉(zhuǎn)公轉(zhuǎn),晨昏圈空間位置變,地球上位置變,晨昏圈反針轉(zhuǎn)59/天,周期1太陽(yáng)日。 思考思考 半晝弧公式

5、 地平圈分太陽(yáng)周日圈（赤緯圈）為晝弧和夜弧兩部分。cost=-tgtg （半晝弧公 式） （式中的和皆以北半球?yàn)檎?，南半球?yàn)樨?fù)）此公式表明， 決定晝夜長(zhǎng)短有兩個(gè)因素： 當(dāng)?shù)氐乩砭暥群彤?dāng)時(shí)的太陽(yáng)赤緯（即太陽(yáng)直射點(diǎn)緯度）。 前者是空間因素，即地理因素；后者是時(shí)間因素，即季節(jié)因素。 簡(jiǎn)言之：晝夜長(zhǎng)短因緯度而不同，因季節(jié)而變化 晝夜等長(zhǎng)條件：t = 90,cost = 0, 若： 在赤道上 終年晝夜等長(zhǎng)。 在 春秋二分時(shí)，全球晝夜等長(zhǎng)回歸線：太陽(yáng)回歸運(yùn)動(dòng)的南北界線 晝長(zhǎng)夜短條件：，同號(hào)（+；）（太陽(yáng)直射半球） 晝短夜長(zhǎng)條件：，異號(hào)（+；+）（非太陽(yáng)直射半球） 極晝(極夜)條件： = ； =( ) 二、

6、 晝夜長(zhǎng)短的緯度分布 P101P101 1、全球分極晝，晝長(zhǎng)夜短，晝短夜長(zhǎng)， 極夜四個(gè)地帶（兩分除外）。 2、 為正值，全球晝長(zhǎng)向北遞增；為 負(fù)值，向南遞增。 3、 的絕對(duì)值愈大，極晝（夜）地帶愈 大。 圖圖4-9 解天文三角形解天文三角形 求半晝弧長(zhǎng)；太陽(yáng)位于求半晝弧長(zhǎng)；太陽(yáng)位于 西方地平（日沒(méi)）時(shí)其西方地平（日沒(méi)）時(shí)其 時(shí)角（時(shí)角（t）大小，等于當(dāng)?shù)兀┐笮?，等于?dāng)?shù)?（ ）當(dāng)時(shí)（）當(dāng)時(shí)（ ）的半晝?。┑陌霑兓?（從日中到日沒(méi)）。（從日中到日沒(méi)）。 二、 晝夜長(zhǎng)短的緯度分布 1、赤道上（ =0）全年晝夜等長(zhǎng)； 2、太陽(yáng)直射的半球，晝長(zhǎng)夜短，高緯度 （ 9090）（即6634） 地區(qū)有極晝，晝

7、長(zhǎng)達(dá)24小時(shí)； 3、非太陽(yáng)直射的半球，晝短夜長(zhǎng)，高緯度 （ 9090）（即6634） 地區(qū)有極夜，夜長(zhǎng)達(dá)24小時(shí)； 根據(jù)以上三條，除了春秋分外，全球的晝（夜）長(zhǎng)可分為： 極晝地帶；極夜地帶；晝長(zhǎng)夜短地帶；晝短夜長(zhǎng)地帶。 圖4-10晝夜長(zhǎng)短的四個(gè)緯度帶 圖4-11 二分二至日的晝長(zhǎng)的緯度分布 二分日二分日，全球各緯度晝夜 等長(zhǎng)，均為12小時(shí)。 北至日北至日，北半球各地晝最 長(zhǎng)，極晝地帶最廣 （北極 圈內(nèi)皆為極晝）；南半球 各地晝最短，極夜地帶最 廣（南極圈內(nèi)皆為極夜）。 南至日南至日，南半球各地晝最長(zhǎng)，極晝 地帶最廣 （南極圈內(nèi)皆為極晝）； 北半球各地晝最短，極夜地帶最廣 （北極圈內(nèi)皆為極夜）。

