内容正文:
第03讲
地理高考一轮复习备考系列
地球的公转及其地理意义
1
01
考情解码·命题预警
智能导览·极速定位
02
体系构建·思维可视
03
核心突破·靶向攻坚
04
真题溯源·考向感知
考点一 地球公转的基本特征
知识点1 地球公转的方向
知识点2 地球公转的周期
知识点3 地球公转的速度
知识点4 黄赤交角及其影响
考向 地球公转示意图的判读
考点二 地球公转的地理意义
知识点1 昼夜长短的变化
知识点2 正午太阳高度的变化
知识点3 季节更替与五带划分
考向1 昼夜长短的变化规律
考向2 正午太阳高度的应用
热点与拓展
01 太阳视运动
02 地球运动与生产生活
01 考情解码·命题预警
考情透视·目标导航
考点 年份 命题统计 命题情境和角度
正午太阳高度的变化 2025 上海,20题,3分 以热带气旋登陆昆士兰为情境
昆士兰州一年中最大的正午太阳高度角度;最小的正午太阳高度角度及时间。
太阳视运动 2023 上海,14题,2分 以海南环岛旅游公路研学为情境
研学小组成员想拍摄一幅满意的冬季海上日出照片,应选择的驿站。
2024 上海,23题,2分 以格陵兰岛冰盖为情境
夏至北极圈内出现极昼现象。参考上海在北半球夏至日的太阳视运动图,绘制卡纳克(78°N)夏至日的太阳视运动轨迹。(2分)
命题趋势 地球公转部分侧重考查地球公转的地理意义——昼夜长短、正午太阳高度的变化、太阳视运动等;联系生产生活实际设置问题情境,重视地理基本原理和规律的实际应用。为弘扬传统文化,以二十四节气和农业谚语为背景考查地球公转的相关知识也多有增加。近年来,地球公转部分的考查内容有所增加,难度也略有上升,考查形式以选择、填图、填空等形式为主。
4
02 体系构建·思维可视
知识导图·思维引航
03 核心突破·靶向攻坚
考点一 地球公转的基本特征
知识点1 地球公转的方向
地球绕太阳的运动,叫作地球的公转,公转轨道是一个近似的椭圆,太阳位于椭圆的一个焦点上。
同地球自转方向一致,地球公转的方向也是自西向东
考点一 地球公转的基本特征
知识点2 地球公转的周期
如果以其他恒星作为参照物,1年的时间长度为365日6时9分10秒,称为恒星年,这是地球公转的真正周期
考点一 地球公转的基本特征
知识点2 地球公转的周期
地球公转一周的时间是1年;如果以太阳作为参照物,1年的时间长度为365日5时48分46秒,称为回归年。
冬至
12月21日
夏至
6月21日
春分 3月20日
秋分 9月22日
考点一 地球公转的基本特征
知识点3 地球公转的速度
太阳
远日点(7月初)
1.471亿km
日地距离
61’/d
角速度
近日点(1月初)
1.521亿km
日地距离
57’/d
角速度
29.3km/s
线速度
30.3km/s
线速度
考点一 地球公转的基本特征
知识点3 地球公转的速度
开普勒第二定律:在椭圆上运动的物体,它与焦点的连线在相同时间里面扫过的面积相等。
远日点
(7月初)
近日点
(1月初)
公转速度最慢
公转速度最快
考点一 地球公转的基本特征
知识点3 地球公转的速度
思考:北半球夏半年日数186天,冬半年179天,为什么?
