地球的公轉(zhuǎn)特征及其意義

地球運動的兩種基本形式：地球自轉(zhuǎn)↗↗↗↗地球公轉(zhuǎn)第三節(jié)地球的公轉(zhuǎn)特征及其意義

一、公轉(zhuǎn)特征

1、概念、方向自西向東

春分點2、公轉(zhuǎn)的周期公轉(zhuǎn)一周360o的時間為一年,因參照點不同分為:回歸年:365日5時48分46秒；恒星年:365日6時9分10秒3、公轉(zhuǎn)的軌道地球近日點遠日點太陽公轉(zhuǎn)軌道為近似正圓的橢圓形，太陽位于其中的一個焦點上1.521×108km1.471×108km思考：遠日點時為何我們這里反而氣溫高，近日點卻冷？4、公轉(zhuǎn)的速度根據(jù)開普勒定律,在單位時間內(nèi)日地連線在地球軌道上掃過的面積相等，因此近日點(1月初)公轉(zhuǎn)速度最快(v=30.3km/s,ω=61′10″)，遠日點(7月初)公轉(zhuǎn)速度較慢(v=29.3km/s,ω=57′10″)。遠日點近日點思考：為何冬半年時間短（179d）,夏半年時間長（186d）？“1近7遠”“近快遠慢”5、黃赤交角及其意義“一軸兩面三角度”“三個基本不變”地球在公轉(zhuǎn)過程中,地軸的空間指向基本不變;黃赤交角大小基本不變;地球的運動方向基本不變。

春分

夏至秋分冬至3月21日6月22日9月23日22日12月

春分

夏至

秋分冬至

3月21日6月22日9月23日22日12月23o26′N0o23o26′S春分夏至秋分冬至春分南回歸線北回歸線南、北回歸線之間：一年兩次太陽直射南、北回歸線之上：一年一次太陽直射南、北回歸線之外：沒有太陽直射直射點在南、北回歸線之間來回作回歸運動思考：

①

這三個基本不變對地球表面太陽直射點有什么影響？

②

如果黃赤交角為0°，即黃道面與赤道面重合，太陽直射點會不會發(fā)生變化？

③

如果黃赤交角變大，太陽直射點回歸運動范圍如何變化？④太陽直射點在南北回歸線之間作回歸運動,對各地太陽高度角有何影響？黃赤交角存在的意義一、太陽直射點回歸運動范圍的變化黃赤交角的度數(shù)是南北回歸線的度數(shù)，南北回歸線間是地球上太陽直射的范圍。假如黃赤交角變大或變小，太陽直射的范圍也將擴大或變小。

二、極晝和極夜現(xiàn)象范圍的變化地球上極圈內(nèi)有極晝和極夜現(xiàn)象。極圈的度數(shù)是回歸線度數(shù)的余角。因此，黃赤交角擴大，極圈的度數(shù)減小，極圈到極點的范圍擴大，有極夜和極晝現(xiàn)象的范圍也擴大；而如果黃赤交角減小，極圈的度數(shù)增大，極圈到極點的范圍減小，有極夜和極晝現(xiàn)象的范圍也隨之減小。三、五帶的范圍變化熱帶是指地球上有太陽直射的地方，寒帶是指地球上有極夜和極晝現(xiàn)象的地方，溫帶是指沒有太陽直射及極夜和極晝現(xiàn)象的地方。即：回歸線和極圈是五帶的劃分界線。因此黃赤交角擴大，熱帶和寒帶的范圍擴大，溫帶的范圍縮??；黃赤交角減小，熱帶和寒帶的范圍也將減小，溫帶的范圍擴大。

