第一单元 地球运动(单元复习知识清单)地理中图中华地图版选择性必修1
2026-07-31
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摘要:
该高中地理单元知识清单系统梳理了“地球运动”单元内容,涵盖地球自转、公转的基本特征及其地理意义两大知识范畴,搭建了从知识点梳理到重难解读的递进式学习架构。
清单通过“重难解读”分点剖析晨昏线应用、日期变更计算等核心问题,“易混易错”澄清角速度、北京时间等常见误区,培养学生综合思维。设计“计算步骤”“应用提示”等实用工具,如地方时计算四步法,助力不同学生高效掌握,教师可依托此清单优化教学,提升课堂实效。
内容正文:
第一单元 地球运动
目录
· 知识脉络
· 单元盘点
第一节 地球的自转及其地理意义
第二节 地球的公转及其地理意义
· 重难解读
重难点1 晨昏线及其应用
重难点2 日期变更计算
重难点3 昼夜长短的计算
重难点4 正午太阳高度的应用
重难点5 太阳视运动
· 易混易错
第1节 地球的自转及其地理意义
知识点01 地球自转的基本特征
定义
地球自 向 绕地轴在不停地旋转。
方向
自 向 ,
南 北
东经度增大的方向和西经度减小的方向是地球自转方向;纬线的延伸方向也代表东西
根据大洲和大洋的相对位置也可以判断地球的自转方向。如沿某一纬线从欧洲到亚洲的方向或从太平洋经巴拿马运河到大西洋的方向就是地球自转方向。
周期
日
23时56分4秒
自转角度-360°
周期
日
24时
自转角度-360°59′
周期
速度
角速度
地球表面除南北极点外,任何地点的自转角速度都相同,约为
线速度
纬度越低线速度越 ;
60度的地方是赤道的
海拔越高,线速度越
知识点02 地球自转的地理意义
1.水平运动物体的偏转
原因
受 的影响,物体总是力图保持原来的方向和速度,但由于受地球的形状和运动的影响,导致它们逐渐偏离了原来的运动方向
特点
地转偏向力 于物体的运动方向;只影响运动 ,不影响运动速率;纬度越高,地转偏向力越
规律
北半球向 偏,南半球向 偏,赤道上 偏
纬度越高,偏转越 ;
原理
应用
①河流沿岸人类活动的选址受地转偏向力的影响,北半球河流冲蚀右岸,在左岸淤积,故港口、防洪堤坝一般建于右岸,聚落、挖沙场宜选在左岸。具体示意如下图:
②炮弹的发射及物品的空投方位确定
③根据天气资料图,正确判断风向及其变化
④根据风或水流的偏转方向判断南北半球
2.昼夜交替与晨昏线
昼夜现象
成因
地球是一个 的球体,因而在同一时间里,太阳只能照亮地球表面的
表现
向着太阳的半球是 ,称为昼半球;背着太阳的半球是 ,称为夜半球;昼半球和夜半球的分界线(圈) ,称为 。
昼夜交替
原因
地球不停地
周期
1个太阳日,即 小时
意义
各地温度发生昼夜变化,生物形成昼夜节律(又称生物钟)
3.时间和日期的计算
(1)地方时的计算
成因
规律
经度每隔 ,地方时相差1小时;经度每隔 ,地方时相差4分钟。经度相同的地方,地方时相同。
· 拓展延伸
计算步骤
一
确定出用以计算的参照时间
昼半球中央经线的地方时为12时;夜半球中央经线的地方时为24时(或0时);晨线与赤道交点所在经线的地方时为6时;昏线与赤道交点所在经线的地方时为18时;极夜后首次日出为12点;正午或日影最短为12点;极昼后首次日落为0点;一天中气温最高、日影朝向正北(南)为12点;春秋分日出时间或正东日出为6点;秋分日落时间或正西日落18点;
二
确定两点的相对东、西方向
求时间的技巧一—“东加西减”
先画出表示全球所有经线(或时区)的数轴,标出已知经线(或时区)及其地方时(或区时),再标出所求经线(或时区),计算出两地经度差(或时区差)后,再将其转化为地方时差(或区时差)。如下图所示:
三 :确定两点的经度差
四 :所求的地方时=已知地方时士4分钟×经度差
(2)区时的计算
时区划分
由图可知,全球共划分为 个时区。中时区以0°经线为中央经线,向东、向西各跨7.5°;东西十二区以180°经线为中央经线。由中时区向东为东时区,向西为西时区,每个时区跨经度
时差规律
各时区都以本时区中央经线的地方时作为本时区的区时。相邻两个时区的区时相差1小时,每向东跨1个时区,时间早1小时;每向西跨1个时区,时间晚1小时
