内容正文:
第二节 地球的公转
湘教版(2019)高中地理选择性必修一
第二课时 第一章 地球的运动
第二节地球的公转
【课程标准】
【学习目标】
结合实例,说明地球运动的地理意义。
1.了解地球公转的特点。
2.掌握黄赤交角概念及太阳直射点回归运动的规律。
3.结合实例,说明地球公转的地理意义。
4.运用地球运动的规律和原理,解释昼夜长短变化、正午太阳高度变化、四季变化、五带的形成等自然现象
第二节地球的公转
【新课导入】2022北京冬奥会开幕式24节气倒计时短片
第二节地球的公转
地球公转的地理意义
昼夜长短的变化
正午太阳高度的变化
四季的更替
一、正午太阳高度的变化
第二节地球的公转
一、正午太阳高度的变化
(一)太阳高度
(1)概念:太阳光线与地平面之间的夹角(即太阳在当地的仰角),叫作太阳高度角,简称太阳高度。
▷ 太阳高度角示意图
(2)大小:在太阳直射点上,太阳高度为90°;在晨昏线(圈)上,太阳高度为0°。
太阳高度角范围: 0°≤ h ≤ 90°
地面
第二节地球的公转
一、正午太阳高度的变化
(二)正午太阳高度
(1)定义:一天中太阳高度最大值出现在正午,称为正午太阳高度。
地 面
东 E
西 W
太阳高度角
[太阳高度]
正午太阳高度角
[正午太阳高度]
日出
日落
日出日落时
太阳高度角为0°
第二节地球的公转
一、正午太阳高度的变化
(2)正午太阳高度的特点
一地的太阳高度达到最大
物影最短时的太阳高度
当地地方时为12:00
太阳位于一天中最南或最北(极夜地区除外)
h(太阳高度)
t (地方时)
H1
0 6 12 18 24
最大
日出 正午 日落
t (地方时)
(1)昼半球(白天) >0°
(2)夜半球(晚上) <0°
(3)晨昏圈(线)上 =0°
(4)太阳直射点上=90°
第二节地球的公转
一、正午太阳高度的变化
(3)正午太阳高度的纬度分布规律
【春分/秋分】
太阳直射赤道
赤道上正午太阳高度为90°,达一年中最大值
正午太阳高度从赤道向南北两侧递减
冬至
12月22日
夏至
6月22日
秋分
9月23日
春分
3月21日
第二节地球的公转
一、正午太阳高度的变化
(3)正午太阳高度的纬度分布规律
【冬至】
太阳直射南回归线,南回归线正午太阳高度为90°
正午太阳高度从南回归线向南北两侧递减
南回归线及其以南地区正午太阳高度达一年最大
赤道及其以北地区达一年最小
冬至
12月22日
夏至
6月22日
秋分
9月23日
春分
3月21日
第二节地球的公转
一、正午太阳高度的变化
(3)正午太阳高度的纬度分布规律
【夏至】
太阳直射北回归线,北回归线正午太阳高度为90°
正午太阳高度从北回归线向南北两侧递减
北回归线及其以北地区正午太阳高度达一年最大值
赤道及其以南地区达一年最小
冬至
12月22日
夏至
6月22日
秋分
9月23日
春分
3月21日
第二节地球的公转
一、正午太阳高度的变化
(3)正午太阳高度的大小、变化特点的判断技巧
1. 大小看“远近”——近大远小
距离直射点所在的纬线越近,正午太阳高度越大;距离越远,正午太阳高度越小。
2. 变化看“移动”——来增去减
太阳直射点向某地所在的方向移来时,该地正午太阳高度逐渐增大;太阳直射点远离某地而去时,该地正午太阳高度逐渐减小。
春分3.21前后
夏至6.22前后
秋分9.23前后
次年春分
冬至12.22前后
23.5°N
23.5°S
0°
第二节地球的公转
【探究活动】
1. 结合课文关于正午太阳高度变化的描述,依据图1-16、图1-17中的相关数据,在图1-18中分别绘出夏至日、冬至日正午太阳高度的纬度分布。
23.5°
66.5°
90°
正午太阳高度
0°
90°S
66.5°S
23.5°S
0°
23.5°N
66.5°N
90°N
冬至日
夏至日
二分日
第二节地球的公转
一、正午太阳高度的变化