远日点(7月初)
近日点
(1月初)
逐渐变慢
逐渐变慢
逐渐变快
逐渐变快
春分
秋分
夏至
冬至
速度最慢
速度最快
【参考答案】近日点位于冬至日偏东位置,远日点位于夏至日偏东位置。夏半年公转速度慢,耗时长,导致夏半年日数长;冬半年公转速度快,耗时短,导致冬半年日数短。
考点一 地球公转的基本特征
知识点3 地球公转的速度
利用地球公转速度判断季节:
每年7月初,地球到达远日点,公转速度慢,此时为北半球夏季。每年1月初,地球到达近日点,公转速度快,此时为北半球冬季。当地球公转速度慢时,是北半球的夏季,当地球公转速度快时,是北半球的冬季。
考点一 地球公转的基本特征
知识点4 黄赤交角及其影响
黄道平面:地球公转轨道面
赤道平面:过地心并与地轴垂直的平面,地球自转平面
黄赤交角:黄道面与赤道面之间的夹角
目前其大小为23°26′
(1)黄赤交角
北极星
赤道平面
北极
南极
地轴
66°34′
23°26′
地球公转轨道面
(黄道平面)
考点一 地球公转的基本特征
知识点4 黄赤交角及其影响
相互关系:
黄赤交角=南北回归线的度数。
黄赤交角与极圈度数互余。
黄赤交角=晨昏线与地轴的最大夹角。
(1)黄赤交角
考点一 地球公转的基本特征
知识点4 黄赤交角及其影响
A
C
B
D
冬至
12月22日
春分
3月21日
夏至
6月22日
秋分
9月23日
北回归线
南回归线
赤道
春分
夏至
秋分
冬至
次年春分
1回归年=365日5时48分46秒
①引起太阳直射点在南北回归线之间往返运动
(2)黄赤交角的影响
黄赤交角→太阳直射点的南北移动→引起昼夜长短和正午太阳高度的变化→导致季节变化和五带形成。
考点一 地球公转的基本特征
知识点4 黄赤交角及其影响
②决定了五带的范围
如果黄赤交角变大……
直射范围、极昼极夜范围_______;
热带、寒带_______,温带_______;
冬夏季昼夜长短变化幅度_______;
(赤道、极圈内除外)
冬夏季正午太阳高度差变_______;
直射点移动速度变_______。
(2)黄赤交角的影响
变大
变大
变小
变大
变大
快
考向1 地球公转示意图的判读
考点一 地球公转的基本特征
(1)公转方向的判读——看南极上空还是北极上空
从南极上空看,公转方向为顺时针;从北极上空看,公转方向为逆时针。
考向1 地球公转示意图的判读
考点一 地球公转的基本特征
(2)先判断“二至”再判断“二分”
①看太阳位置:太阳位于椭圆右焦点,则右侧为近日点(接近冬至日),左侧为远日点(接近夏至日)。
②看地轴的指向:地轴北端“左倾左冬,右倾右冬”,即地轴北端向左倾斜,左面为冬至,向右倾斜,右面为冬至。
③看太阳直射点的位置:连接太阳光线与地心,可以看出太阳直射点所在的半球,从而区分冬季和夏季。
确定了二至点后,结合地球公转的方向即可判断春分和秋分。(先左右两图,后上下两图)
冬至日
夏至日
秋分日
春分日
丙
甲
丁
乙
冬至日
春分日
夏至日
秋分日
考向1 地球公转示意图的判读
考点一 地球公转的基本特征
(2022·浙江1月选考)摄影爱好者在南半球某地朝西北固定方向拍摄太阳照片,拍摄时间为K日及其前、后第8天的同一时刻。图左为合成后的照片,图右为地球公转轨道示意图。完成下面小题。
1.K日地球位置位于图右中的( )
A.① B.② C.③ D.④
B
阅读图文材料,结合知识,K日前后八天同一时刻太阳位置重合,证明K日前后八天的两个日期关于至日对称,说明K日即冬至日或夏至日,但是材料中显示拍摄的是西北方向,故太阳直射的是北半球,因此K日应为太阳直射北回归线当日,为夏至日
观察右图,①处于近日点1月初,对应的②③之间为远日点7月初,结合地球公转方向,②为夏至日,故选择B。
考向2 太阳直射点判读
考点一 地球公转的基本特征
(1)太阳直射点的回归运动
①回归线之间,一年内直射两次回归线上,一年内直射一次回归线以外, 太阳不直射
②春分至秋分,太阳直射点在北半球;秋分至次年春分,太阳直射点在南半球;
③冬至至次年夏至期间,太阳直射点向北移动;夏至日至冬至日期间,太阳直射点向南移动。
④北半球夏半年:春分→夏至→秋分;冬半年:秋分→冬至→次年春分;南半球情况相反
北回归线
南回归线
赤道
春分
秋分
冬至
次年春分
考向2 太阳直射点判读
考点一 地球公转的基本特征
(2)太阳直射点应用
三步骤:画图、画点、判断
① 给出日期,判断直射点位于什么半球
② 给出日期或范围,判断直射点的移动方向
③ 给出日期,推算直射点纬度
思考:五一劳动节太阳直射的半球位置?此时直射点向哪个方向移动?
