1.2 地球公转的意义 讲义 2026-2027学年高二上学期 地理 鲁教版 选择性必修一

本高中地理讲义聚焦地球公转的意义这一核心知识点，系统梳理地球公转基本特征、黄赤交角与太阳直射点回归运动、正午太阳高度及昼夜长短变化规律，最终阐释四季更替与五带划分原理，上承地球自转，下启大气等自然地理要素，构建完整知识脉络。 该资料以核心素养为统领，通过综合思维从时空维度分析黄赤交角影响，结合地理实践力设计旗杆影子等探究活动，联系建筑朝向、楼间距等实例渗透人地协调观，辅以易错提醒和记忆口诀，课中助力教师高效授课，课后帮助学生巩固知识、弥补盲点。

鲁教版选择性必修1 · 地球公转的意义 第二节地球公转的意义 讲义 课标导航与核心素养 本节内容是高中地理"宇宙中的地球"主题的核心，上承地球的自转，下启大气、水、地貌等自然地理要素。课程标准要求"结合实例，说明地球运动的地理意义"，重点落在公转引发的四个地理现象上。 核心素养对接 人地协调观：认识正午太阳高度、昼夜长短、四季与节气对人类生产生活（建筑朝向、楼间距、农业、能源）的影响。 综合思维：从空间与时间两个维度，综合分析黄赤交角、昼夜长短、太阳高度及季节变化。 区域认知：从纬度差异认识五带的划分，理解不同区域获得太阳辐射的不同。 地理实践力：通过旗杆影子、日出日落方位等日常现象，探究背后的地理原理。 学习目标 1. 掌握地球公转的方向、轨道、周期与速度特征。 2. 理解黄赤交角的含义，说明太阳直射点回归运动的原因与规律。 3. 熟练运用正午太阳高度、昼夜长短的变化规律，并能判读光照图。 4. 理解四季更替与五带划分的成因，掌握二十四节气的应用。 一、地球公转的基本特征 1. 公转的概念与方向 地球绕太阳的运动叫作公转。公转方向为自西向东：从北极上空俯视为逆时针，从南极上空俯视为顺时针。 2. 公转轨道 公转轨道是接近正圆的椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。因此日地距离随公转位置而变化： 图 1-1　地球公转轨道示意（近日点、远日点与二分二至位置） 位置 时间 日地距离 公转速度 近日点 1 月初 约 1.471 亿 km 较快（角速度约 61′/日） 远日点 7 月初 约 1.521 亿 km 较慢（角速度约 57′/日） 易错提醒 北半球夏季炎热，并非因为地球离太阳更远/更近。 四季形成的根本原因是黄赤交角的存在；事实上地球在7月初（夏季）位于远日点，距离太阳更远。 北半球夏半年比冬半年长：夏半年（春分→秋分，约186天）地球经过远日点、公转较慢，故用时更多；冬半年（约179天）经过近日点、公转较快，用时更少。 3. 公转周期 1. 恒星年：以遥远恒星为参考，时间长度为 365 日 6 时 9 分 10 秒，是地球公转的真正周期。 1. 回归年：以春分点为参考，时间长度为 365 日 5 时 48 分 46 秒，是季节更替的周期，也是历法的依据。 二、黄赤交角与太阳直射点的回归运动 1. 黄赤交角 黄赤交角是黄道平面（地球公转轨道平面）与赤道平面（赤道平面）之间的夹角，目前大小为 23°26′（约为 23.5°）。 图 2-1　黄道平面与赤道平面的夹角——黄赤交角（23°26′） 角度关系 数值 说明 黄赤交角 23°26′ 赤道面与黄道面的夹角 地轴与赤道面 90° 地轴垂直于赤道面 地轴与黄道面 66°34′ 与黄赤交角互余 关键结论 黄赤交角的存在，是太阳直射点产生回归运动、昼夜长短与正午太阳高度发生变化、从而形成四季和五带的根本原因。 回归线的纬度 = 黄赤交角的度数（23°26′N/S）；极圈的纬度 = 90° − 黄赤交角的度数（66°34′N/S）。 2. 太阳直射点的回归运动 由于黄赤交角的存在，地球在公转过程中，太阳直射点在南北回归线之间做周期性的往返移动，这种运动称为太阳直射点的回归运动。 图 2-2　太阳直射点在南北回归线之间的回归运动轨迹 （1）移动规律（北半球视角） 节气 日期（约） 直射点位置 移动方向 春分 3 月 21 日前后 赤道（0°） 由南向北 夏至 6 月 22 日前后 北回归线（23°26′N） 到达最北，转而向南 秋分 9 月 23 日前后 赤道（0°） 由北向南 冬至 12 月 22 日前后 南回归线（23°26′S） 到达最南，转而向北 记忆口诀 "二分在赤道，二至在回归线；夏至最北，冬至最南。" 