(4)正午太阳高度角的计算
图中A点为太阳直射点,其纬度为δ,B点的纬度为φ,H为B点的正午太阳高度
1
1
∴∠H=∠1=90°-(∠φ-∠δ)
∴∠H=∠1=90°-(∠φ+∠δ)
H = 90°- 纬度差
纬度差是当地纬度与当日直射点纬度的差值
求纬度差:【同减异加】
(同半球大值减小值,异半球相加)
第二节地球的公转
一、正午太阳高度的变化
(4)正午太阳高度角的计算
H = 90˚ - 纬度差
H=90˚-│当地纬度±当天太阳直射点纬度│
(同减异加)
当太阳直射B点(10°N)时,求A点(40°N)和C 点的正午太阳高度:
H=90°-AB纬度差
=90°-(40°-10°)=60°。
C点(23°26′S)正午太阳高度:
H=90°-BC纬度差
=90°-(10°+23°26′)=56°34′。
第二节地球的公转
【探究活动】
2)利用上述公式,完成表格内容。
地点 纬度 正午太阳高度
夏至日 春分日、秋分日 冬至日
北京 约40°N
海口 约20°N
73.5°
50°
26.5°
86.5°
70°
46.5°
H = 90˚ - 纬度差
第二节地球的公转
一、正午太阳高度的变化
(3)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确定房屋朝向
房屋的朝向与正午太阳所在位置有关。
为了获得更充足的太阳光照:
(1)在北回归线以北地区正午太阳位于南方,因此房屋坐北朝南。
(2)在南回归线以南地区正午太阳位于北方,因此房屋坐南朝北。
第二节地球的公转
一、正午太阳高度的变化
(3)正午太阳高度的应用
③确定当地纬度
当太阳直射点位置一定时,所求地与直射点纬度相差多少度;正午太阳高度就相差多少度。
根据某地某日(二分二至日)正午太阳高度;可判断该地纬度大小。
④判断日影长短及方向
太阳高度越大,日影越短,太阳高度越小,日影越长,且日影方向背向太阳。
正午是一天中日影最短的时刻。
太阳直射点上,物体的影子长度缩短为0。
正午太阳高度越大,正午日影越短;反之,正午日影越长。
第二节地球的公转
一、正午太阳高度的变化
(3)正午太阳高度的应用
⑤确定楼间距、楼高
为了更好地保证各楼层都有良好的采光,即一年中正午太阳高度最小时,前楼的影子最长时,不遮挡后楼一楼的采光。
⑥计算太阳能热水器的安装角度
为了更好地利用太阳能,应不断调整太阳能热水器与地平面之间的倾角,使太阳光与集热板成直角。
第二节地球的公转
一、正午太阳高度的变化
(3)正午太阳高度的应用
⑦判断山地自然带在南坡和北坡的分布高度
一般情况下,阳坡正午太阳高度相对较大,得到的太阳光热多,阴坡得到的太阳光热少。
因此在相同高度
阳坡温度较高,阴坡温度较低
从而影响到自然带在阳坡和阴坡的分布高度
二、昼夜长短的变化
第二节地球的公转
二、昼夜长短的变化
昼弧
赤道
昼弧
夜弧
昼弧
夜弧
夜弧
晨线
昏线
地球自转一周,如果经历的昼弧长于夜弧,则昼长夜短;反之,则昼长夜短。
赤道与晨昏线(圈)始终相互平分,昼弧的长度等于夜弧。由于黄赤交角的存在,除了在赤道上和春、秋分日外,各地的昼弧和夜弧不等长。
同一纬线圈,被晨昏线分为昼弧与夜弧。一个地方的昼夜长短,与它所在纬线昼弧和夜弧的长度有关。
一个地方的昼夜长短的关系,可以这个地方所在纬线上的昼弧和夜弧所占的比例关系来表示:
同一纬线上,昼弧+夜弧=360°
昼弧=夜弧, 则昼夜等长;
昼弧>夜弧,则昼长夜短;
昼弧<夜弧,则昼短夜长。
第二节地球的公转
【活动探究】
使用地球仪,或者以其他小型球体当作地球的模型,用一个手电筒射向这个球体,以代表太阳光。据此,完成相关任务。
1. 当太阳直射赤道时,在地球自转过程中,全球各地昼夜交替现象如何?
2. 当太阳直射南(北)回归线时,在地球自转过程中,有没有无昼夜交替现象的地方?如果有,是哪些地方?会出现什么样的现象?
