太陽直射點的移動與地球公轉(zhuǎn)的地理意義

第2課太陽直射點的移動與地球公轉(zhuǎn)的地理意義知識整合知識點1太陽直射點的移動

知識點2地球公轉(zhuǎn)的地理意義地球公轉(zhuǎn)的地理意義深化拓展1.圖解黃赤交角的變化帶來的影響根據(jù)上圖：通過α＋γ＝90°、γ＋β＝90°，可知

α＝β，進而可推出如下關(guān)系：2.圖示晝長的緯度變化3．圖示正午太陽高度的緯度變化考點探究探究一：太陽直射點的緯度值＝太陽直射點所在半球的極點的正午太陽高度值如右圖，太陽直射點的緯度值為δ，北極點的正午太陽高度值為H，L1、L2為平行的太陽光線，L3為過北極點的圓的切線，L5垂直于L3(過切點的圓的半徑或直徑垂直于圓的切線)，L4(赤道)垂直于L5(地軸)。求證δ＝H。答案：證明：∵∠1＝∠2(同位角相等)，δ為∠1的余角，H為∠2的余角，∴δ＝H。即太陽直射點的緯度值＝太陽直射點所在半球的極點的正午太陽高度值。探究二：確定地理坐標某中學開展研究性學習，堅持觀測太陽高度的日變化，并作詳細記錄。以下是6月22日(夏至日)觀測記錄。據(jù)此分析下列問題。

(1)請分析該學校的地理坐標。

(40°N,110°E)

(2)12月22日，該校所在地的晝長約為多長？

9小時

(3)當該校于北京時間6時整日出時，太陽直射北半球，對嗎？正確

解析：第(1)題，此題解題關(guān)鍵是根據(jù)日出、日落時間算出晝長，然后得出當?shù)貢r間12時時的北京時間，根據(jù)計算經(jīng)度差從而得出經(jīng)度，再根據(jù)正午太陽高度算緯度。解題過程為：根據(jù)日出、日落時間可計算出該學校晝長為15小時，又知該學校正午太陽高度最大時時間為北京時間12∶40，應(yīng)位于北京西側(cè)，與北京時間相差40分，那么，其經(jīng)度＝

120°E－＝120°－10°＝110°E，據(jù)H＝90°－|φ

－δ|，即73°26′＝90°－|φ－23°26′|則其緯度應(yīng)為

40°N。第(2)題，此日(6月22日)該點晝長為20∶10－5∶10

＝15小時，則夜長為24－15＝9小時，則12月22日其晝長為9

小時。第(3)題，當北京時間是6時時，該地地方時為5時20分，則該地晝長夜短，太陽直射北半球。探究三：地球運動及其產(chǎn)生的地理現(xiàn)象分析深圳一研究性學習小組，對地球運動及其產(chǎn)生的地理現(xiàn)象進行探究時遇到了一些問題，請結(jié)合所學地理知識予以解答。(1)他們認為：在當?shù)匾粋€窗戶朝正南的房間里，全年正午陽光都能照射到房內(nèi)。你認為是否正確？為什么？答案：不正確；深圳位于北回歸線以南，夏至日前后，正午陽光不能照射到房內(nèi)。(2)右圖是他們繪制的冬至日旗桿影子在日出、正午、日落時的示意圖。該圖是否正確？為什么？答案：不正確；正午旗桿影長應(yīng)短于日出與日落時旗桿影長。(3)他們在進行圖像轉(zhuǎn)換時遇到了困難，請將左下圖所示內(nèi)容按要求轉(zhuǎn)繪在右下圖中。(要求：在右上圖中繪出晨昏線，用陰影表示夜半球部分，標出直射點所在經(jīng)線的經(jīng)度)答案：核心解讀重難點1晝夜長短時空變化規(guī)律

(1)緯度變化規(guī)律：①赤道處始終晝夜平分；春分日、秋分日全球各地晝夜平分。②同一緯線上各點晝夜長短相同；南、北半球緯度數(shù)相同的地方，晝夜狀況相反，時間長短相同。③太陽直射點所在半球晝長夜短，且緯度越高，晝越長；另一半球相反。

(2)季節(jié)變化規(guī)律圖示：(以北半球為例)北半球晝夜長短隨季節(jié)變化圖(3)晝夜長短與日出日落時刻一個地區(qū)一天的日出和日落時間反映了該日的晝夜長短狀況，一天中上午和下午的時間是等長的，因此已知某地一天的晝長可求出該日的日出、日落時間，其方法為：日出時間＝12