五一劳动节时太阳直射北半球,太阳直射点向北移动
23°26′N
23°26′S
0°
(6.21)
(12.21)
(3.20)
(9.22)
(来年3.20)
(7月初)
(1月初)
知识点1 昼夜长短的变化
考点二 地球公转的地理意义
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。
(1)昼夜长短
晨昏线
昼弧
夜弧
知识点1 昼夜长短的变化
考点二 地球公转的地理意义
北半球夏至日(6月21日前后),太阳直射23° 26′N,北半球昼长夜短,纬度越高昼越长,北极圈及其以北出现极昼现象。南半球相反。
冬至
12月21日
夏至
6月21日
秋分
9月22日
春分
3月20日
(2)昼夜长短季节变化
知识点1 昼夜长短的变化
考点二 地球公转的地理意义
(2)昼夜长短季节变化
北半球冬至日(12月21日前后),太阳直射23° 26'S,北半球昼短夜长,纬度越高昼越短。北极圈及其以北出现极夜现象。南半球相反。
冬至
12月21日
夏至
6月21日
秋分
9月22日
春分
3月20日
知识点1 昼夜长短的变化
考点二 地球公转的地理意义
冬至
12月21日
夏至
6月21日
秋分
9月22日
春分
3月20日
春秋分日,太阳直射赤道,全球昼夜平分
(2)昼夜长短季节变化
知识点1 昼夜长短的变化
考点二 地球公转的地理意义
自春分日起,极昼极夜从_______处开始;
一年中,极点的极昼时长为_______;
一年中,极圈的极昼时长为_______。
极点
半年
一天
(2)昼夜长短季节变化
夏半年 昼长夜短,且纬度越高,昼越长
冬半年 昼短夜长,且纬度越高,夜越长
北半球夏至日 北半球的各纬度昼长达到一年中的最大值,北极圈及其以北地区皆为极昼,极昼的范围也达到最大,南半球反之
北半球冬至日 北半球各纬度的昼长达到一年中的最小值,北极圈及其以北地区皆为极夜,极夜的范围达到最大,南半球反之
知识点1 昼夜长短的变化
考点二 地球公转的地理意义
1) 昼夜长短的判读——看“弧长”
晨昏线把所经过的纬线圈分割成昼弧和夜弧。同一纬线圈上,若昼弧长于夜弧,则昼长夜短,反之昼短夜长;赤道上全年昼夜等长。
2) 昼夜长短状况——看“位置”
①太阳直射点的位置决定昼夜长短状况。太阳直射点在哪个半球,哪个半球昼长夜短,且越向该半球的高纬度地区白昼时间越长。如下图所示:
②太阳直射点的纬度与出现极昼极夜的最低纬度互余。
(3)昼夜长短的判断方法——“三看”
考点二 地球公转的地理意义
23°26′N
23°26′S
0°
3.20春分
9.21秋分
12.21冬至
次年3.20春分
6.21夏至
①春分日,直射赤道,全球昼夜平分
③夏至日,直射23°26′N,北半球昼长达全年最长,北极圈及其以北出现极昼,南半球相反
②3.20-6.21,直射点北移,北半球昼渐长,夜渐短
⑤秋分日,直射赤道,全球昼夜平分
④6.21-9.22,直射点南移,北半球昼渐短,夜渐长
⑦冬至日,直射23°26′S,北半球昼长达全年最短,北极圈及其以北出现极夜,南半球相反
⑥9.22-12.21,直射点南移,北半球昼渐短,夜渐长
⑥12.21-3.20,直射点北移,北半球昼渐长,夜渐短
规律1: 太阳向哪个半球(南、北)移动,哪个半球昼将变长,夜将变短。
考向1 昼夜长短的变化规律
考点二 地球公转的地理意义
规律2:太阳直射点在哪个半球,哪个半球就昼长夜短,且越向该半球高纬昼越长夜越短,与直射点半球位置有关,与太阳直射点的移动方向无关。
考向1 昼夜长短的变化规律
考点二 地球公转的地理意义
规律3:同纬度地区昼夜长短相同。
规律4:南北半球纬度数相同的地区昼夜长短“对称”分布,即北半球各地的昼长与南半球相同纬度的夜长相等。
N
S
D
A
C
B
思考:下图中C、D两点的昼长有什么关系?B、D两点的昼长又有什么关系?
考向1 昼夜长短的变化规律
考点二 地球公转的地理意义
规律5:由赤道到极圈,纬度越高,昼夜长短的年变化幅度增大。赤道处全年昼夜平分,昼夜长短年变化幅度为0;极圈内则为24小时。推得:同一天,昼长与12小时相差越大的地点纬度越高;纬度越高的地点昼长与12小时相差越大。
6
18
24
昼长/时
0
90°S
66.5°S
23.5°S
0°
23。5°N
66。5°N
90°N
12
昼夜长短的纬度分布
夏至日
二分日
冬至日
考向1 昼夜长短的变化规律
考点二 地球公转的地理意义
规律6:极昼(极夜)的起始纬度=90°-太阳直射点的纬度。纬度愈高,极昼(极夜)出现的天数愈多。太阳直射点向北移,北极点周围极昼范围变大;太阳直射点向南移,南极点周围极昼范围变大。
考向1 昼夜长短的变化规律
考点二 地球公转的地理意义
规律7:春、秋分日全球各地均昼夜等长,且距春分(秋分)日越近的日期,昼夜差值越小,且昼长越接近12小时。
考向1 昼夜长短的变化规律
考点二 地球公转的地理意义
规律8:若同一地点的两日期关于春秋分日对称,直射点纬度数值相同,但南北半球相反,这两日期昼夜情况相反;若同一地点的两日期关于二至日对称,直射点纬度相同(同一纬度),这两日期的昼夜情况相同,正午太阳高度及日出日落方位都相同。
同一地点两日期对称特点 昼夜长短 正午太阳高度 日出、日落方位
关于春分日(或秋分日)对称 相反 — —
关于夏至日(或冬至日)对称 相等 相等 相同
考向1 昼夜长短的变化规律
考点二 地球公转的地理意义
规律9:日出早于地方时6:00,日落地方时晚于18:00,昼长夜短,与直射点同一半球;
日出晚于地方时6:00,日落地方时早于18:00,昼短夜长,与直射点不在同一半球。
N
S
6:00
4:00
8:00
考向1 昼夜长短的变化规律
考点二 地球公转的地理意义
(1)根据昼弧夜弧计算
昼长时数=昼弧所跨经度数/ 15°
夜长时数=夜弧所跨经度数/ 15°
考向2 昼夜长短的计算
120°
8小时
?