· 拓展延伸
区时的计算
确定时区
若题目中只有某地点经度,必须先判断出该经度所处的时区。方法:已知经度÷15°,余数小于7.5°,则商为时区数,余数大于7.5°,则时区数为商十1
求时区差
若两地同为东时区或西时区,则时区数相减;若两地分别属于东、西时区,则时区数相加,即“同减异加”
求区时
根据东早西迟的原则,知西求东加时区差,知东求西减时区差
特别提醒
两个特殊时区
①中时区,也叫零时区。以0°经线为中央经线,0°经线的地方时就是该时区的区时,又叫世界时、国际标准时间。
②东、西十二区各占7.5°,合为一个时区。东十二区在180°经线的西侧,西十二区在180°经线的东侧。东西十二区的区时相同,但是日期相差一天,西十二区比东十二
区晚一天。
(3)日期界线
日期界线
自然日界线
人为日界线(即国际日界线)
经线
地方时为 时(或24时)的经线
大致为 经线
日期分割
特点
0时所在经线时刻在变,该线在地球表面自东向西移动
180°经线在地球表面的位置不变
第2节 地球的公转及其地理意义
知识点01 地球公转的基本特征
1.地球公转特征
公转定义
地球绕 运行
公转方向
自 向 ;
周期
365日6时9分10秒,即一个 年
轨道
近似正圆的椭圆轨道,太阳位于椭圆的一个焦点上
速度
2.黄赤交角
黄道面与赤道面
地球公转的轨道面叫作黄道面,过地心并与地轴垂直的平面称为赤道面
黄赤交角
黄道面与赤道面之间的夹角叫黄赤交角,目前约是
角度关系
①地轴总是与赤道面垂直,地轴与黄道面的夹角约为66°34′,而黄赤交角是23°26′,二者互余
②南北回归线的度数=黄赤交角的度数;南北极圈度数=90°-黄赤交角度数
知识点02 地球公转的地理意义
1.昼夜长短的变化规律
昼夜长短状况——看“位置”
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。(晨昏线把经过的纬线圈分割成昼弧与夜弧,所求地所在的纬线圈上,若昼弧长于夜弧,则昼长夜短,反之则昼短夜长;赤道上全年昼夜等长)如图所示:
昼夜长短变化——看“移动”
太阳直射点的移动方向决定昼夜长短的变化趋势,纬度高低决定昼夜长短的变化幅度。太阳直射点向哪个半球移动,哪个半球昼变长、夜变短;且纬度越高,昼夜长短变化幅度越大。如图所示:
极昼、极夜的范围和变化——看太阳直射点的位置和移动方向
①太阳直射点纬度与出现极昼、极夜的最低纬度互余。
②太阳直射点向北移动,北极点周围极昼范围变大;太阳直射点向南移动,南极点周围极昼范围变大。
对称性规律
时间对称
在太阳直射点位于同一纬度的两个日期时,昼夜长短状况相同。这两个日期关于夏至日或冬至日对称。如6月12日(夏至日前10天)与7月2日(夏至日后10天)的两天中,某地的昼夜长短状况相同,日出日落方位也相同;相对于春(秋)分日对称的两个日期,某地一个日期的昼长等于另一个日期的夜长
空间对称
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。如 23°26'N的昼长等于 23°26'S的夜长
2.四季更替
成因
地球公转导致地球中纬度地区出现明显的四季变化
表现
一年中正午太阳高度和昼夜长短的季节变化
划分
天文四季
①夏季:一年中正午太阳高度最 、白昼最 的季节。
②冬季:一年中正午太阳高度最 、白昼最 的季节。
③春季和秋季:冬夏两季的 季节。
北温带许多国家的四季
3、4、5月为 季,依次类推,每三个月为一个季节
南半球与北半球季节恰好相反
· 拓展延伸
二十四节气
二十四节气特征
任意相邻的两个节气,时间上相隔约15天
相对于夏至或冬至对称的两个节气,太阳直射点大致位于同一纬度。对任何一地,此两天日出日落方位、正午太阳高度、昼夜长短等均相同。如芒种与小暑、立冬与立春
3.五带划分
(1)五带的成因:由于昼夜长短和正午太阳高度随纬度变化,太阳辐射从低纬度向高纬度递减。
(2)五带的划分
4.正午太阳高度
(1)太阳高度和正午太阳高度
太阳高度
正午太阳高度
太阳光线与地平面的交角(即太阳在当地的仰角),叫作太阳高度角,简称太阳高度(如图甲中α所示)。在太阳直射点上,太阳高度是90°;在晨昏线上,太阳高度是0°。