－晝長/2，日落時間＝12＋晝長/2。

(4)極圈內(nèi)的晝與夜①極圈內(nèi)有極晝和極夜現(xiàn)象，所以晝夜更替的周期并不都是

24小時，緯度越高，晝夜更替的周期越長，極點附近為一年。②由于地球公轉(zhuǎn)的速度不同，在遠日點附近較慢、近日點附近較快，所以北極圈內(nèi)的極晝?nèi)諗?shù)比南極圈內(nèi)的極晝?nèi)諗?shù)多；南極圈內(nèi)的極夜日數(shù)比北極圈內(nèi)的極夜日數(shù)多。

重難點2正午太陽高度的變化規(guī)律

季節(jié)變化規(guī)律緯度變化規(guī)律易誤點太陽高度的變化

(1)太陽高度的分布規(guī)律：太陽直射點的太陽高度為90°，由此向四周呈同心圓狀遞減。太陽直射點所在經(jīng)線上的太陽高度值為各點對應(yīng)緯度上的最大太陽高度，即正午太陽高度，其變化特點是由太陽直射點向南北兩側(cè)遞減。其值大小如下公式計算：H＝90°－(φ±δ)(H為某地正午太陽高度，φ為該地緯度，δ為太陽直射點緯度，若φ與δ同在南半球或同在北半球，則取“－”，相異則取“＋”)。(2)南北極點太陽高度的變化：極晝時期，太陽高度全天都不變(如下圖甲)，始終等于直射點緯度，其值的年變化幅度介于0°到23°26′之間。(3)極圈及其以內(nèi)地區(qū)太陽高度的變化：從日變化看，極晝期間，全天太陽高度始終都大于或等于零度，其中極圈上在0時太陽高度為0°(如圖乙)，極圈到極點之間的地區(qū)，其太陽高度全天始終都大于0°(如圖丙)；從年變化看，北極圈內(nèi)太陽高度是隨太陽直射點北移而增大，南極圈反之，其最大值由公式H＝90°－(φ±δ)決定。(4)其他地區(qū)的太陽高度變化：都是日出日落時為0°，12時最大，12時前遞增，12時后遞減。特殊之處是：赤道上的太陽高度是6時和18時為0°(如圖丁)，其最大太陽高度的年變化范圍是(66°34′，90°)。經(jīng)典借鑒試題：(2009·廣東地理卷)讀下圖，回答(1)～(3)題。(雙選)

某日甲、乙、丙、丁四地的晝長或夜長示意圖

(1)若圖中有兩地位于南半球，這兩地是(

)

A．甲地B．乙地C．丙地D．丁地(2)關(guān)于甲地的敘述，正確的是(

)A．日落時刻為地方時18時

B．水平運動的物體向右偏轉(zhuǎn)

C．一年中正午太陽高度角只有一次最大值

D．甲地的地球自轉(zhuǎn)線速度大于丙地

(3)若甲地位于東八區(qū)的中央經(jīng)線上，乙地位于東西半球分界線上，當甲地日出時，可能乙地的地方時是(

)A．4時40分B．8時40分

C．16時40分D．20時40分

糾錯分析：本題組重點考查考生對地球運動相關(guān)原理的理解與應(yīng)用。據(jù)圖可知甲地晝夜等長，應(yīng)位于赤道；乙發(fā)生極晝；丙、丁此刻都是晝短夜長，應(yīng)位于同一半球。甲地日出時地方時為6點，日落時地方時為18點；無地轉(zhuǎn)偏向力，一年中正午太陽高度有兩次達90度，自轉(zhuǎn)線速度大于其他非赤道地區(qū)。當位于東八區(qū)中央經(jīng)線上的甲地日出時即120°E為6點時，

20°W、160°E(東西半球分界線)的地方時分別是20時40分、

8時40分。

答案：(1)CD

(2)AD

(3)BD

答題啟示：如何根據(jù)晝夜長短判定半球位置，如何根據(jù)正午太陽高度判定半球位置需要整理。命題視角考查目標：日照圖的綜合考查【例1】(2010·啟東模擬)讀右圖，完成(1)～(3)題。

(1)若EF為赤道，P點出現(xiàn)極晝現(xiàn)象，則太陽直射的范圍是(

)A．0°～20°NB．0°～20°SC．20°N～23°26′ND．20°S～23°26′S(2)若EF為地球公轉(zhuǎn)軌道平面，PQ為地軸，下列變化可信的是(