8、 三、 晝夜長(zhǎng)短的季節(jié)變化 P103 1、二分時(shí)，全球晝夜平分，均為12小時(shí)；2、二至?xí)r，晝夜長(zhǎng)短極端； 3、各地（兩個(gè)極圈除外）全年平均晝長(zhǎng)相等，皆為12小時(shí)。4、例：南北半球比較，同半球不同緯度比較 圖4-12 晝夜長(zhǎng)短的季節(jié)變化 圖 4-13 極晝（夜）區(qū)的季節(jié)變化 P104 此圖表示南北兩半球極晝（夜）區(qū)的季節(jié)性擴(kuò)大和縮小。圖中每個(gè)圓面分上下兩半，分別表示北極和南極地區(qū)。三 個(gè)同心圓分別表示6634 ，6944和7828的三條緯線。 夏至夏至 大暑大暑 處暑處暑 秋分秋分 霜降霜降 小雪小雪 冬至冬至 大寒大寒 雨水雨水 春分春分 谷雨谷雨 小滿小滿 四、 晝夜長(zhǎng)短的其他因素： 1、太

9、陽(yáng)視半徑； 2、大氣折光作用； 3、眼高差。 34 圖4-14 大氣折光有“抬升”天體的作用 五、 晨昏蒙影 P105 概念： 1、按晨光始和昏影終的太陽(yáng)“低度”標(biāo)準(zhǔn)分三級(jí)： 、民用：6 ；、航海：12 ；、天文：18 。 2、緯度愈高，持續(xù)時(shí)間愈長(zhǎng) 3、高緯度（高于48.5 即：66.518）夏至日，昏影未終，晨光已始，叫“白夜” 圖4-15 各級(jí)晨昏蒙影的太陽(yáng)“低度”標(biāo)準(zhǔn) 圖4-16 北半球不同緯度冬夏二至的白晝、黑夜和曙光時(shí)數(shù)的近似分配 太陽(yáng)高度 P107 一、 太陽(yáng)高度概說(shuō) （一）任意時(shí)刻太陽(yáng)高度（h） 1、包含三個(gè)因素： 、太陽(yáng)赤緯（周年變化因素）； 、當(dāng)?shù)鼐暥龋ǚ植家蛩兀?、當(dāng)?shù)?/p>

10、太陽(yáng)時(shí)角t （周日變化因素）。 2、由余弦公式可得： sinh = sinsin + coscoscost 任意時(shí)刻太陽(yáng)高度的三角公式。圖4-17 太陽(yáng)高度與輻射強(qiáng)度 3、正午太陽(yáng)高度（H） （1）正午太陽(yáng)時(shí)刻，t = 0 , cost = 1,消去周日變化因素，公式便簡(jiǎn)化為： sinH = sinsin + coscos 按復(fù)合角公式有： cos()coscos+sinsin 于是便有： sinH = cos( ) = sin90( ) H90 （太陽(yáng)高度公式 ） （式中以夏半年為正，冬半年為負(fù)） 圖4-18 太陽(yáng)高度推算 （2）、正午太陽(yáng)高度因緯度而不同，因季節(jié)而變化； （3）、式中的(9

11、0)可看作上點(diǎn)高度。 注意：北半球H以南點(diǎn)為起點(diǎn)（南半球反之）； 當(dāng) = 時(shí)，H = 90，只有南北回歸線之間，才可能達(dá)到90的太陽(yáng)高 度； 南北回歸線之間（不包括南北回歸線），當(dāng) 時(shí)，H 90； 極圈內(nèi)冬半年，若 90，H 90t90，? 、同號(hào)，即在太陽(yáng)直射半球；同號(hào)，即在太陽(yáng)直射半球； 晝短夜長(zhǎng)：晝短夜長(zhǎng)：t90t18，所以該地可見(jiàn)白夜現(xiàn)象。，所以該地可見(jiàn)白夜現(xiàn)象。 8 8、每逢新年來(lái)臨之日（元旦），太陽(yáng)的位置及行蹤如何？、每逢新年來(lái)臨之日（元旦），太陽(yáng)的位置及行蹤如何？ 答答：1 1月月1日，太陽(yáng)位于南至點(diǎn)附近，正向北移動(dòng)。日，太陽(yáng)位于南至點(diǎn)附近，正向北移動(dòng)。 是日太陽(yáng)黃經(jīng)約為多少？是

