内容正文:
第2课时 地球公转的地理意义
稳健启程 新知初步构建
课前·自主预习
新|知|梳|理
一、正午太阳高度的变化
1.正午太阳高度的空间(纬度)变化规律。
由太阳直射点所在纬度向南北两侧递减。
2.正午太阳高度的时间(季节)变化规律(以北半球为例)。
节气
最大值地区
最小值地区
夏至日
北回归线及其以北各纬度
南半球各纬度
冬至日
南回归线及其以南各纬度
北半球各纬度
二分日
赤道
极点
二、昼夜长短的变化
3.春、秋分日:全球各地昼夜等长,各为12时。
三、四季的更替
作为一种天文现象,四季更替表现为一年中正午太阳高度和昼夜长短的季节变化。夏季是一年中正午太阳高度最大、白昼最长的季节,冬季相反。北温带国家多把3、4、5月定为春季,6、7、8月定为夏季,9、10、11月定为秋季,12月和次年1、2月定为冬季。南、北半球的季节相反。
[名师点拨]
(1)太阳直射某地,该地不一定昼最长夜最短,北半球各地夏至日这一天昼最长,南半球各地冬至日这一天昼最长。
(2)太阳直射点的纬度越高,地球上各地昼夜相差越大,出现极昼极夜的范围越大。
(3)同一纬线上各地同一天的昼夜长短相等(日出、日落地方时也相同);同一纬线的昼夜长短在一年中有两个日期相同(除二至日),且这两个日期近似关于二至日对称。
[易错辨析] “正午太阳高度”与“太阳高度”“太阳直射”的区别与联系
(1)太阳高度是指太阳入射光线与观测者所在地平面的夹角。
(2)太阳入射光线与地平面夹角为90°时,称为太阳直射。
(3)一日中太阳高度的最大值即为正午太阳高度。
(4)若太阳高度为90°,必须同时满足“时间+地点”两个条件:一是时间为当地正午,地方时12点;二是地点为直射点。
[微思考] 天安门广场上正午旗杆的影子一年中什么时候最长?什么时候最短?
答案 冬至日时,北半球各地的正午太阳高度达到一年中最小值,此时旗杆的影子最长;夏至日时北回归线及以北地区正午太阳高度达到一年中最大值,此时旗杆的影子最短。
[易错辨析] 昼夜现象、昼夜更替现象和昼夜长短变化的比较
昼夜现象
因地球是一个不透明、不发光的球体,在同一时间内太阳只能照射地球的一半,对着太阳的一半即为昼半球,另一半背向太阳则是夜半球,它不涉及地球的运动
昼夜更替
主要是因地球自转运动而产生的,因光源来自太阳,所以,昼夜更替的周期是一个太阳日,即24小时
昼夜长短的变化
除赤道以外,其他纬度地区昼夜长短状况随地球运动而产生周期性的变化,其直接原因是晨昏线的摆动引起纬线圈上昼弧、夜弧的长短变化,根本原因是黄赤交角的存在
[知识延伸] 四季更替的纬度差异
此外,低纬度的高海拔地区,在夏半年因海拔高较凉爽,在冬半年因纬度低而较温暖,其季节更替也不明显,如我国的昆明、巴西的巴西利亚。
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课堂·合作探究
探究点一 正午太阳高度的变化
情境Ⅰ 冲着某高档小区楼房间距有50 m、小区绿化率为50%的宣传广告,我国北方某市一些市民先后在此购买了商品房。岂料两年后开发商改变建筑方案,楼房的间距仅为30.4 m。为此,该小区的38户业主们将开发商告上法庭。
【问题探究】
(1)小区业主为什么这么重视楼间距问题?
答案 楼间距与太阳光照相关,在太阳高度一定的情况下楼间距的大小会影响到采光条件的好坏。
(2)每年的夏至日至冬至日我国北方正午太阳高度如何变化?
答案 正午太阳高度逐渐减小。
正午太阳高度的应用
(1)确定地方时。
当某地太阳高度达一天中的最大值时,此时日影最短,当地的地方时是12时。
(2)确定房屋的朝向。
在北回归线以北地区,正午太阳位于南方天空,房屋朝南;在南回归线以南地区,正午太阳位于北方天空,房屋朝北。
(3)判断日影长短及方向。
太阳高度越大,影子越短,太阳高度越小,影子越长。一天中日影的变化规律:日出最长正午最短日落最长,且日影方向与太阳方向相反。
(4)计算楼间距。
一般来说,纬度较低的地区,楼距较近;纬度较高的地区,楼距较远。解题关键是计算当地冬至日的正午太阳高度,并计算影长。以我国为例(见下图),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为:L=h·cotH。
(5)计算热水器安装角度。
应使太阳能热水器集热面与太阳光线垂直,其倾角(α)和正午太阳高度(H)的关系为α+H=90°(如下图)。
正午太阳高度的计算方法
(1)公式:H=90°-两点纬度差。
(2)含义。
①H:观测点的正午太阳高度。
②两点:太阳直射点、观测点。
③纬度差:若两点在同一半球,用较高纬度减去较低纬度;若两点分属于南、北半球,将两点的纬度求和。
如下图所示:
当太阳直射B点(10°N)时,A点(30°N)正午太阳高度:HA=90°-=90°-(30°-10°)=70