)A．福州冬季均溫升高B．北溫帶范圍變小

C．全球極夜范圍擴大D．悉尼(約34°S)夏季晝變長(3)若O為北極點，H、P為晨昏線與某緯線的兩個交點，則E點的時間可能為(

)A．5月23日8時B．6月22日18時

C．11月23日6時D．12月22日18時

解析：(1)若EF為赤道，PQ線與地軸夾角為20°，P點的緯度為北緯70°；P點出現(xiàn)極晝現(xiàn)象說明北緯70°以北肯定是極晝，但不能確定北極圈與北緯70°之間極晝范圍的大小，只能判定出現(xiàn)極晝的最低緯度在66°34′N～70°N之間，因此，我們利用太陽直射點緯度與出現(xiàn)極晝、極夜的最低緯度互余的規(guī)律，可確定直射點的緯度范圍為20°N～23°26′N。(2)當EF為地球公轉(zhuǎn)軌道平面，PQ為地軸時，黃赤交角減小到了20°，太陽只能直射在南、北緯20°之間，福州冬至日時的太陽高度比現(xiàn)在大，冬季地面獲得的太陽輻射能相應(yīng)增加，均溫將升高。

(3)當H、P為晨昏線與某緯線的兩個交點時，劣弧HP可能是夜弧，也可以是晝弧。若劣弧HP是夜弧，則晝長遠大于夜長，北極點O周圍為極晝，劣弧HP中點的時間為0時，E點的時間為6時，但日期11月23日與北極點O周圍為極晝不符合；若劣弧

HP是晝弧，則晝長遠小于夜長，北極點O周圍為極夜，劣弧HP

中點的時間為12時，E點的時間為18時，但日期6月22日與北極點O周圍為極夜不符合。

答案：(1)C

(2)A

(3)D規(guī)律·方法·技巧光照圖的判讀一、判定南、北半球或南、北極1．側(cè)視圖，通常是上北下南(特例除外)。本例題第(1)題就要據(jù)此判定EF以上為北半球，以下為南半球。2．從自轉(zhuǎn)方向上看，從北極上空看為逆時針自轉(zhuǎn)，從南極上空看為順時針自轉(zhuǎn)。第(3)題要據(jù)此確定極地俯視圖上的東西方向。3．從經(jīng)度數(shù)排列上看，自轉(zhuǎn)方向與東經(jīng)度數(shù)由小到大的排列方向相同。二、判定太陽直射點的地理坐標1．太陽直射經(jīng)線的確定(①地方時為12時的經(jīng)線；②平分晝半球的經(jīng)線；③根據(jù)已知某經(jīng)線的時間來計算；④直立物體影長為零的地點所在的經(jīng)線)。2．太陽直射緯線的確定(①利用某地的正午太陽高度計算；②直立物體影長為零的地區(qū)所在的緯線；③利用晨昏線相切的緯度計算：直射點的緯度＝90°－切點的緯度)。第(1)題要利用(直射點的緯度＝90°－切點的緯度)來判定太陽直射的范圍。三、判定時間1.晨昏線與赤道的交點時間：晨線與赤道交點所在經(jīng)線的地方時是6時，昏線與赤道交點所在經(jīng)線的地方時是18時。2.晨昏線與緯線圈的切點時間：切點所在經(jīng)線平分晝弧，則該經(jīng)線時間為12時，切點所在經(jīng)線平分夜弧，則該經(jīng)線時間為24時(0時)。第(3)題需要用此規(guī)律確定劣弧HP中點的時間為0時或12時，這是計算E點時間的突破口。四、判定季節(jié)或日期1.利用北半球的晝夜長短情況來判定：北半球晝長夜短或北極地區(qū)是極晝，則此時是北半球的夏半年；反之則為北半球的冬半年。2.利用太陽直射點的位置確定。五、判定太陽高度1．晨昏線上的太陽高度是0°。2．太陽直射點的太陽高度是90°。3．正午太陽高度從太陽直射點向南北兩側(cè)遞減。六、判定晝夜長短1.太陽直射北半球，則北半球各地晝長夜短，北極地區(qū)出現(xiàn)極晝[極晝范圍是(90°－直射緯度)N及以北地區(qū)]；南半球各地晝短夜長，南極地區(qū)出現(xiàn)極夜[極夜范圍是(90°－直射緯度)S及以南地區(qū)]。太陽直射南半球時情況相反。2.太陽直射點向北移動，北半球各地晝漸長，夜?jié)u短，如果此時北半球晝長夜短，則北極地區(qū)極晝范圍擴大，如果此時北半球晝短夜長，則北極地區(qū)極夜范圍縮小；南半球相反。太陽直射點向南移動情況相反。1.讀圖，回答下列問題。