12、日太陽(yáng)黃經(jīng)約為多少？ 答答：是日太陽(yáng)黃經(jīng)約是：是日太陽(yáng)黃經(jīng)約是279279 冬至日太陽(yáng)黃經(jīng)是冬至日太陽(yáng)黃經(jīng)是270+99天，每天天，每天1 度度 ） 太陽(yáng)直射在哪個(gè)半球？太陽(yáng)直射在哪個(gè)半球？ 答答：南半球：南半球 太陽(yáng)直射點(diǎn)向北還是向南移動(dòng)？太陽(yáng)直射點(diǎn)向北還是向南移動(dòng)？ 答答; ;向北移動(dòng)。向北移動(dòng)。 太陽(yáng)直射點(diǎn)向赤道還是向高緯移動(dòng)？太陽(yáng)直射點(diǎn)向赤道還是向高緯移動(dòng)？ 答答; ;向赤道移動(dòng)。向赤道移動(dòng)。 9 9、什么是季節(jié)的半球性因素和全球性因素？為什么地球在軌道上接近近日點(diǎn)的時(shí)、什么是季節(jié)的半球性因素和全球性因素？為什么地球在軌道上接近近日點(diǎn)的時(shí) 候，我們這里卻是寒冷的冬季？候，我們這里卻是寒

13、冷的冬季？ （ 季節(jié)的半球性因素和全球性因素見(jiàn)教材季節(jié)的半球性因素和全球性因素見(jiàn)教材P112；）；） 答答：半球性因素，南北兩半球沒(méi)有同時(shí)來(lái)臨一個(gè)季節(jié)。因?yàn)闀円归L(zhǎng)短和正午太：半球性因素，南北兩半球沒(méi)有同時(shí)來(lái)臨一個(gè)季節(jié)。因?yàn)闀円归L(zhǎng)短和正午太 陽(yáng)高度是半球性。全球性因素，日地距離的變化，決定全球得到太陽(yáng)輻射總量變化。陽(yáng)高度是半球性。全球性因素，日地距離的變化，決定全球得到太陽(yáng)輻射總量變化。 近日時(shí)是全球夏半年；遠(yuǎn)日時(shí)是全球的冬半年。近日時(shí)是全球夏半年；遠(yuǎn)日時(shí)是全球的冬半年。 答答：因?yàn)榈厍虻剌S與黃道面有：因?yàn)榈厍虻剌S與黃道面有2326的夾角，當(dāng)?shù)厍蛟诮拯c(diǎn)時(shí)，太陽(yáng)直射南的夾角，當(dāng)?shù)厍蛟诮拯c(diǎn)時(shí)，太

14、陽(yáng)直射南 半球。所以我們這里（北半球）是寒冷的冬季。半球。所以我們這里（北半球）是寒冷的冬季。 1010、若地球自轉(zhuǎn)軸垂直于其軌道平面，將如何影響地球上各地的晝夜長(zhǎng)短和四季變化？、若地球自轉(zhuǎn)軸垂直于其軌道平面，將如何影響地球上各地的晝夜長(zhǎng)短和四季變化？ 答：答：地球各地永遠(yuǎn)晝夜平分，各地球各地永遠(yuǎn)晝夜平分，各1212小時(shí)。地球上有熱帶、溫帶、寒帶之分。但是，小時(shí)。地球上有熱帶、溫帶、寒帶之分。但是， 各地是沒(méi)有四季變化的。各地是沒(méi)有四季變化的。 1111、若地球軌道的偏心率（、若地球軌道的偏心率（e）增大到）增大到0.5，四季情形將變得怎樣？，四季情形將變得怎樣？ 答：答：偏心率偏心率e ec

15、/a 2500000/1496000002500000/149600000 0.0167 0.0167 即即1/60 答：答：當(dāng)當(dāng)e e從從0.0167增大到增大到0.5時(shí)，北半球的夏季比現(xiàn)在涼爽一些；冬季比現(xiàn)在溫和時(shí)，北半球的夏季比現(xiàn)在涼爽一些；冬季比現(xiàn)在溫和 一些。南半球的夏季更加炎熱，冬季更加寒冷。對(duì)于全球來(lái)說(shuō)，夏半年熱量更多，冬一些。南半球的夏季更加炎熱，冬季更加寒冷。對(duì)于全球來(lái)說(shuō)，夏半年熱量更多，冬 半年熱量更低一些。半年熱量更低一些。 1212、如果黃赤交角增大為、如果黃赤交角增大為45，這時(shí)，這時(shí)，“五帶五帶”會(huì)有怎樣的變化？會(huì)有怎樣的變化？ 答：熱帶范圍擴(kuò)大到南北緯答：熱帶范圍

