内容正文:
专题二
宇宙中的地球
高考地理
新高考专用
体系透视
重难透析
考法透析
目 录
重难1 晨昏线(光照图)的判读及应用
重难2 时间和日期范围计算
重难3 昼夜长短的变化
重难4 正午太阳高度的分布及其应用
太阳视运动轨迹
目 录
体系透视
目 录
重难1 晨昏线(光照图)的判读及应用
1.晨昏线(光照图)的判读
晨昏线(圈)光照图包括侧视光照图及其变式图、俯视光照图及其变式图、矩形投影图
及局部光照图等。判读该类型图时,应特别关注图中关键的点、线及夹角。
重难透析
目 录
类型 地理信息
极点 无东西方向,只有南北方向;无地方时,太阳高度无明显日变化;晨昏线只在
春秋分日经过;半年极昼、半年极夜,且南北相反
太
阳
直
射
点
纬度与极昼(极夜)切点互余,且等于晨昏线与地轴的夹角;所在纬线正午太
阳高度为90°,以此线向南北两侧递减;所在经线为昼半球的中央经线,地方
时为12时(太阳高度达一天中最大)
(1)关键点
目 录
晨纬交点 所在纬线的日出时刻;以东为昼弧,以西为夜弧 确定所在纬线日出日落地方时和昼
夜长短
昏纬交点 所在纬线的日落时刻;以东为夜弧,以西为昼弧
晨赤交点 晨线的中点;所在经线地方时为6时
昏赤交点 昏线的中点;所在经线地方时为18时
极昼切点 晨线和昏线的交点;所在经线地方时为0时;所在纬线是出现极昼的最低纬度,且数值与太阳直射点的纬度互余
极夜切点 晨线和昏线的交点;所在经线地方时为12时;所在纬线是出现极夜的最低纬度,且数值与太阳直射点的纬度互余
昼弧中点 所在经线为昼半球的中央经线,地方时为12时(太阳高度达一天中最大)
夜弧中点 所在经线为夜半球的中央经线,地方时为0时
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(2)关键线
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类型 地理信息
太阳光线 平行线;与晨昏线(圈)垂直
晨
昏
线 晨线 顺着自转方向,由夜进入昼的为晨线(如图1中 ) 平分地球,以地心为圆心;太阳高度为0°,晨线各点日出,昏线各点日落;与赤道相互平分;与地轴(经线圈)的夹角(图2 α)等于太阳直射点的纬度(图2 β),数值变化范围为0°~23°26';以15°/小时的速度自东向西移动
昏线 顺着自转方向,由昼进入夜的为昏线(如图1中 )
昼弧 沿纬线由晨纬交点向东至昏纬交点的部分 数值变化范围为0°~360°;可计算昼夜长短,确定季节
夜弧 沿纬线由晨纬交点向西至昏纬交点的部分
日期分界 沿地球自转方向,0时或24时所在经线向东至180°经线为今天,向西至180°为昨天
目 录
(3)夹角关系
夹角 二分日 二至日
晨昏线与经线圈的夹角(α) 0° 23°26'
晨昏线与赤道平面的夹角 90° 66°34'
太阳光线与赤道平面的夹角(β) 0° 23°26'
目 录
2.晨昏线(光照图)的应用
目 录
重难2 时间和日期范围计算
1.地方时和区时的计算
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类型 现象 地方时
太阳高度(影长) 一天中最大值(日影长最小值) 12:00
0值或极昼区最小值(日影长最大值) 日出 春秋分为6:00,夏半年早于6:00,冬半年晚于6:00;极昼区为0:00(24:00)
日落 春秋分为18:00,夏半年晚于18:00,冬半年早于18:00;极昼区为24:00(0:00)
太阳方位 春秋分正东或正西 6:00或18:00
非极昼区正北、正南或正上 12:00
极昼极夜 极夜后首次日出 约12:00
极昼后首次日落 约24:00
太阳辐射 最大值 12:00左右
气温日变化 日最高值 14:00左右
名师点睛 题目信息中隐含的时间
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名师点睛
地方时计算中的方向问题
在地方时计算中的东西方判定与地图上判断方向有所不同:地图上判断方向,没有最东
和最西,东西方向是相对的;而在地方时计算中则有最东和最西,东经度数越大越靠东,
西经度数越大越靠西,越靠东的地点一天开始的时间越早,地方时的数值越大。
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站在新的一天(图中n+1日范围),面向北极,右手指向的日界线为180°经线,左手指向的日界线为地方时0时的经线。
2.日期范围计算
(1)明确两条界线
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(2)掌握两种确定日期范围的方法
①方法一:新的一天的范围是从0时所在经线向东到180°经线,旧的一天的范围是从0时
所在经线向西到180°经线。解答此类题目的关键是求出0时所在经线并科学绘图。例
如:当北京时间为12时时,与北京属于同一日期的范围为60°W向东至180°(如图所示),跨
240个经度,占全球的2/3。