一日内最大的太阳高度 (如图乙中H所示),反映太阳辐射的强弱。
(2)正午太阳高度的变化规律
①纬度变化规律
②季节变化规律
③变化幅度
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′
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′)
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′),极圈为46°52′,极点为23°26′
④几个特殊点正午太阳高度的年变化
回归线之间
正午太阳高度最大值为90°,每年有两次太阳直射现象,即一年中正午太阳高度最大值出现两次
图1为赤道地区的正午太阳高度变化;
图2为赤道到北回归线间正午太阳高度年变化
回归线上
正午太阳高度最大值为90°,一年中只有一次太阳直射现象,即一年中正午太阳高度最大值出现1次
回归线至极点之间
正午太阳高度最大值小于90°,一年中正午太阳高度最大值出现1次
(3)正午太阳高度的计算
公式:H= 。
说明:“两点”是指所求地点与太阳直射点。两点纬度差的计算遵循“同减异加”原则,即两点同在北(南)半球,则两点纬度“大数减小数”;两点分属南北不同半球,则两点纬度相加。
重难01 晨昏线及其应用
(1)晨昏线的判读
方法
依据
晨线
昏线
自转法
顺地球自转方向,由夜进入昼的线
顺地球自转方向,由昼进入夜的线
时间法
经过赤道上地方时为6时的昼夜分界线
经过赤道上地方时为18时的昼夜分界线
方位法
夜半球东侧或昼半球西侧的界线
夜半球西侧或昼半球东侧的界线
图示
(2)晨昏线的特点
平分地球,是过球心的大圆
晨昏线永远平分赤道
晨昏线只有在二至日时才与极圈相切
晨昏线平面与太阳光线垂直。晨昏线上的太阳高度为0°
晨昏线与经线圈的夹角(α)的变化范围为0°~23°26′,且与太阳直射点的度数相同
晨昏线的移动与地球自转速度相同,但方向相反
(3)晨昏线的主要应用
确定地球的自转方向
根据地球的自转方向可判断晨昏线,反过来,也可根据晨(昏)线判断地球的自转方向,进而确定所属半球。如右图,若为昏线,为晨线,则地球呈逆时针方向自转,为北半球;反之,呈顺时针方向自转,为南半球。
确定地方时
晨线与赤道的交点(晨线中点)所在经线的地方时为6:00
昏线与赤道的交点(昏线中点)所在经线的地方时为18:00
晨昏线与极昼范围的切点所在经线平分夜半球,地方时为24:00或0:00
晨昏线与极夜范围的切点所在经线平分昼半球,地方时为 12:00
确定太阳直射点
纬度的确定
①直射点的纬度与晨昏线和纬线的切点的纬度互余
②直射点的纬度=晨昏线与地轴的夹角
经度的确定
①地方时12:00所在经线的经度
②昼半球的中央经线
确定日期
晨昏线与经线圈重合为二分日
晨昏线与南北极圈相切为二至日
北极点及其附近出现极昼太阳直射点位于北半球(3月21日前后至9月23日前后);
南极点及其附近出现极昼太阳直射点位于南半球(9月23日前后至次年3月21日前后)
确定昼夜长短
晨昏线将地球上的纬线分成昼弧和夜弧两部分,昼长等于该纬线昼弧所跨经度数除以15°的商,夜长是夜弧所跨经度数除以15°的商。
确定日出、日落时间
某地的日出时间就是该地所在纬线与晨线交点的时间,日落时间就是该地所在纬线与昏线交
点的时间。
确定极昼、极夜的范围
晨昏线与哪个纬线圈相切,该纬线圈与极点之间的纬度范围内就会出现极昼或极夜现象,南北半球的极昼、极夜现象正好相反。
重难02 日期变更计算
日期变更特点
牢记日期变更方法“向东过线减一天”:此处的“线”指的是国际日界线,向东越过国际日界线,日期减一天(如果是向东越过0时经线,则加一天)。
①经线展开图示
②极地投影图示(以北半球为例)
日期范围
①新的一天范围是从0时所在经线向东到180°经线。
②旧的一天范围是从0时所在经线向西到180°经线。
日期比值的计算
新的一天范围大小的计算方法:180°经线是X点,新的一天的范围就占X个时区。则:
①新的一天占全球面积的比值=X/24。②旧的一天占全球面积的比值=1-X/24。
③新旧两天范围的比值=X/(24-X)。