考点二 地球公转的地理意义
(2)根据日出日落时间计算
①昼长=日落时间-日出时间(这里的日出时间、日落时间不必要求是地方时,但日出时间、日落时间所用的时间要统一,如都是北京时间或都是伦敦时间)。
②昼长时数=(12:00-日出地方时)×2=(日落地方时-12:00)×2。
③夜长时数=(日出地方时-0)×2=(24:00-日落地方时)×2。
考向2 昼夜长短的计算
同一地点的日出地方时+日落地方时=24小时
考点二 地球公转的地理意义
(3)特殊地点的昼长确定
①赤道上:昼长=夜长=12 h。
②极昼区:昼长=24 h,夜长=0。
极夜区:昼长=0,夜长=24 h。
考向2 昼夜长短的计算
(4)利用规律进行计算
①同一纬线上各点昼夜状况、日出和日落时间相等。
②南、北半球纬度数相同的地区昼夜长短对称分布,即北半球各地的昼长(夜长)与南半球同纬度地区的夜长(昼长)相等。例如,30°N的昼长等于30°S的夜长,如上图。
考点二 地球公转的地理意义
(5)利用日期的对称性计算
① 某一地点关于二至日对称的两个时间(如A点和B点),太阳直射点位于同一个位置,两个时间的昼长________。
② 某一地点关于二分日对称的两个时间(如B点和C点),太阳直射点位于不同半球,但纬度数相同。B的昼长______C的夜长。
考向2 昼夜长短的计算
相等
等于
考点二 地球公转的地理意义
昼夜长短变化
直射半球规律
太阳直射点的位置决定昼夜长短状况。太阳直射点在哪个半球,哪个半球就昼长夜短,且该半球纬度越高白昼越长;直射点所在半球的极点周围出现极昼现象。另一半球则昼短夜长,且纬度越高,夜越长。
太阳直射点的移动方向决定昼夜长短的变化趋势。直射点向哪个半球移动,哪个半球的昼就变长、夜变短(昼长随直射点来增去减)。
移动规律
太阳直射点向北移动时,北半球各地昼变长,夜变短,夏至日昼最长夜最短,南半球相反;太阳直射点向南移动时,北半球各地昼变短夜变长,冬至日昼最短夜最长,南半球相反。
离春秋分日越近,昼长越接近12小时
利用日出、日落时间计算:白天,日出、日落时间关于正午12点对称;夜间,日出、日落时间关于0点(或24点)对称;上午时长=下午时长;前半夜时长=后半夜时长。①昼长时数=(12-日出地方时)×2=(日落地方时-12)×2=日落时间-日出时间。②夜长时数=日出地方时×2=(24-日落地方时)×2。
日出地方时=12-昼长/2=夜长的一半。
昼夜长短的计算
知识点2 正午太阳高度的变化
考点二 地球公转的地理意义
太阳高度角:我们把太阳光线与地面的夹角,叫做太阳高度角。
(1)概念
太阳高度
一天中最大的太阳高度(地方时12的太阳高度)
极点上一天中太阳高度不变化,始终等于当天太阳直射点的纬度
正午太阳高度
地面
知识点2 正午太阳高度的变化
考点二 地球公转的地理意义
一天中,日出、日落时太阳高度=0°,正午时太阳高度最大。
太阳高度日变化图判读:
①交点(2个)的横坐标时间,即日出、日落时间。昼长=日落时间-日出时间。
②最高点的纵坐标即为正午太阳高度,可根据正午太阳高度的计算公式推算本地纬度或太阳直射点纬度。
③最高点的横坐标即为正午时间(地方时必为12:00)(可以求经度)。
(2)太阳高度日变化
地方时
12:00
太阳高度
知识点2 正午太阳高度的变化
考点二 地球公转的地理意义
(2)太阳高度日变化
地方时
12:00
太阳高度
地方时
12:00
太阳高度
地方时
12:00
太阳高度
90°
90°
90°
日出
日落
刚刚极昼
已经极昼多时
出现极昼的极点
④非极点地区:太阳高度在一日之内是有变化的,一天之内有一个最大值(地方时12时时),即当地的正午太阳高度。
⑥极点上:在极昼期间,极点上见到的太阳高度在一天之内是没有变化的,其太阳高度始终等于直射点的纬度。
知识点2 正午太阳高度的变化
考点二 地球公转的地理意义
(3)太阳高度的计算
A
N
S
赤道
B
β
δ
H
地平面
太阳光线
A
H
B
N
S
赤道
δ
β
地平面
太阳光线
Η=90°-当地与直射点的纬度差
纬度差“同减异加”
β为当地纬度
δ为直射点纬度
例子:当太阳直射10°N时,A(42°N)、B(23°26′N)、C(23°26′S)三地正午太阳高度的计算过程。
知识点2 正午太阳高度的变化规律
考点二 地球公转的地理意义
①正午太阳高度由直射点所在纬度向南北两侧递减。