七、季節(jié)的變化由于地球上各地的季節(jié)變化主要取決于正午太陽高度和晝夜長短的年際變化。黃赤交角變化，引起正午太陽高度和晝夜長短的年際變化。因此，當(dāng)黃赤交角變大，地球上各地的季節(jié)變化會更明顯。反之相反。黃赤交角存在的意義四、晨昏線與經(jīng)線間夾角范圍的變化由于太陽光線與晨昏圈垂直，太陽直射赤道時，晨昏圈與經(jīng)線的夾角為0，太陽直射點的緯度越高，晨昏圈與經(jīng)線的夾角越大，太陽直射點的最大緯度是黃赤交角，因此晨昏圈與經(jīng)線的夾角就是黃赤交角。五、正午太陽高度角的年變化由于正午太陽高度角的大小取決于距直射點的緯度差的大小，即假設(shè)為角a。角a越小，正午太陽高度角越大。由于黃赤交角變大，太陽直射點的移動幅度變大，各地正午太陽高度角的年變化幅度增大；反之相反。六、晝夜長短的年變化由于太陽光線與晨昏圈垂直，太陽直射點的緯度越高，晨昏圈與經(jīng)線的夾角越大，晝夜長短的差值越大。黃赤交角變大后，冬至和夏至?xí)r的太陽直射點的緯度變大，各地晝夜長短的年變化幅度增大，冬至日，北半球各地晝更短、夜更長，晝夜長短的差值也更大。因此，各地晝夜長短的年變化幅度增大。反之相反。黃赤交角的度數(shù)＝南北回歸線的度數(shù)極圈的度數(shù)＝90°－黃赤交角的度數(shù)。黃赤交角變化→太陽直射點移動范圍變化→五帶范圍變化和氣壓帶、風(fēng)帶移動范圍的變化→氣候分布范圍的變化→自然帶分布范圍的變化。太陽直射點的移動及晨昏線的移動過程由于太陽直射點在南北回歸線之間往返移動以及晨昏線(圈)始終與太陽光線垂直，晨昏線(圈)以地心為中心，在極圈和極點之間往返擺動。（一)、正午太陽高度及其變化