计算方法提醒
数轴法:先画出表示全球范围的数轴,从180°经线处将地球展开,数轴的两头为180°经线。然后再按照地方时计算的方法找出地方时为0时的经线,从而确定两个不同日期的范围。如下图,
180°时间法:180°经线为0时时,全球是同一个日期。随后,0时经线随着地球的自转自东向西运动。0时经线向西移动1小时,180°经线为1:00,全球有1个小时的范围进入新的日期。因此,180°经线为几时,全球便有二十四分之几的范围进人新的一天。
重难03 昼夜长短的计算
根据昼弧或夜弧的长度进行计算
昼(夜)长时数=昼(夜)弧度数/15°
根据日出或日落时间进行计算
地方时正午12时把一天的白昼平分成相等的两份,如下图所示:
昼长时数=(12-日出时间)×2=(日落时间-12)×2
夜长时数=日出时间×2=(24-日落时间)×2
利用昼夜长短的分布规律计算
①同一纬线上各点昼夜状况、日出和日落时间相同。
②南、北半球纬度数相同的两条纬线的昼夜时长互等,即南半球某地的昼(夜)长=北半球同纬度数某地的夜(昼)长。
利用日期的对称性计算
①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。
②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,但直射点的纬度数相同。
重难04 正午太阳高度的应用
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。
判断所在地区的纬度
当太阳直射点位置一定时,如果知道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,正午太阳高度就相差多少度”的规律,求出当地的地理纬度。
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。
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
计算楼间距、楼高
为了保证一楼全年有阳光照到,北回归线以北地区建楼房时,两楼之间的最短距离应大于L=h·cot H(H:冬至日正午太阳高度)。
计算热水器的安装角度
如右图所示,集热板与地面之间的夹角和当天正午太阳高度互余,当α+H=90°时热水器使用效果最佳。
重难05 太阳视运动
(1)太阳视运动
概念
在天文学上,观测分析某个天体时,将其投影到天球上,在观测者看来它就在天球上运动,称为天体的视运动。
类型
视运动分为周日视运动和周年视运动
表现形式
太阳方位的变化
日出日落方位、正午太阳方位
太阳高度的变化
太阳高度日变化,太阳高度的年变化
(2)日出日落方位
太阳直射点位置
日出、日落方位
无极昼地区
刚好出现极昼的地区
北半球
东北升,西北落
北极圈内:正北升,正北落
南半球
东南升,西南落
南极圈内:正南升,正南落
赤道
正东升,正西落
图示
(北半球)
(3)正午太阳方位
①北回归线以北,全年正午太阳都在正南方天空;南回归线以南,全年正午太阳都在正北方天空。
②南、北回归线之间,正午太阳有时在天顶,有时在正南方天空,有时在正北方天空。
(4)太阳高度的变化规律
太阳高度日变化
日出日落太阳高度为0,昼半球大于0,夜半球小于0
日出后太阳高度开始增大,正午最大,之后开始减小;
太阳高度年变化
离太阳直射点越近,正午太阳高度越大
计算公式:H=900-两地纬度差
【特别提醒】太阳高度日变化示意图判读
日出、日落、昼长判读
如曲线A北京时间约3时日出,约17时日落,昼长约为14小时
正午太阳高度及出现的时间判读
如曲线B正午太阳高度约为45°,出现在北京时间12时
特殊判读
①曲线A正午太阳高度最大为90°,应位于赤道至回归线之间;②曲线B昼长24小时,且最低太阳高度正好为0°,应为出现极昼的最低纬度;③C线昼长24小时,且一天中太阳高度没有变化,应位于极点。
【误区一】角速度全球相同
【正解】两极点角速度为0,其余为15°/h
【误区二】北京时间 = 北京地方时
【正解】北京时间为120°E区时,北京的地方时是116°E的地方时,比北京时间约晚16分钟
【误区三】恒星日=太阳日