1.昼夜不断交替,全球昼夜等长。
2.南北极圈内没有昼夜交替现象,会出现极昼或者极夜现象。
第二节地球的公转
二、昼夜长短的变化
昼夜长短变化规律
自春分日至秋分日,是北半球的夏半年,太阳直射北半球,北半球各纬度昼弧大于夜弧,昼长大于夜长
纬度越高,昼越长,夜越短,至北极四周为极昼
N
S
太阳直射点
第二节地球的公转
二、昼夜长短的变化
昼夜长短变化规律
自秋分日至次年春分日,是北半球的冬半年,太阳直射南半球,北半球各纬度昼短夜长
纬度越高,昼越短,夜越长,至北极四周有极夜现象
N
S
太阳直射点
第二节地球的公转
二、昼夜长短的变化
北回归线
南回归线
赤 道
昼渐长夜渐短
昼长夜短
昼长夜短
昼渐短夜渐长
昼短夜长
昼渐短夜渐长
昼短夜长
昼渐长夜渐短
昼夜平分
秋分日
昼夜平分
春分日
昼夜平分
次年春分日
夏至日
昼最长夜最短
冬至日
昼最短夜最长
昼夜长短变化规律
第二节地球的公转
二、昼夜长短的变化
昼夜长短的计算
昼夜长短变化的计算
根据昼弧夜弧计算
根据日出日落时间计算
根据纬度的分布特点进行计算或比较
第二节地球的公转
二、昼夜长短的变化
(1)根据某纬线的昼弧或夜弧弧度计算
昼长时数=昼弧度数/15°
夜长时数=夜弧度数/15°
(2)根据日出、日落的地方时计算
地方时正午12时把一天的白昼平分成相等的两份。
①昼长时数=(12-日出时间)×2
=(日落时间-12)×2。
②夜长时数=(日出时间-0)×2
=(24-日落时间)×2。
注:公式中日出、日落时间均为地方时。
晨线
日出
正午
12:00
昏线
日落
第二节地球的公转
二、昼夜长短的变化
(3)根据纬度的分布特点进行计算
①同纬度各地的昼长相等,夜长相等。
②根据昼夜长短的纬度对称分布特点:
北半球各地的昼长与南半球同纬度地区的夜长相等
北半球各地的夜长与南半球同纬度地区的昼长相等
N
S
40°N
40°S
15:00
9:00
15:00
9:00
第二节地球的公转
【活动探究】
读图完成相关任务。结合课文关于昼夜长短变化的描述,依据图1-15、图1-17中的相关数据,在图1-21中分别绘出冬至日、二分日昼夜长短的纬度分布。
第二节地球的公转
【活动探究】
读图完成相关任务。结合课文关于昼夜长短变化的描述,依据图1-15、图1-17中的相关数据,在图1-21中分别绘出冬至日、二分日昼夜长短的纬度分布。
冬至日
冬至日
春、秋分日
三、四季的更替
第二节地球的公转
四季的更替
地球公转导致地球中纬度地区出现明显的四季变化。
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。
(一)成因
第二节地球的公转
四季的更替
(二)天文四季
根据昼夜长短和正午太阳高度的变化而划分的四季。
夏季就是一年内白昼最长、正午太阳高度最高的季节。
冬季就是一年内白昼最短、正午太阳高度最低的季节。
春季和秋季是冬、夏季节的过渡季节。
第二节地球的公转
四季的更替
(三)气候四季
北温带的许多国家对气温的统计进行划分。
春季:3、4、5月
夏季:6、7、8月
秋季:9、10、11月
冬季:12、1、2月
南半球与北半球的季节恰好相反。
第二节地球的公转
四季的更替
(四)我国传统四季
中国传统上,以“四立”作为四季的起点,即立春作为春季的开始,立夏作为夏季的开始,立秋作为秋季的开始,立冬作为冬季的开始。
(五)欧美国家四季
欧美国家一般以二分二至作为四季的划分。春分作为春季的开始,夏至作为夏季的开始,秋分作为秋季的开始,冬至作为冬季的开始。
第二节地球的公转
二十四节气歌
春雨惊春清谷天,夏满芒夏暑相连,
秋处露秋寒霜降,冬雪雪冬小大寒。
二十四节气是一年中地球绕太阳运行到二十四个规定位置上的日期。其划分源于我国黄河流城。各节气分别冠以反映自然气候特点的名称。
春分
夏至
秋分
冬至
相邻两个节气间隔半个月即15天,可根据“二分二至”日计算其他节气对应的日期
第二节地球的公转
【知识拓展】季节变化的纬度差异
季节变化的纬度差异主要表现在三个地区:赤道两侧的低纬度地区、极地附近的高纬度地区、中纬度地区。
昼夜长短变化不大,正午太阳高度终年较大,全年获得太阳辐射能最多
全年皆夏
全
年
皆
冬
昼夜长短变化很大,全年正午太阳高度很小,获得的太阳辐射能较少
正午太阳高度变化最大,昼夜长短变化也较大,且正午太阳高度和昼长同时达到极值,单位面积所获得的太阳辐射能变化最大
四
季
更
替
明
显
第二节地球的公转