16、擴(kuò)大到南北緯4545，寒帶擴(kuò)大，溫帶消失。，寒帶擴(kuò)大，溫帶消失。 1、形成四季和五帶的根本原因是黃赤交角。 2、由于黃赤交角，使太陽(yáng)周年運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)為對(duì)于天赤道的回歸運(yùn) 動(dòng)。 3、回歸線：太陽(yáng)回歸運(yùn)動(dòng)的南北界線 4、回歸年：太陽(yáng)回歸運(yùn)動(dòng)的周期 5、晨昏線（圈）：分緯線（圈）為晝弧和夜弧二部分，晝弧和 夜弧的弧長(zhǎng)，決定該地晝長(zhǎng)和夜長(zhǎng)：每15折合1小時(shí)。 一、一、 太陽(yáng)回歸運(yùn)動(dòng)和太陽(yáng)赤緯的周年變化太陽(yáng)回歸運(yùn)動(dòng)和太陽(yáng)赤緯的周年變化 圖4-2 解球面三角形，由太陽(yáng)黃經(jīng)（）求知太陽(yáng)赤緯（） 1 2 M 1=2；1=90；23=90 3（kp?。?2326 3 按照球面三角形的余弦公式： cosa=cosbc

17、oscsinbsinccosA 查表可知：cos90=0; sin90=1 把上列數(shù)值代入余弦公式，即得 cos(90-) =coscos90sinsn90cos(90) 即sin=sinsin sin=0.4sin 任何時(shí)候，太陽(yáng)赤緯總是等于太陽(yáng)直射點(diǎn)緯度。 太陽(yáng)赤緯決定：晝夜長(zhǎng)短和正午太陽(yáng)高度 二十四節(jié)氣按太陽(yáng)黃經(jīng)劃分，其更重要的區(qū)別在于太陽(yáng)赤緯的不同 五、 晨昏蒙影 P105 概念： 1、按晨光始和昏影終的太陽(yáng)“低度”標(biāo)準(zhǔn)分三級(jí)： 、民用：6 ；、航海：12 ；、天文：18 。 2、緯度愈高，持續(xù)時(shí)間愈長(zhǎng) 3、高緯度（高于48.5 即：66.518）夏至日，昏影未終，晨光已始，叫“白夜”

18、 圖4-15 各級(jí)晨昏蒙影的太陽(yáng)“低度”標(biāo)準(zhǔn) 3、正午太陽(yáng)高度（H） （1）正午太陽(yáng)時(shí)刻，t = 0 , cost = 1,消去周日變化因素，公式便簡(jiǎn)化為： sinH = sinsin + coscos 按復(fù)合角公式有： cos()coscos+sinsin 于是便有： sinH = cos( ) = sin90( ) H90 （太陽(yáng)高度公式 ） （式中以夏半年為正，冬半年為負(fù)） 圖4-18 太陽(yáng)高度推算 （2）、正午太陽(yáng)高度因緯度而不同，因季節(jié)而變化； （3）、式中的(90)可看作上點(diǎn)高度。 注意：北半球H以南點(diǎn)為起點(diǎn)（南半球反之）； 當(dāng) = 時(shí)，H = 90，只有南北回歸線之間，才可能達(dá)到90的太陽(yáng)高 度； 南北回歸線之間（不包括南北回歸線），當(dāng) 時(shí)，H 90； 極圈內(nèi)冬半年，若 90，H 18，所以該地可見(jiàn)白夜現(xiàn)象。，所以該地可見(jiàn)白夜現(xiàn)象。 1010、若地球自轉(zhuǎn)軸垂直于其軌道平面，將如何影響地球上各地的晝夜長(zhǎng)短和四季變化？、若地球自轉(zhuǎn)軸垂直于其軌道平面，將如何影響地球上各地的晝夜長(zhǎng)短和四季變化？ 答：答：地球各地永遠(yuǎn)晝夜平分，各地球各地永遠(yuǎn)晝夜平分，各1212小時(shí)。地球上有熱帶、溫帶、寒帶之分。但是，小時(shí)。地球上有熱帶、溫帶、寒帶之分。但是， 各地是沒(méi)有四季變化的。各地是沒(méi)有四季變化的。 111