【正解】恒星日(23h56m4s)比太阳日(24h)短
【误区四】近日点 = 冬至日
【正解】近日点(1月初)接近冬至但不等同
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第一单元 地球运动
目录
· 知识脉络
· 单元盘点
第一节 地球的自转及其地理意义
第二节 地球的公转及其地理意义
· 重难解读
重难点1 晨昏线及其应用
重难点2 日期变更计算
重难点3 昼夜长短的计算
重难点4 正午太阳高度的应用
重难点5 太阳视运动
· 易混易错
第1节 地球的自转及其地理意义
知识点01 地球自转的基本特征
定义
地球自西向东绕地轴在不停地旋转。
方向
自西向东,南顺北逆
东经度增大的方向和西经度减小的方向是地球自转方向;纬线的延伸方向也代表东西
根据大洲和大洋的相对位置也可以判断地球的自转方向。如沿某一纬线从欧洲到亚洲的方向或从太平洋经巴拿马运河到大西洋的方向就是地球自转方向。
周期
恒星日
23时56分4秒
自转角度-360°
地球自转的真正周期
太阳日
24时
自转角度-360°59′
昼夜交替的周期
速度
角速度
地球表面除南北极点外,任何地点的自转角速度都相同,约为15°/时
线速度
纬度越低线速度越大;
60度的地方是赤道的一半
海拔越高,线速度越大
知识点02 地球自转的地理意义
1.水平运动物体的偏转
原因
受惯性的影响,物体总是力图保持原来的方向和速度,但由于受地球的形状和运动的影响,导致它们逐渐偏离了原来的运动方向
特点
地转偏向力垂直于物体的运动方向;只影响运动方向,不影响运动速率;纬度越高,地转偏向力越大
规律
北半球向右偏,南半球向左偏,赤道上不偏转
纬度越高,偏转越大;
原理
应用
①河流沿岸人类活动的选址受地转偏向力的影响,北半球河流冲蚀右岸,在左岸淤积,故港口、防洪堤坝一般建于右岸,聚落、挖沙场宜选在左岸。具体示意如下图:
②炮弹的发射及物品的空投方位确定
③根据天气资料图,正确判断风向及其变化
④根据风或水流的偏转方向判断南北半球
2.昼夜交替与晨昏线
昼夜现象
成因
地球是一个不发光、不透明的球体,因而在同一时间里,太阳只能照亮地球表面的一半
表现
向着太阳的半球是白昼,称为昼半球;背着太阳的半球是黑夜,称为夜半球;昼半球和夜半球的分界线(圈) ,称为晨昏线(圈)。
昼夜交替
原因
地球不停地自转
周期
1个太阳日,即24小时
意义
各地温度发生昼夜变化,生物形成昼夜节律(又称生物钟)
3.时间和日期的计算
(1)地方时的计算
成因
规律
经度每隔15°,地方时相差1小时;经度每隔1°,地方时相差4分钟。经度相同的地方,地方时相同。
· 拓展延伸
计算步骤
一定时
确定出用以计算的参照时间
昼半球中央经线的地方时为12时;夜半球中央经线的地方时为24时(或0时);晨线与赤道交点所在经线的地方时为6时;昏线与赤道交点所在经线的地方时为18时;极夜后首次日出为12点;正午或日影最短为12点;极昼后首次日落为0点;一天中气温最高、日影朝向正北(南)为12点;春秋分日出时间或正东日出为6点;秋分日落时间或正西日落18点;
二定向
确定两点的相对东、西方向
求时间的技巧一—“东加西减”
先画出表示全球所有经线(或时区)的数轴,标出已知经线(或时区)及其地方时(或区时),再标出所求经线(或时区),计算出两地经度差(或时区差)后,再将其转化为地方时差(或区时差)。如下图所示:
三定差:确定两点的经度差
四定值:所求的地方时=已知地方时士4分钟×经度差
(2)区时的计算
时区划分
由图可知,全球共划分为24个时区。中时区以0°经线为中央经线,向东、向西各跨7.5°;东西十二区以180°经线为中央经线。由中时区向东为东时区,向西为西时区,每个时区跨经度15°
时差规律
各时区都以本时区中央经线的地方时作为本时区的区时。相邻两个时区的区时相差1小时,每向东跨1个时区,时间早1小时;每向西跨1个时区,时间晚1小时
· 拓展延伸
区时的计算
确定时区
若题目中只有某地点经度,必须先判断出该经度所处的时区。方法:已知经度÷15°,余数小于7.5°,则商为时区数,余数大于7.5°,则时区数为商十1
求时区差