②同一纬线上正午太阳高度相同;同一时刻,与直射点所在纬线差值相等的两条纬线,其正午太阳高度也相等。
③春秋分日,由赤道向南北两侧递减;夏至日,由23°26′N向南北两侧递减;冬至日,由23°26′S向南北两侧递减。
(1)纬度分布规律
知识点2 正午太阳高度的变化规律
考点二 地球公转的地理意义
(2)季节变化规律
地区 最大值 最小值
北回归线及其以北地区 一次 (夏至) 一次 (冬至)
南回归线及其以南地区 一次 (冬至) 一次 (夏至)
南北回归线之间
(除赤道) 两次
(直射当地时) 一次 (南半球在夏至,北半球在冬至)
赤道 两次 (春秋分) 两次 (冬至、夏至)
知识点2 正午太阳高度的变化规律
考点二 地球公转的地理意义
(3)年变化幅度
①南、北回归线之间:纬度越高,正午太阳高度变化幅度越大(由23°26′增大至46°52′),赤道上为23°26′,回归线上为46°52′。X纬度上为(X+23°26′)。
②南回归线至南极圈之间和北回归线至北极圈之间:各纬度正午太阳高度变化幅度相同(均为46°52′)。
③南极圈以南和北极圈以北:纬度越高,正午太阳高度变化幅度越小(由46°52′减小至23°26′),极圈上为46°52′,极点上为23°26′。(90°-X+23°26′)
知识点3 季节更替与五带划分
考点二 地球公转的地理意义
(1)四季的成因
地球自转
地球公转
黄赤交角
太阳直射点南北移动
昼夜长短变化
正午太阳高度变化
四季更替
知识点3 季节更替与五带划分
考点二 地球公转的地理意义
①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、正午太阳高度最大的季节
冬季就是一年内白昼最短、正午太阳高度最小的季节
春季和秋季是冬、夏季节的过渡季节
②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
(2)四季的划分
知识点3 季节更替与五带划分
考点二 地球公转的地理意义
③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。
④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。
(2)四季的划分
知识点3 季节更替与五带划分
考点二 地球公转的地理意义
(3)二十四节气
春雨惊春清谷天,夏满芒夏暑相莲,
秋处露秋寒霜降,冬雪雪冬小大寒。
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
春分
夏至
秋分
冬至
知识点3 季节更替与五带划分
考点二 地球公转的地理意义
由于黄赤交角的存在,导致太阳直射点在南北回归线之间移动,造成各纬度存在热量差异,形成五带。
有太阳直射
有极昼极夜
无极昼极夜
也无直射
有极昼极夜
无极昼极夜
也无直射
热带
北温带
北寒带
南温带
南寒带
考点二 地球公转的地理意义
(1)确定地方时
当某地的太阳高度达这一天中的最大值时,是当地地方时12点。
当某地日影达一天中最短时,是当地地方时12时。
考向2 正午太阳高度的应用
(2)确定房屋的朝向
为了获得更充足的太阳光照,房屋的朝向与正午太阳所在位置有关。
①在北回归线以北地区正午太阳位于正南,因此房屋坐北朝南
②在南回归线以南地区正午太阳位于正北,因此房屋坐南朝北
可以把直射点当成正午太阳,直射点位于当地以北,正午太阳位于正北;直射点位于当地以南,正午太阳位于正南;直射点位于当地,正午太阳位于头顶。
利用正午太阳方位也可帮助判断阴坡和阳坡
考点二 地球公转的地理意义
(3)确定当地的地理纬度
当太阳直射点位置一定时,两地纬度差多少度,正午太阳高度就差多少度。根据某地某日(二分二至日)正午太阳高度,可判断该地区纬度大小。
考点2 正午太阳高度的应用
(4)判断日影长短及方向
太阳直射点上,物体的影子缩短为0;正午太阳高度越大,日影越短;反之,日影越长。正午是一天中日影最短的时刻。
日影永远朝向背离太阳的方向,北回归线以北的地区,正午的日影全年朝向正北(北极点除外),冬至日日影最长,夏至日最短;南回归线以南的地区,正午的日影全年朝向正南(南极点除外),夏至日日影最长,冬至日最短;南北回归线之间的地区,正午日影夏至日朝向正南,冬至日朝向正北;直射时日影最短(等于0)。
考点二 地球公转的地理意义
(5)确定楼间距、楼高