【知识拓展】五带的形成
理论上说,正午太阳高度越大的地区,单位面积获得的太阳辐射能量越多。由于正午太阳高度从直射点向两侧递减,导致地球表面不同纬度地区接受的太阳辐射能量不同,据此可将地球表面划分为五个热量带。
第二节地球的公转
【知识拓展】五带的划分
温度带 纬度范围 极昼极夜 太阳直射 气候特点 示意图
北寒带 66.5°- 90°S 有 无 终年寒冷
北温带 23.5°- 66.5°S 无 无 四季变化明显
热带 23.5°N- 23.5°S 无 有 终年炎热
南温带 23.5°- 66.5°S 无 无 四季变化明显
南寒带 66.5°- 90°S 有 无 终年寒冷
第二节地球的公转
【知识拓展】太阳视运动
概念:由于地球的自转,地球上的人所看到的太阳在天空中东升西落的运动过程。
图:40°N地区二分二至日正午太阳高度和日出日落的大致时间
太阳视运动的判断,关键在三个点:日出点、正午点、日落点,要找准三个时间点的太阳方位及对应的地方时。
第二节地球的公转
【知识拓展】不同地区太阳视运动示意图的判读
(1)未出现极昼或极夜现象的地区,太阳直射北半球时,日出、日落都偏北(太阳从东北升起西北落下);太阳直射南半球时,日出、日落都偏南(太阳从东南升起西南落下);太阳直射赤道时,日出正东、日落正西。
第二节地球的公转
【知识拓展】不同地区太阳视运动示意图的判读
(2)出现极昼的地区(除极点)一天内太阳不落,正午太阳高度最大,0时(24时)太阳高度最小,因此若位于北半球,太阳升落方位均为正北;若位于南半球,太阳升落方位均位于正南。
(3)极昼期间的极点一天内太阳高度不变。
第二节地球的公转
【知识拓展】全球日出、日落方位的判读
无论是北半球还是南半球,同一日期日出、日落方位相近,如下表所示:
日期 日出方位 日落方位
春分日(3月21日前后)至
秋分日(9月23日前后) 东北方 西北方
春分日(3月21日前后)或
秋分日(9月23日前后) 正东方 正西方
秋分日(9月23日前后)至次
年春分日(3月21日前后) 东南方 西南方
第二节地球的公转
湘教版(2019)高中地理选择性必修一
【课堂小结】
自转
公转
黄赤交角
太阳直射点的回归运动
正午太阳高度的变化
昼夜长短的变化
五带的划分
四季的更替
课堂练习
第二节地球的公转
湘教版(2019)高中地理选择性必修一
中欧地区城市夏季常出现热浪天气,街道两侧建筑物和树木的阴影可缓解行人的热感,行人热感可用生理等效温度(P)衡量。图1示意中欧地区某市(48°N,8°E)一条东西向街道行道树布置,图2示意该街道某年夏至日(天气晴朗、风力微弱)当地时间9-15时P平均值的分布。tan65.5°≈2.19。据此完成下面小题。
课堂练习
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1.甲、乙两处P平均值的差异主要源于( )
A.全时段两侧建筑物的遮阴 B.上午西侧行道树的遮阴
C.全时段东侧行道树的遮阴 D.下午西侧行道树的遮阴
2.同样情境下,若降低两侧建筑物高度至10米,乙、丙两处P平均值的差异将( )
A.变小 B.变大 C.不变 D.不确定
D
B
课堂练习
第二节地球的公转
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2024年12月4日,中国申报的“春节——中国人庆祝传统新年的社会实践”列入联合国教科文组织人类非物质文化遗产代表作名录。左图示意二十四节气地球在公转轨道上的位置,右为中国简图。据此完成下面小题。
课堂练习
第二节地球的公转
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3.春节申遗成功之日,黄河流域最接近( )
A.惊蛰快耙地 B.白露忙割地 C.大雪河封上 D.立冬先封地
4.该日,湖北省十堰市(32°N,110°E)( )
A.正午太阳高度为一年最大值 B.黑夜时长与前一天相比更短
C.日出东南方向日落西北方向 D.建筑物影子下午朝向东北方
5.该日和十堰市日落时刻接近的城市最可能是( )
A.拉萨 B.沈阳 C.银川 D.海口
C
C
D
下节课再见!
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Lavf59.14.100
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