若两地同为东时区或西时区,则时区数相减;若两地分别属于东、西时区,则时区数相加,即“同减异加”
求区时
根据东早西迟的原则,知西求东加时区差,知东求西减时区差
特别提醒
两个特殊时区
①中时区,也叫零时区。以0°经线为中央经线,0°经线的地方时就是该时区的区时,又叫世界时、国际标准时间。
②东、西十二区各占7.5°,合为一个时区。东十二区在180°经线的西侧,西十二区在180°经线的东侧。东西十二区的区时相同,但是日期相差一天,西十二区比东十二
区晚一天。
(3)日期界线
日期界线
自然日界线
人为日界线(即国际日界线)
经线
地方时为0时(或24时)的经线
大致为180°经线
日期分割
特点
0时所在经线时刻在变,该线在地球表面自东向西移动
180°经线在地球表面的位置不变
第2节 地球的公转及其地理意义
知识点01 地球公转的基本特征
1.地球公转特征
公转定义
地球绕太阳运行
公转方向
自西向东;
周期
365日6时9分10秒,即一个恒星年
轨道
近似正圆的椭圆轨道,太阳位于椭圆的一个焦点上
速度
2.黄赤交角
黄道面与赤道面
地球公转的轨道面叫作黄道面,过地心并与地轴垂直的平面称为赤道面
黄赤交角
黄道面与赤道面之间的夹角叫黄赤交角,目前约是23°26′
角度关系
①地轴总是与赤道面垂直,地轴与黄道面的夹角约为66°34′,而黄赤交角是23°26′,二者互余
②南北回归线的度数=黄赤交角的度数;南北极圈度数=90°-黄赤交角度数
知识点02 地球公转的地理意义
1.昼夜长短的变化规律
昼夜长短状况——看“位置”
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。(晨昏线把经过的纬线圈分割成昼弧与夜弧,所求地所在的纬线圈上,若昼弧长于夜弧,则昼长夜短,反之则昼短夜长;赤道上全年昼夜等长)如图所示:
昼夜长短变化——看“移动”
太阳直射点的移动方向决定昼夜长短的变化趋势,纬度高低决定昼夜长短的变化幅度。太阳直射点向哪个半球移动,哪个半球昼变长、夜变短;且纬度越高,昼夜长短变化幅度越大。如图所示:
极昼、极夜的范围和变化——看太阳直射点的位置和移动方向
①太阳直射点纬度与出现极昼、极夜的最低纬度互余。
②太阳直射点向北移动,北极点周围极昼范围变大;太阳直射点向南移动,南极点周围极昼范围变大。
对称性规律
时间对称
在太阳直射点位于同一纬度的两个日期时,昼夜长短状况相同。这两个日期关于夏至日或冬至日对称。如6月12日(夏至日前10天)与7月2日(夏至日后10天)的两天中,某地的昼夜长短状况相同,日出日落方位也相同;相对于春(秋)分日对称的两个日期,某地一个日期的昼长等于另一个日期的夜长
空间对称
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。如 23°26'N的昼长等于 23°26'S的夜长
2.四季更替
成因
地球公转导致地球中纬度地区出现明显的四季变化
表现
一年中正午太阳高度和昼夜长短的季节变化
划分
天文四季
①夏季:一年中正午太阳高度最大、白昼最长的季节。
②冬季:一年中正午太阳高度最小、白昼最短的季节。
③春季和秋季:冬夏两季的过渡季节。
北温带许多国家的四季
3、4、5月为春季,依次类推,每三个月为一个季节
南半球与北半球季节恰好相反
· 拓展延伸
二十四节气
二十四节气特征
任意相邻的两个节气,时间上相隔约15天
相对于夏至或冬至对称的两个节气,太阳直射点大致位于同一纬度。对任何一地,此两天日出日落方位、正午太阳高度、昼夜长短等均相同。如芒种与小暑、立冬与立春
3.五带划分
(1)五带的成因:由于昼夜长短和正午太阳高度随纬度变化,太阳辐射从低纬度向高纬度递减。
(2)五带的划分
4.正午太阳高度
(1)太阳高度和正午太阳高度
太阳高度
正午太阳高度
太阳光线与地平面的交角(即太阳在当地的仰角),叫作太阳高度角,简称太阳高度(如图甲中α所示)。在太阳直射点上,太阳高度是90°;在晨昏线上,太阳高度是0°。
一日内最大的太阳高度 (如图乙中H所示),反映太阳辐射的强弱。
(2)正午太阳高度的变化规律
①纬度变化规律
②季节变化规律
③变化幅度
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′