了更好地保证各楼层都有良好的采光,楼与楼之间应当保持适当距离。以我国为例,见右图,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=hcotH
考点2 正午太阳高度的应用
(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楼顶平面之间的倾角,使太阳光与集热板成直角。其倾角和正午太阳高度角的关系为α+h=90° ,安装倾角α=当地与直射点的纬度差。
一年内调整的幅度等于所在地正午太阳高度角的年变化幅度。
h
H
L
23°26′N
考点二 地球公转的地理意义
拓展:
“追日型”太阳能发电设备可随不同时段的太阳光线,沿东西方向变换集热板的旋转角度,其水平旋转角度反映的是昼长;并随时调整集热板与地面的倾角,使集热板始终正对太阳,垂直转动的角度反映正午太阳高度。
考点2 正午太阳高度的应用
(6)计算太阳能热水器的安装角度
墙
体
集热板
α
α = H
H
考点二 地球公转的地理意义
正午太阳高度
变化规律
同一时刻,正午太阳高度从太阳直射点向南北两侧递减;离直射点距离越近(纬度差越小),正午太阳高度越大。(近大远小)
太阳直射点向某地所在的方向移来时,该地的正午太阳高度逐渐增大;太阳直射点远离某地时,该地的正午太阳高度逐渐减小。(来增去减)
正午太阳高度角H=90°-太阳直射点纬度和当地纬度的纬度差;纬度差多少度,正午太阳高度就差多少度
计算公式
确定地方时:当某地太阳高度达一天中最大值时日影最短,地方时是12时。
确定房屋的朝向:在北回归线以北地区,正午太阳位于南方,房屋朝南;在南回归线以南地区,正午太阳位于北方,房屋朝北。
判断物影长短及方向:正午太阳高度越大,物影越短,正午太阳高度越小,物影越长,且物影方向背向太阳。
确定当地的地理纬度;确定楼间距、楼高,以我国为例,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=hcotH;太阳能热水器的倾角α=纬度差=90°-h=90°-(90°-纬度差)=所求点与直射点的纬度差(同减异加),一年内调整的幅度:等于所在地正午太阳高度角的年变化幅度。
应用
拓展 太阳视运动
(1)概念
太阳视运动: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。
太阳视运动图的三个关键:日出日落方位、正午太阳的方位、正午太阳高度
拓展 太阳视运动
(2)日出、日落方位
在晨线上看到的是日出,在昏线上看到的是日落。
在右图中,由于 A位于B的正东方向,故B地所见太阳位于正东方;A位于B´的正西方向,故B´地所见太阳位于正西方。
直射赤道时
规律1:二分日,全球各地的日出日落方位除了南北两极点外均为从正东方向升起、从正西方向落下。
拓展 太阳视运动
(2)日出、日落方位
规律2:太阳直射北半球时,全球各地除了极昼、极夜地区以外,太阳都是从东北方向升起、从西北方向落下;极昼地区,太阳正北升,正北落;北极点不升不落,顺时针
太阳直射北半球(夏半年)
拓展 太阳视运动
(2)日出、日落方位
规律3:太阳直射南半球时,全球各地除了极昼、极夜地区以外,太阳都是从东南方向升起、从西南方向落下;极昼地区,太阳正南升,正南落;南极点不升不落,逆时针
太阳直射南半球(冬半年)
拓展 太阳视运动
01 太阳视运动
(2)日出、日落方位
直射点位置 日出方位 日落方位 昼夜长短
北半球 除极昼极夜地区外 东北 西北 北半球昼长夜短
南半球昼短夜长
极昼地区 北极点 不升不落
除北极点外 正北 正北
赤道 正东 正西 昼夜等长
南半球 除极昼极夜地区外 东南 西南 北半球昼短夜长
南半球昼长夜短
极昼地区 南极点 不升不落
除南极点外 正南 正南
拓展 太阳视运动
关键在于判断当地与直射点的南北关系,把直射点看成正午太阳
直射点位于当地以南,正午太阳在正南;直射点位于当地,正午太阳在头顶;
直射点位于当地以北,正午太阳在正北。
(3)正午时太阳方位
只能是正北、正南或头顶
拓展 太阳视运动
(3)正午时太阳方位
始终在正北
始终在正南
时南时北
拓展 太阳视运动
(4)正午太阳高度
太阳视运动图能反映当日的正午太阳高度,故要去求正午太阳高度。
计算正午太阳高度的方法:
Η=90°-当地与直射点的纬度差
太阳视运动绘制:根据光照图或材料判断出日出、日落时太阳方位;根据当地纬度位置、日期判断正午时太阳方位;计算正午太阳高度;三点连曲线即成视运动轨迹。