②方法二:如果180°经线的地方时是N时,那么新的一天占全球的N/24;反过来,如果新的
一天占全球的N/24,那么180°经线的地方时是N时。例如:当180°经线的地方时为6时时,
新的一天占全球的1/4,旧的一天占全球的3/4。
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重难3 昼夜长短的变化
1.抓“直射点”判断昼夜长短
(1)昼夜长短分布——抓“直射点位置”
太阳直射点所在半球昼长夜短,且越向该半球的高纬度地区白昼时间越长。如下图所
示:
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(2)昼夜长短变化——抓“直射点移动方向”
太阳直射点的南北移动方向,决定了昼夜长短的变化趋势;所在地的纬度高低决定了昼
夜长短的变化幅度。太阳直射点向哪个半球(南、北半球)移动,哪个半球昼将变长,夜
将变短;且除极昼、极夜区外,纬度越高,昼夜长短的变化幅度越大。如下图所示:
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归纳总结
昼夜长短分布的四大规律
规律 表现
对称规律 同一日期,某地的昼长等于其关于赤道对称纬度的夜长;同一地点,关于二至日对称的两天的昼夜长短相等
递增规律 太阳直射点所在的半球纬度越高,昼越长;另一半球纬度越高,夜越长
变幅规律 (除极昼极夜区外)纬度越高,一年中的昼夜变化幅度越大
互余规律 出现极昼、极夜的起始纬度数与太阳直射点的纬度数互余
目 录
2.昼夜长短的计算
(1)根据昼弧或夜弧计算
昼(夜)长时数=昼(夜)弧度数/15°
(2)根据日出或日落地方时计算(如下图)
①昼长=(12-日出时间)×2
=(日落时间-12)×2
=日落时间-日出时间
②夜长=日出时间×2
=(24-日落时间)×2
据此公式也可以计算日出、日落时刻。
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时间 直射点位置 日出方位 日落方位 昼夜长短
北半球 南半球
春分至秋分 北半球 东北方 西北方 昼>夜 昼<夜
春分或秋分 赤道 正东方 正西方 昼夜等长
秋分至春分 南半球 东南方 西南方 昼<夜 昼>夜
3.昼夜长短与日出、日落方位的关系
目 录
名师点睛
关于二分二至日对称的日期
同一纬线上的点,一年中关于二至日对称的两个日期,昼夜长短(日出、日落时刻和方
位)和正午太阳高度相同,但这两天过后的变化是相反的。如下图中a与b两个日期时,30
°N各地都是昼长夜短,日出东北、日落西北,正午太阳高度相等。但a日后太阳直射点向北移动,30°N各地昼变长夜变短,日出、日落更偏北,正午太阳高度变大;b日后太阳直射点向南移动,30°N各地昼变短夜变长,日出、日落偏向南,正午太阳高度变小。
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同一纬线上的点,一年中关于二分日对称的两个日期,昼夜长短相反,变化趋势相同;日出日落方位关于正东或正西对称。如下图中b、c两个日期,b日某地的昼长等于c日该地的夜长,b日该地日出东北日落西北,c日该地日出东南日落西南。b、c两日后,太阳直射点一直向南移动,该地在这两日后,昼夜长短变化趋势相同。
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重难4 正午太阳高度的分布及其应用
1.正午太阳高度的分布规律
(1)空间(纬度)分布上的“近大远小、南北递减”规律
离太阳直射点距离越近(纬度差越小),正午太阳高度越大;反之越小。同一时刻,各地正
午太阳高度从太阳直射点所在纬度向南北两侧递减。
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(2)时间(季节)分布上的“看直射点、来增去减”规律太阳直射点向本地所在纬度(线)移来,(纬度差变小),该地正午太阳高度变大;反之减小。如图所示:
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归纳总结
正午太阳高度的四大相等规律
规律 表现
同纬相等 同一纬线上的各地正午太阳高度相等
对称相等 同一日期,与太阳直射点所在纬度的纬度差相等的两条纬线上正午太阳高度相等
变幅相等 回归线和极圈之间(温带)地区的正午太阳高度年变化幅度均为46°52'
极点相等 一天中,极昼区极点的太阳高度不变,且数值等于太阳直射点的纬度数
名师点睛
热带与寒带地区正午太阳高度变化幅度
热带地区,如某地纬度为x,则一年中该地正午太阳高度变化幅度为23°26'+x。
寒带地区,如某地纬度为y,则一年中该地正午太阳高度的变化幅度为113°26'-y。
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2.正午太阳高度的计算
正午太阳高度=90°-“两点”纬度差
“两点”指观测点和太阳直射点。若“两点”同在北(南)半球,“两点”纬度差为大
数减去小数;若“两点”分别属于南北不同半球,“两点”纬度差为两点的纬度之和。