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′)
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′),极圈为46°52′,极点为23°26′
④几个特殊点正午太阳高度的年变化
回归线之间
正午太阳高度最大值为90°,每年有两次太阳直射现象,即一年中正午太阳高度最大值出现两次
图1为赤道地区的正午太阳高度变化;
图2为赤道到北回归线间正午太阳高度年变化
回归线上
正午太阳高度最大值为90°,一年中只有一次太阳直射现象,即一年中正午太阳高度最大值出现1次
回归线至极点之间
正午太阳高度最大值小于90°,一年中正午太阳高度最大值出现1次
(3)正午太阳高度的计算
公式:H=90°-两点纬度差。
说明:“两点”是指所求地点与太阳直射点。两点纬度差的计算遵循“同减异加”原则,即两点同在北(南)半球,则两点纬度“大数减小数”;两点分属南北不同半球,则两点纬度相加。
重难01 晨昏线及其应用
(1)晨昏线的判读
方法
依据
晨线
昏线
自转法
顺地球自转方向,由夜进入昼的线
顺地球自转方向,由昼进入夜的线
时间法
经过赤道上地方时为6时的昼夜分界线
经过赤道上地方时为18时的昼夜分界线
方位法
夜半球东侧或昼半球西侧的界线
夜半球西侧或昼半球东侧的界线
图示
(2)晨昏线的特点
平分地球,是过球心的大圆
晨昏线永远平分赤道
晨昏线只有在二至日时才与极圈相切
晨昏线平面与太阳光线垂直。晨昏线上的太阳高度为0°
晨昏线与经线圈的夹角(α)的变化范围为0°~23°26′,且与太阳直射点的度数相同
晨昏线的移动与地球自转速度相同,但方向相反
(3)晨昏线的主要应用
确定地球的自转方向
根据地球的自转方向可判断晨昏线,反过来,也可根据晨(昏)线判断地球的自转方向,进而确定所属半球。如右图,若为昏线,为晨线,则地球呈逆时针方向自转,为北半球;反之,呈顺时针方向自转,为南半球。
确定地方时
晨线与赤道的交点(晨线中点)所在经线的地方时为6:00
昏线与赤道的交点(昏线中点)所在经线的地方时为18:00
晨昏线与极昼范围的切点所在经线平分夜半球,地方时为24:00或0:00
晨昏线与极夜范围的切点所在经线平分昼半球,地方时为 12:00
确定太阳直射点
纬度的确定
①直射点的纬度与晨昏线和纬线的切点的纬度互余
②直射点的纬度=晨昏线与地轴的夹角
经度的确定
①地方时12:00所在经线的经度
②昼半球的中央经线
确定日期
晨昏线与经线圈重合为二分日
晨昏线与南北极圈相切为二至日
北极点及其附近出现极昼太阳直射点位于北半球(3月21日前后至9月23日前后);
南极点及其附近出现极昼太阳直射点位于南半球(9月23日前后至次年3月21日前后)
确定昼夜长短
晨昏线将地球上的纬线分成昼弧和夜弧两部分,昼长等于该纬线昼弧所跨经度数除以15°的商,夜长是夜弧所跨经度数除以15°的商。
确定日出、日落时间
某地的日出时间就是该地所在纬线与晨线交点的时间,日落时间就是该地所在纬线与昏线交
点的时间。
确定极昼、极夜的范围
晨昏线与哪个纬线圈相切,该纬线圈与极点之间的纬度范围内就会出现极昼或极夜现象,南北半球的极昼、极夜现象正好相反。
重难02 日期变更计算
日期变更特点
牢记日期变更方法“向东过线减一天”:此处的“线”指的是国际日界线,向东越过国际日界线,日期减一天(如果是向东越过0时经线,则加一天)。
①经线展开图示
②极地投影图示(以北半球为例)
日期范围
①新的一天范围是从0时所在经线向东到180°经线。
②旧的一天范围是从0时所在经线向西到180°经线。
日期比值的计算
新的一天范围大小的计算方法:180°经线是X点,新的一天的范围就占X个时区。则:
①新的一天占全球面积的比值=X/24。②旧的一天占全球面积的比值=1-X/24。
③新旧两天范围的比值=X/(24-X)。
计算方法提醒
数轴法:先画出表示全球范围的数轴,从180°经线处将地球展开,数轴的两头为180°经线。然后再按照地方时计算的方法找出地方时为0时的经线,从而确定两个不同日期的范围。如下图,