拓展 太阳视运动
太阳周日视运动轨迹——春秋分日
N
S
【春分/秋分】
地平面
北
南
西
东
春秋分
北半球无极昼极夜区某地
(5)太阳视运动图
拓展 太阳视运动
太阳周日视运动轨迹——夏至日
【夏至】
地平面
北
南
西
东
夏至
北回归线至北极圈之间的某地
(5)太阳视运动图
拓展 太阳视运动
太阳周日视运动轨迹——冬至日
【冬至】
地平面
北
南
西
东
冬至
北半球无极昼极夜区某地
(5)太阳视运动图
拓展 太阳视运动
太阳周日视运动轨迹——无极昼极夜区
地平面
北
南
西
东
夏至
冬至
春秋分
南半球南回归线至南极圈之间的某地
地平面
北
南
西
东
冬至
夏至
春秋分
北半球北回归线至北极圈之间的某地
(5)太阳视运动图
拓展 太阳视运动
出现极昼的地区(除极点):一天内太阳不落到地面以下,正午12点时太阳高度最大,0点(24点)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。
地平面
北
南
西
东
南半球刚出现极昼的某地
地平面
北
南
西
东
北半球刚出现极昼的某地
(5)太阳视运动图
拓展 太阳视运动
极昼期间的极点:极昼期间的极点一天内太阳不落到地面以下,并且一天内太阳高度不变。在南极点看到太阳沿纬线自东向西(逆时针)水平移动;在北极点看到太阳沿纬线自东向西(顺时针)水平移动。
地平面
北
北
北
北
南极点
地平面
南
南
南
南
北极点
(5)太阳视运动图
拓展 太阳视运动
当极点处于极昼期时,全天24小时太阳高度角为恒值(不变),并且其太阳高度的大小取决于阳光直射点的纬度。运用正午太阳高度的计算公式(h=90°-(90°-直射点的纬度)),可推知h=直射点所在的纬度数,即极点太阳高度角的大小恰好等于阳光直射点的纬度。
(5)太阳视运动图
拓展 太阳视运动
二维简图画法
(1) 确定直射点所在半球,得出日出、日落方位;点北北升落,点南南升落(没有极昼极夜区);点赤东升西落。
(2) 判断正午12点的直射点是位于已知地区的正南还是正北;正午太阳直射点与正午太阳方位是一致的。
(3) 确定三点(日出、日落、正午)后绘制轨迹。
直射点以北地区
正东→东北→正北→西北→正西
直射点以南地区
正东→东南→正南→西南→正西
N
W
E
S
N
W
E
S
春秋分日
拓展 太阳视运动
直射点以北地区
东北→正北→西北
直射点以南地区
东北→正东→东南→正南→西南→正西→西北
N
W
E
S
N
W
E
S
北半球夏半年
(6)太阳周日视运动轨迹图——二维简图
拓展 太阳视运动
直射点以北地区
东南→正东→东北→正北→西北→正西→西南
直射点以南地区
东南→正南→西南
N
W
E
S
N
W
E
S
北半球冬半年
(6)太阳周日视运动轨迹图——二维简图
拓展 太阳视运动
①影长的变化
根据太阳高度的大小判断影长。日出、日落时影长最长,日出之后缩短,正午时最短,之后变长,直射点上无影子。
②影子方位的变化
影子位于太阳相反方位,根据太阳方位即可推知影子方位。以北半球中纬度为例,分析如下:
(7)影子变化的判读
拓展 太阳视运动
日出杆影
1
2
日落杆影
正午杆影
3
注意:
杆影方向与太阳方位相反
① 北半球夏半年直射点以北地区杆影图
西
东
日出杆影
1
2
日落杆影
正午杆影
3
西
东
② 北半球夏半年直射点以南地区杆影图
(7)影子变化的判读
拓展 太阳视运动
日出杆影
1
2
日落杆影
正午杆影
3
西
东
③ 北半球冬半年杆影图
日出杆影
1
2
日落杆影
正午杆影
3
西
④ 北半球二分日
(7)影子变化的判读
拓展 太阳视运动
太阳视运动规律的应用
日影朝向及长短
日影朝向与太阳方位相反;日影长短与太阳高度呈负相关
日出东北方,日落西北方——北半球夏季,南半球冬季
推断白昼长短
判断时间:若太阳在东南天空、太阳高度逐渐增大,则为上午;若太阳在西南天空、太阳高度逐渐减小,则为下午。太阳位于正南方向,太阳高度最大时,则为当地的12时。
地平面以上部分太阳视运动轨迹占一半,正东升正西落:昼夜等长
判断时间(季节)
日出东南方,日落西南方——北半球冬季,南半球夏季
日出正东,日落正西——春分和秋分
地平面以上部分太阳视运动轨迹所占部分较多:昼长夜短
地平面以上部分太阳视运动轨迹所占部分较少:昼短夜长
根据太阳视运动图中的太阳日出日落方位可以判断地面的东方和西方,进而可以确定南方和北方