(1)本題圖示的大致日期是________。這時太陽直射點的坐標是______、______

。

(2)A點這時正值日出還是日落？____。該地當日夜長約__小時。

(3)北京(39°54′N)當日正午太陽高度是_______。這天全球正午太陽高度最大值的范圍是______________

。

(4)C點的時刻是____，A點在C點的_____方向。

12月22日70°E23°26′S日落1626°40′南回歸線及其以南10時東北即學活用解析：這是一道以光照示意圖形式出現(xiàn)的綜合性較強的讀圖分析題，涉及知識面廣，能力要求高，關(guān)鍵是根據(jù)基礎(chǔ)知識，確定經(jīng)度、時刻，否則稍有疏漏，便容易導(dǎo)致一連串的失誤。根據(jù)晨昏線與北極圈相切和晝夜半球，看出日期為冬至日。但進一步回答太陽直射點的坐標，如果沒有熟練的經(jīng)度知識，則很難找出太陽直射的經(jīng)線的度數(shù)。第(2)題中晨線、昏線的辨認，晝長、夜長的計算，以及第(3)題中正午太陽高度的計算及空間分布規(guī)律，都能反映出學生基礎(chǔ)知識、基本技能的水平。解答此類命題，首先要通過空間想像，弄懂光照的空間、時間狀況，然后以找準太陽直射點的地理坐標為突破口，直射點的經(jīng)度可幫助我們確定時刻，直射點的緯度可幫助我們確定節(jié)氣、季節(jié)?？疾槟繕耍赫缣柛叨鹊淖兓皯?yīng)用【例2】

近年來，我國房地產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，越來越多的居民喬遷新居，居住條件和環(huán)境顯著改善。讀圖，運用以下公式及相關(guān)知識回答(1)～(2)題：

①某地正午太陽高度的大?。篐＝90°－|φ－δ|式中H為正午太陽高度，φ為當?shù)鼐暥?，取正值，δ為太陽直射點的緯度，當?shù)叵陌肽耆≌担肽耆∝撝?。②tan35°≈0.7，tan45°＝1，tan60°≈1.732

(1)房地產(chǎn)開發(fā)商在某城市(北緯30°)建造了兩幢商品住宅樓

(如圖)，某戶居民買到了北樓一層的一套房子，于春節(jié)前住進后發(fā)現(xiàn)正午前后太陽光線被南樓擋住。請問，該房子一年中正午太陽光線被南樓擋住的時間大約是(

C

)A．1個月B．3個月C．6個月D．9個月(2)為避免糾紛，房地產(chǎn)開發(fā)商在建樓時，應(yīng)該使北樓所有朝南房屋在正午時終年都能被太陽照射。那么在兩幢樓間距不變的情況下，南樓的高度最高約為(

B

)

A．20米B．30米C．40米D．50米

解析：第(1)題，解答該題的關(guān)鍵是要充分利用圖文信息，特別是要先根據(jù)圖中的樓高和樓間距，直接算出要保證北樓陽光不被遮擋的最低太陽高度為69/40＝1.725，由tan60°≈1.732，可知約為60°，加上題干中的信息——該地為北緯30°，通過太陽高度的計算可知當該地正午太陽高度為60°時，太陽直射在赤道上，即可知從秋分到冬至到次年春分的半年間(太陽直射點在南半球)，該地的正午太陽高度

小于60°，即北樓正午太陽光線將被南樓擋住。第(2)題，仍然是考正午太陽高度、樓高與樓間距的關(guān)系。根據(jù)全年正午太陽高度最低時(即12月22日)，假設(shè)兩樓間距不變，求南樓不擋住北樓太陽時的最大高度。該城位于北緯30°，冬至時正午太陽高度為36.5°，也就是南樓高與兩樓的樓距之比(即正切函數(shù))必須大于0.7(tan35°≈0.7)。只有當南樓達30米時，南樓高與樓間距(40米)比大于0.7(即0.75)。

規(guī)律·方法·技巧太陽高度的應(yīng)用

(1)推算緯度：根據(jù)正午太陽高度公式H＝90°－(φ±δ)，可求地理緯度。

(2)推算地方時：一天中太陽高度達最大值時地方時為12時；春秋分時，太陽高度為0°處的地方時為6時或18時，任何一天赤道上太陽高度為0°處的地方時為6時或18時。

(3)推算樓間距：一般來說，為了獲取充分的日照，緯度較低的地區(qū)，樓距較小，緯度較高的地區(qū)，樓距較大。

(4)確定房屋的朝向：為了獲得更充足的太陽光線，確定房屋的朝向與正午太陽所在位置有關(guān)。在北回歸線以北地區(qū)，正午太陽位于南方，房屋多朝南；在南回歸線以南地區(qū)，正午太陽位于北方，房屋多朝北。