180°时间法:180°经线为0时时,全球是同一个日期。随后,0时经线随着地球的自转自东向西运动。0时经线向西移动1小时,180°经线为1:00,全球有1个小时的范围进入新的日期。因此,180°经线为几时,全球便有二十四分之几的范围进人新的一天。
重难03 昼夜长短的计算
根据昼弧或夜弧的长度进行计算
昼(夜)长时数=昼(夜)弧度数/15°
根据日出或日落时间进行计算
地方时正午12时把一天的白昼平分成相等的两份,如下图所示:
昼长时数=(12-日出时间)×2=(日落时间-12)×2
夜长时数=日出时间×2=(24-日落时间)×2
利用昼夜长短的分布规律计算
①同一纬线上各点昼夜状况、日出和日落时间相同。
②南、北半球纬度数相同的两条纬线的昼夜时长互等,即南半球某地的昼(夜)长=北半球同纬度数某地的夜(昼)长。
利用日期的对称性计算
①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。
②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,但直射点的纬度数相同。
重难04 正午太阳高度的应用
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。
判断所在地区的纬度
当太阳直射点位置一定时,如果知道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,正午太阳高度就相差多少度”的规律,求出当地的地理纬度。
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。
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
计算楼间距、楼高
为了保证一楼全年有阳光照到,北回归线以北地区建楼房时,两楼之间的最短距离应大于L=h·cot H(H:冬至日正午太阳高度)。
计算热水器的安装角度
如右图所示,集热板与地面之间的夹角和当天正午太阳高度互余,当α+H=90°时热水器使用效果最佳。
重难05 太阳视运动
(1)太阳视运动
概念
在天文学上,观测分析某个天体时,将其投影到天球上,在观测者看来它就在天球上运动,称为天体的视运动。
类型
视运动分为周日视运动和周年视运动
表现形式
太阳方位的变化
日出日落方位、正午太阳方位
太阳高度的变化
太阳高度日变化,太阳高度的年变化
(2)日出日落方位
太阳直射点位置
日出、日落方位
无极昼地区
刚好出现极昼的地区
北半球
东北升,西北落
北极圈内:正北升,正北落
南半球
东南升,西南落
南极圈内:正南升,正南落
赤道
正东升,正西落
图示
(北半球)
(3)正午太阳方位
①北回归线以北,全年正午太阳都在正南方天空;南回归线以南,全年正午太阳都在正北方天空。
②南、北回归线之间,正午太阳有时在天顶,有时在正南方天空,有时在正北方天空。
(4)太阳高度的变化规律
太阳高度日变化
日出日落太阳高度为0,昼半球大于0,夜半球小于0
日出后太阳高度开始增大,正午最大,之后开始减小;
太阳高度年变化
离太阳直射点越近,正午太阳高度越大
计算公式:H=900-两地纬度差
【特别提醒】太阳高度日变化示意图判读
日出、日落、昼长判读
如曲线A北京时间约3时日出,约17时日落,昼长约为14小时
正午太阳高度及出现的时间判读
如曲线B正午太阳高度约为45°,出现在北京时间12时
特殊判读
①曲线A正午太阳高度最大为90°,应位于赤道至回归线之间;②曲线B昼长24小时,且最低太阳高度正好为0°,应为出现极昼的最低纬度;③C线昼长24小时,且一天中太阳高度没有变化,应位于极点。
【误区一】角速度全球相同
【正解】两极点角速度为0,其余为15°/h
【误区二】北京时间 = 北京地方时
【正解】北京时间为120°E区时,北京的地方时是116°E的地方时,比北京时间约晚16分钟
【误区三】恒星日=太阳日
【正解】恒星日(23h56m4s)比太阳日(24h)短
【误区四】近日点 = 冬至日
【正解】近日点(1月初)接近冬至但不等同
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