专题10极昼和极夜（学生版+教师版）--2022届高三地理《地球的运动》总复习讲义（重难点突破）

2022届高三地理一轮总复习 专题10 极昼和极夜 【学习目标】1. 理解极昼和极夜的概念和形成原因。2. 掌握极昼和极夜在地球上的分布规律和变化过程。3. 能判定极昼范围内不同地点的太阳视运动图、太阳高度日变化图。4. 掌握极昼范围内正午太阳高度的特点，能求出其子夜太阳高度。 【重点和难点】1. 极昼和极夜在地球上的分布规律和变化过程。2. 极昼范围内不同地点的太阳视运动图、太阳高度日变化图。3. 极昼范围内正午太阳高度的特点、子夜太阳高度的求法。 【知识结构和课前预读】——独立思考，课前填写，落实基础 一、概念 1．概念 极昼和极夜是地球上两极附近地区特有的自然现象。极昼（又称永昼或午夜太阳），是两极附近地区太阳全天不落（都在地平线以上，昼长达到或超过24小时）的现象。极夜（或永夜），是太阳全天都在地平线以下（即夜长达到或超过24小时）的现象。 2. 成因 地球在围绕太阳公转的同时，还绕着倾斜的地轴而自转。地轴与公转轨道面之间存在66°34′的夹角，这就使太阳在地球表面的直射点总是在南、北回归线之间作周期为一年的回归运动，因而一年内总有一极有6个月时间朝着太阳，全是白天，出现极昼现象；另一极背着太阳，全是黑夜，出现极夜现象。两极附近地区也出现持续时间不同的极昼和极夜现象。 二、分布 1．范围 极昼和极夜现象只出现在以极点为中心的 南、北极圈及其以内地区，其范围随着太阳直 射点的移动而不断变化。 出现极昼和极夜的最低纬度都与直射点的 纬度互余，即出现极昼（或极夜）现象的最低 纬度（或起始纬度）＝90°－直射点的纬度。 当太阳直射点在 °Ｎ时，（90－ ）°Ｎ及其 以北地区发生极昼，（90－ ）°Ｓ及其以南地区发生极夜。当太阳直射点在 °S时，（90－ ）°S及其以南地区发生极昼，（90－ ）°Ｎ及其以北地区发生极夜。 即：直射点的纬度是多少度，离开极点多少度的范围内就有极昼极夜现象。 2. 变化过程 太阳直射赤道时（春分和秋分），地球上各地昼夜平分，全球无极昼和极夜现象。 春分过后，太阳直射点移至北半球，北极附近开始出现极昼，南极附近开始出现极夜，此后北半球的极昼范围向南逐渐扩大，至夏至日范围最大，整个北极圈及其以内地区发生极昼；与此同时，南半球的极夜范围也向北逐渐扩大，至夏至日整个南极圈及其以内地区发生极夜。夏至日过后，出现极昼和极夜的范围都逐渐缩小，至秋分日消失。 秋分过后，南极附近出现极昼，北极附近出现极夜，此后极昼和极夜的范围都越来越大，至冬至日最大，分别到达南、北极圈。冬至日过后，极昼和极夜的范围逐渐缩小，至次年春分日消失。 三、变化规律 1．太阳直射点所在半球的极点附近出现极昼现象，另一极点附近则出现极夜现象。即处在夏半年的半球出现极昼，处在冬半年的半球则出现极夜。 极昼出现在离太阳直射点较近的极点附近，极夜出现在离太阳直射点较远的极点附近。 2．极昼和极夜现象分布的范围随着直射点纬度的增高而扩大。太阳直射点的南北移动方向与出现极昼现象的最低纬线移动的方向相反，与出现极夜现象的最低纬线移动的方向相同。 3．在极圈以内，纬度越高，一年内出现极昼和极夜的时间越长。南、北两极为所在半球最早出现和最晚结束极昼和极夜的地方，出现极昼和极夜的时间都为半年，因此昼夜交替的周期为1回归年。随着纬度的降低，一年内出现极昼和极夜的时间也逐渐缩短。到南、北极圈，一年中仅出现一天极昼和一天极夜。因太阳直射点移动的速度约为1°（纬度）/4天，因此在极圈内，纬度相差1°，出现极昼和极夜现象的时间约相差8天。 4．在两极地区，极昼和极夜现象交替出现，且时间相反。当北极及其附近出现极昼时，南极及其附近出现极夜，反之亦然。 5．由于地球在黄道上的公转速度不断变化（北半球出现极昼时地球在远日点附近，公转速度较慢），因此南、北两极出现极昼和极夜的时间（即南、北极圈内的极昼和极夜日数）不等长。北半球的夏半年（186天）长于冬半年（179天），北极出现极昼的时间长于南极，南极发生极夜的时间长于北极。 四、极昼范围内的太阳高度 1．极点的太阳高度 出现极昼现象的极点太阳高度终日不变，太阳周日视运动的轨迹与极点的地平圈平行，其正午太阳高度＝子夜太阳高度＝当天太阳直射点的纬度（如图甲）。 证明：设太阳直射点的纬度为 °Ｎ，发生极昼现象的地区在北极附近，则该日北极的太阳高度Ｈ正＝90°－│90°－ °│＝ °。 同理可证，当太阳直射点在 °S时，该日南极的太阳高度Ｈ正＝ °。 上述结论也可用几何方法证明如下。 如右图，设太阳直射点的纬度为δ°Ｎ，北极的 正午太阳高度值为Ｈ，L1、L2为平行的太阳光线， L3为过北极点的圆的切线，L5垂直于L3（过切 点的圆的半径且垂直于圆的切线），L4（赤道）垂直于L5（地轴）。 求证：Ｈ＝δ。 证明：∵ ∠1＝∠2