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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最大值时,就是一天的正午时刻,此时当地的地方时是12时。
(2)判断所在地区的纬度
当太阳直射点位置一定时,如果已知当地的正午太阳高度,就可以根据“某地与太阳直射点相差多少纬度,正午太阳高度与90°就相差多少度”的规律,求出当地的地理纬度。
(3)确定房屋的朝向
为了获得最充足的太阳光照,各地房屋的朝向与正午太阳所在的位置有关。
①北回归线以北的地区,正午太阳位于南方,房屋朝南。
②南回归线以南的地区,正午太阳位于北方,房屋朝北。
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(4)判断日影长短及方向
①一天中,正午时日影最短,日出、日落时日影最长。一年中,以正午日影为例,正午太
阳高度最大时,日影最短,正午太阳高度最小时,日影最长。
②日影朝向与太阳方位永远背离。如当太阳位于东北方天空时,日影朝向西南方。
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(5)计算楼间距、楼高
为了保证一楼全年都有阳光照射,北回归线以北地区建造楼房时,两楼之间的最短距离
应大于L=h/tanH(H:冬至日正午太阳高度)。如下图所示。
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(6)计算太阳能热水器的安装角度
集热板与地面之间的夹角(α)和当天正午太阳高度(H)互余,如下图,α+H=90°时效果最
佳。
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太阳视运动轨迹
典例示范
(2024广东,15—16,6分)距今约3 000年前的金沙遗址(30°41'N,104°01'E)是古蜀国时
期的一处大型聚落遗址,在该遗址祭祀区的东部,有一处九柱建筑基址,其9个柱洞呈
“田”字形分布。研究发现,这些柱洞分布具有一定的天文属性。图1为九柱建筑
的复原示意图;图2示意该建筑柱洞平面分布及当时冬至日的日出方位。据此完成
下面两题。
考法透析
目 录
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1.如果当时祭祀人员站在图2中的D5处,他在夏至日看到的日出方位位于 ( )
A.D5→D6连线方向 B.D6和D9之间
C.D5→D9连线方向 D.D8和D9之间
2.已知3 000年前的黄赤交角比现今大,与现在遗址地居民相比,则当时金沙先民在
( )
A.春分日看到日出时间更早
B.夏至日经历更长的夜长
C.秋分日看到日落时间更晚
D.冬至日经历更短的昼长
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解题思路
1.结合图中给出的正北方向,可以画出正东、正西和正南方向(下图),可推知冬至日日
出方位(D5→D8连线方向)是正东偏南27.17°,冬、夏至日太阳直射点呈赤道对称,夏至
日日出方向应该是正东偏北27.17°,与冬至日日出方向呈54.34°的夹角;而据图可知,D5
与D8之间距离大于D8与D9之间距离,可推知D5→D9连线方向与冬至日日出方位之间
的夹角小于45°;综上可判断,夏至日看到的日出方位在D6和D9之间,B正确。
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2.
答案 1.B 2.D
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考法提炼 太阳视运动轨迹及其内涵
太阳视运动轨迹能直观地反映出观测点的正午太阳高度与昼夜长短的变化以及
观测点所在地的日出(正午、日落)时的太阳方位、地物日影朝向,可进一步确定时间
与空间位置等。因其内涵丰富,高考常以此为载体考查地球运动相关知识。
1.太阳视运动轨迹图
太阳视运动是指一天中肉眼所见太阳在天空中的运行状况。其中日出东方,日落
西方,正午12时(地方时)时位于观察者的正南方、正北方或头顶。
下图是北纬40°附近某地在二分二至日的太阳视运动轨迹,该图可反映日出、日落时间
与昼夜长短、日出(日落)方位、正午太阳高度等。
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2.太阳视运动规律
(1)非极昼、极夜地区
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(2)极昼、极夜地区
非极点
目 录
极点
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3.太阳视运动轨迹内涵
目 录
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