(5)判斷日影長短及方向：太陽高度越大，日影越短；太陽高度越小，日影越長。日影方向背向太陽。

(6)計算熱水器安裝角度：為最大限度地利用太陽能資源，太陽能熱水器集熱面應(yīng)盡量與太陽光線垂直，以提高太陽能熱水器的效率。

即學活用2.(2010·濟寧質(zhì)檢)下圖中，當a、c值相差20°時，該地的緯度值是(

B

)某地一年內(nèi)正午太陽高度的變化曲線示意圖

A．23°NB．63°NC．43.5°ND．27°N

解析：由曲線圖可知，該地夏至日正午太陽高度最大，冬至日正午太陽高度最小，說明該地位于北回歸線及其以北地區(qū)。利用正午太陽高度的分布規(guī)律可知，該地夏至日正午太陽高度與冬至日正午太陽高度之差為47°，即可知c＝23.5°，求得a＝3.5°。由a為該地冬至日正午太陽高度可計算出該地緯度為63°N。一、選擇題

(2010·曲阜統(tǒng)考)讀某日a、b、c、d四地的太陽高度日變化圖，完成1～2題。1.下列關(guān)于圖中a、c兩地的說法正確的是(

)A．不在同一經(jīng)線上，且a的緯度比c高

B．不在同一經(jīng)線上，且a的緯度比c低C．在同一經(jīng)線上，且a的緯度比c高

D．在同一經(jīng)線上，且a的緯度比c低2.下列關(guān)于圖中b、d兩地的說法正確的是(

)

A．正午太陽高度相同，晝夜長短不同

B．在同一經(jīng)線上，正午太陽高度相同

C．在同一緯線上，且b在d的正東

D．在同一緯線上，且b在d的正西解析：由圖分析，a、c兩地正午時刻相同，說明二者位于同一經(jīng)線上，a晝長為12小時，位于赤道上；C地晝長為24

小時，有極晝現(xiàn)象。故a緯度比c低。b、d兩地晝長相同，說明二者位于同一緯線上，b地12時時，北京時間為9時，可計算出b地經(jīng)度為165°E，同理可計算出d地經(jīng)度為15°E，故b地位于d地的正東。

答案：1.D

2.C

讀甲、乙兩圖，回答3～5題。甲乙3.晨昏圈與北半球緯線圈相切于某一點，甲圖是該點緯度的年變化示意圖。當該點的緯度變化時，下列各時段只能出現(xiàn)的現(xiàn)象是(

)A．該點位于①和③時，全球晝夜平分

B．該點由①到②時，北京晝長逐日變長

C．該點由③到④時，悉尼晝長逐日變長

D．該點由④到⑤時，太陽直射點向北移動解析：該點位于①和③時，晨昏圈經(jīng)過南北極點，全球晝夜平分。沒有審清題意易錯選。題中要求“只能出現(xiàn)的現(xiàn)象”，②④兩點不能確定日期。

答案：A4.乙圖為太陽直射點在地表的年運動軌跡圖，abcd各點的位置與甲圖中各點對應(yīng)正確的是(

)

A.a和①B.b和②C.c和③D.d和⑤

解析：c點表示太陽直射赤道，為春秋分日，和③點相對應(yīng)。不會從圖中獲取有效信息易錯選。甲圖中①、③、⑤三點表示太陽直射赤道時晨昏線與北半球緯線圈切點的分布情況，乙圖中a、b、d分別表示太陽直射南回歸線，赤道和北回歸線的情況。

答案：C5.當太陽直射點在d位置時，下列說法正確的是(

)A.a地正值夏季

B.b地正午太陽高度為一年中最小值

C.c地晝長夜短

D.d地出現(xiàn)極晝現(xiàn)象

解析：當太陽直射點在d位置即北回歸線時，b地即赤道上，正午太陽高度為一年中的最小值66°34′。不會正確運用光照圖判斷季節(jié)。當太陽直射d位置時，a地南回歸線上正值冬季，赤道上的c地晝夜等長，北回歸線上的d地更不可能出現(xiàn)極晝現(xiàn)象。

答案：B(2010·濟寧一模)如表是四地一年中晝長最大差值(R)和正午太陽高度最大差值(H)資料。據(jù)此回答6～7題。6.四地按緯度由高到低的排列，正確的是(

)A．②④①③B．③②①④

C．④③①②D．①③④②

解析：由表中數(shù)據(jù)可知，②地有極晝極夜現(xiàn)象，③地位于赤道，晝長差值由赤道向兩極愈來愈長。

答案：A7．④地的最短晝長為(

)A．8小時21分