判断地面的方位
拓展 地球运动与生产生活
二十四节气
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。每月两节不变更,最多相差一两天。上半年来六廿一,夏半年是八廿三。
影响
二十四节气的命名反应了季节、物候现象、气候变化三种。
反应季节的是立春、春分、立夏、夏至、立秋、秋分、立冬、冬至,又称八位;反应物候现象的是惊蛰、清明、小满、芒种;
反应气候变化的有雨水、谷雨、小暑、大暑、处暑、白露、寒露、霜降、小雪、大雪、小寒、大寒。
冬至祭天、夏至祭地、春分祭日、清明祭祖等,都是中国人格外重视的祭祀活动。
它深刻影响着人们的农业生产、风俗习惯、传统节日和祭祀等活动,是古代中国人生产、生活的重要依据。
二十四节气与人类活动
拓展 地球运动与生产生活
二十四节气的确定,是将地球绕太阳公转的黄道划分为24等份,以春分点作为0起点,地球每运行15°,日期大约经过15天,对应一个节气。可以根据二分二至的日期判断任意节气的日期。
拓展 地球运动与生产生活
二十四节气与地球运动
推断日期:每个节气15天→结合已知日期(春分、夏至、秋分、冬至)就近推断。
推断太阳直射点位置:推断日期,推断此时太阳直射点所在的大致位置。
昼夜长短变化与正午太阳高度的推断:结合昼夜长短变化与正午太阳高度的时空变化规律——“来增去减”、“近大远小”。
寻找对称点:关于夏至或冬至对称的节气→同一地点昼夜长短、正午太阳高度、日出日落方位均相同,如小暑与芒种,立夏与立秋、小雪与大寒、寒露与惊蛰等。
关于春分或秋分对称的节气→同一地点昼夜长短相反,日出日落方位不同,如惊蛰与清明、立春与立夏等。
拓展 地球运动与生产生活
日晷
日晷
“日晷”的意思为“太阳的影子”。因此,所谓日晷,就是白天通过测日影定时间的仪器。
日晷通常由铜制的指针(晷针)和石制的圆盘(晷面)组成。日晷晷盘与赤道平行,北半球地区坐南朝北
①晷针与地平面的夹角即为当地纬度。
②晷面与地平面的倾角=90°-当地纬度。
③晷针与晷面呈垂直关系。
赤道式日晷
日晷分类:地平式、垂直式、赤道式
晷针垂直于晷盘;晷针指向北极星或相反方向;晷面呈南高北低;晷针的影子顺时针方向移动;晷盘上指示的时间为地方时。
北
南
西
东
夏半年(春分到秋分)晷针投影在日晷北侧面上(晷面上方);冬半年(秋分到次年春分)晷针投影在日晷南侧面(晷面下方)
春秋分日无法指示时间,因春秋分太阳视运动轨道与晷盘平行。
拓展 地球运动与生产生活
04 真题溯源·考向感知
真题溯源·考向感知
(2023年上海卷)研学小组成员想拍摄一幅满意的冬季海上日出照片,应选择的驿站是 (2分)
A.甲
B.乙
C.丙
D.丁
C
因黄赤交角的存在,冬季北半球纬度越低昼越长,日出也越早,丙地纬度最低,因此最早看到日出。冬季日出东南,故位于东南沿海的丙地最适合观看日出景观。
真题溯源·考向感知
(2024年上海卷)夏至北极圈内出现极昼现象。参考上海在北半球夏至日的太阳视运动图,绘制卡纳克(78°N)夏至日的太阳视运动轨迹。(2分)
夏至日太阳直射北回归线线(23°26'N),北极圈及其以北地区(包括78°N)出现极昼现象,即图中画出的太阳周日视运动轨迹,都在地平面上方,太阳在子夜0时正北方落下的同时、随即升起。夏至日78°N任何地点在正午12点时,太阳位于正南方天空,且太阳高度为90。-(78°-23°26’)=35°26’;子夜0时太阳位于正北天空、太阳高度为一天中最低值、且太阳高度为78°-(90'-23°26’)=11°26'。
真题溯源·考向感知
(2025年上海卷)昆士兰州阳光充足,一年中最大的正午太阳高度是 ,最小正午太阳高度出现在 日(填日期)前后,约为 。(3分)
图示昆士兰州的纬度范围在10°S到28°S之间,一年中有太阳直射现象,故一年中最大的正午太阳高度角为90°。一年中的最小正午太阳高度出现在北半球夏至日,即6月21日前后;该日太阳直射23°26’N,据此推算昆士兰州的最小正午太阳高度的范围是在38°34’~56°34’之间,具体计算是38°34’=90°-(28°+23°26′);56°34’=90°-(10°+23°26′)。
90°
6月21
38°34’-56°34’
讲师:xxx
感谢观看
THANK YOU
91
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