(1)太陽高度與正午太陽高度的比較

太陽高度是太陽光線與地平面之間的夾角。而正午太陽高度是指一天中最大的太陽高度，也就是當(dāng)?shù)氐胤綍r12時的太陽高度。二、公轉(zhuǎn)的地理意義(2)正午太陽高度的緯度變化說明：在同一天，距離太陽直射點相等的南北兩點的正午太陽高度相同。如，夏至日，北緯40°與北回歸線相差16°34′，與之對稱的點是6°52′N，兩地正午太陽高度相等。春分日正午太陽高度太陽直射赤道，正午太陽高度由赤道向南北兩側(cè)遞減夏至日正午太陽高度太陽直射在北回歸線，正午太陽高度由北回歸線向南北兩側(cè)遞減秋分日正午太陽高度太陽直射赤道，正午太陽高度由赤道向南北兩側(cè)遞減冬至日正午太陽高度太陽直射南回歸線，正午太陽高度由南回歸線向南北兩側(cè)遞減(3)正午太陽高度的季節(jié)變化同一緯度，正午太陽高度的大小隨季節(jié)而變化北回歸線南半球南回歸線北半球赤道(4)正午太陽高度的計算①公式法：正午太陽高度的計算公式H＝90°－直射點與所求地點緯度之差。若直射點與所求地點同在南半球或者同在北半球，兩點緯度差為大值減去小值；若直射點與所求地點分屬于南北不同半球，兩點緯度差為兩緯度之和。(5)正午太陽高度的應(yīng)用①確定地方時：當(dāng)某地太陽高度達到一天中的最大值時，就是一天的正午時刻，此時該地的地方時為12時。②確定當(dāng)?shù)氐牡乩砭暥龋寒?dāng)太陽直射點位置一定時，如果我們能夠知道當(dāng)?shù)氐恼缣柛叨?，就可以根?jù)“某地與太陽直射點相差多少緯度，正午太陽高度就相差多少度”的規(guī)律，求出當(dāng)?shù)氐牡乩砭暥取＂鄞_定房屋的朝向及室內(nèi)光照范圍大?。簽榱双@得最充足的太陽光照，各地房屋的朝向與正午太陽所在的位置有關(guān)。北回歸線以北的地區(qū)，正午時太陽位于南方，房屋朝向南方；南回歸線以南的地區(qū)，正午時太陽位于北方，房屋朝向北方。正午太陽高度越大，室內(nèi)光照范圍越小；反之越大。④確定日期、日影長短及方向：太陽直射點上，物體的影子縮短為零；正午太陽高度越大，日影越短；正午太陽高度越小，日影越長。正午是一天中日影最短的時刻。日影永遠朝向背離太陽的方向，如北回歸線以北地區(qū)，日影永遠朝向北方；南回歸線以南地區(qū)，日影永遠朝向南方；南、北回歸線之間的地區(qū)，日影則有南、北朝向的變化。⑤確定樓距、樓高：為了更好地保持各層樓都有良好的采光，樓與樓之間應(yīng)當(dāng)保持適當(dāng)距離。以我國為例，見圖甲，南樓高度為h，該地冬至日正午太陽高度為H，則最小樓間距L為：L＝hcotH。⑥太陽能熱水器的傾角調(diào)整：為了更好地利用太陽能，應(yīng)不斷調(diào)整太陽能熱水器與樓頂平面之間的傾角，使太陽光與受熱板之間成直角。其傾角和正午太陽高度角的關(guān)系為α＋h＝90°(如圖乙)。⑦判斷山地自然帶在南坡和北坡的分布高度。一般情況下，由于向陽坡正午太陽高度大，獲得太陽光熱多，背陽坡得到太陽光熱少，因此在相同高度，陽坡溫度較高，陰坡溫度較低，從而影響到同一自然帶在陰、陽坡的分布高度。（二）晝夜長短的變化晝弧夜弧晝長夜短晝短夜長晝夜等長66°34′N23°26′N23°26′S66°34′S太陽光太陽直射赤道全球晝夜相等春分日從春分到夏至，太陽直射點從赤道向北回歸線回歸，北半球白晝時間逐漸長于黑夜，黑夜時間逐漸變短，南半球則相反23°26′S66°34′N23°26′N66°34′S太陽光66°34′N23°26′N23°26′S66°34′S太陽光太陽直射北回歸線北半球晝長夜短，北極圈內(nèi)極晝南半球晝短夜長，南極圈內(nèi)極夜赤道晝夜相等夏至日從夏至到秋分，太陽直射點從北回歸線向赤道回歸，北半球白晝時間逐漸變短，黑夜時間逐漸變長，南半球則相反23°26′S66°34′N23°26′N66°34′S太陽光66°34′N23°26′N23°26′S66°34′S太陽光太陽直射赤道全球晝夜相等秋分日從秋分到冬至，太陽直射點從赤道向南回歸線回歸，北半球白晝時間逐漸短于黑夜，黑夜時間逐漸變長，南半球則相反66°34′N23°26′N23°26′S66°34′S太陽光66°34′N23°26′N23°26′S66°34′S太陽光太陽直射南回歸線北半球晝短夜長，北極圈內(nèi)極夜南半球晝長夜短，南極圈內(nèi)極晝赤道晝夜相等冬至日從冬至到春分，太陽直射點從南回歸線向赤道回歸，北半球白晝時間逐漸變長，黑夜時間逐漸變短，南半球則相反66°34′N23°26′N23°26′S66°34′S太陽光66°34′N23°26′N23°26′S66°34′S太陽光太陽直射赤道全球晝夜相等春分日北半球夏半年（春分至秋分）太陽直射赤道與北回歸線之間，北半球各地晝長夜短，且緯度越高晝越長，北極地區(qū)出現(xiàn)極晝現(xiàn)象。夏至日，北半球各地晝長達到一年中最大值，極晝范圍也達最大；北半球冬半年（秋分至次年春分）太陽直射赤道與南回歸線之間，北半球各地晝短夜長，且緯度越高，晝越短，北極地區(qū)出現(xiàn)極夜現(xiàn)象。冬至日，北半球各地夜長達到一年中最大值，極夜范圍也達最大南半球情況與上述相反。春、秋分夏至冬至直射點位置北半球赤道南半球晝夜平分晝長夜短，越往北晝越長晝短夜長，越往北晝越短晝夜平分晝夜平分晝夜平分晝夜平分晝短夜長，越往南晝越短晝長夜短，越往南晝越長思考:①

赤道上晝夜長短為什么不發(fā)生變化?②

地球上晝夜長短的變化和太陽高度角大小的變化有何相關(guān)關(guān)系？③

這種相關(guān)關(guān)系對地球表面獲得的太陽輻射的多少有何意義？（三）、四季的更替正午太陽高度和晝夜長短隨時間的變化到達地面的太陽輻射能多少的不同地球表面四季的更替

3、4、5三個月為春季6、7、8三個月為夏季9、10、11三個月為秋季12、1、2月為冬季春夏秋冬（四）、四季的劃分我國傳統(tǒng)季節(jié)、歐美季節(jié)的不同本節(jié)重點由于地球在繞太陽公轉(zhuǎn)運動過程中的“三個基本不變”，導(dǎo)致了太陽直射點在南北回歸線之間來回作回歸運動，從而導(dǎo)致了地球表面各地太陽高度角大小的變化和晝夜長短的變化，進而導(dǎo)致了地球表面各地獲得的熱量隨著太陽直