直射点在哪个半球，哪个半球就处于夏半年、昼长夜短；南北半球季节正好相反。 （2）回归运动与四季、五带的关系 1. 决定了太阳直射现象的范围：南北回归线及其之间有直射，回归线以外无直射。 1. 决定了极昼、极夜现象的范围：极圈及其以内有极昼极夜。 1. 决定了五带的范围：热带、温带、寒带的边界均由黄赤交角决定。 拓展分析：黄赤交角变化的影响 若黄赤交角变大：热带范围变大，寒带范围变大，温带范围变小； 若黄赤交角变小：热带、寒带范围变小，温带范围变大； 若黄赤交角变为 0°：太阳永远直射赤道，无四季更替、无五带之分（但仍可人为划分）。 口诀：黄赤交角变化 1°，热带、寒带各变化 2°，温带反向变化 4°。 三、正午太阳高度的变化 1. 概念 太阳高度角（H）是太阳光线与地平面之间的夹角。正午太阳高度是一天中（地方时 12 时）太阳高度的最大值。在太阳直射点上，H = 90°；在晨昏线上，H = 0°。 2. 变化原因 黄赤交角的存在和太阳直射点的南北移动，导致各地正午太阳高度随纬度和季节有规律地变化。 3. 纬度分布规律（同一时刻） 核心规律 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。离直射点越近，正午太阳高度越大。 节气 正午太阳高度从……向南北两侧递减 夏至日 北回归线（23°26′N） 冬至日 南回归线（23°26′S） 春分 / 秋分日 赤道（0°） 4. 季节变化规律（同一地点） 节气 达最大值的地区 达最小值的地区 夏至 北回归线及其以北地区 南半球各纬度 冬至 南回归线及其以南地区 北半球各纬度 春分 / 秋分 赤道 南、北极点 5. 计算公式 正午太阳高度计算公式 H = 90° − | φ ± δ | 其中：φ 为所求地纬度，δ 为太阳直射点纬度。 当所求地与直射点同半球时取"−"（纬度相减）；异半球时取"+"。 简便理解：所求地与直射点相差几个纬度，正午太阳高度就比 90° 少几度。 示例：北京（约 40°N）夏至日（直射 23°26′N，同在北半球）的正午太阳高度：H = 90° − |40° − 23°26′| ≈ 73°26′。 6. 实际应用 日影长短：太阳高度越大，影子越短。一天中正午影子最短；北回归线以北地区正午影子冬长夏短。 楼间距：为保证底层采光，楼间距应依据冬至日（正午太阳高度最小）计算。L = h × cot H（h 为前楼高度，H 为冬至日正午太阳高度）。 太阳能板安装：板面与水平面的夹角应约等于该地与直射点的纬度差，使板面尽可能垂直于太阳光线。 房屋朝向：北回归线以北地区正午太阳始终在正南，房屋多坐北朝南，利于采光。 四、昼夜长短的变化 1. 基本原理 昼半球与夜半球的分界线叫晨昏线（圈），它把每条纬线分割成昼弧和夜弧。昼弧长则昼长，夜弧长则夜长。由于黄赤交角的存在，除二分日外，同一纬线圈被分割为不等长的昼弧与夜弧。 2. 季节变化规律（以北半球为例） 时期 昼夜状况 变化 特殊现象 夏半年 （春分→秋分） 昼长夜短 纬度越高昼越长；夏至日昼最长 北极圈及以北极昼 冬半年 （秋分→春分） 昼短夜长 纬度越高昼越短；冬至日昼最短 北极圈及以北极夜 春分 / 秋分 昼夜等长（各 12h） 全球昼夜平分 晨昏线与经线圈重合 3. 纬度分布规律 1. 赤道终年昼夜等长（各 12 小时），全年 6 时日出、18 时日落。 1. 由赤道向两极，昼夜长短的年变化幅度逐渐增大；纬度越高，昼夜差异越显著。 1. 直射点所在半球昼长夜短，且纬度越高昼越长；另一半球相反。 4. 昼夜长短与直射点移动的关系 移动方向判昼夜变化 直射点北移 → 北半球昼渐长、夜渐短； 直射点南移 → 南半球昼渐长、夜渐短； （移向哪个半球，哪个半球昼变长。） 5. 对称规律 1. 二至对称：以夏至（或冬至）为中心，前后对称日期的昼长相等。 1. 二分对称：以春分（或秋分）为中心，前后对称日期的昼长与 12 小时的差值相等。 1. 南北对称：同一天，北半球某纬线的昼长 = 南半球对称纬线的夜长。 1. 某地夏至日的昼长 = 冬至日的夜长。 6. 昼长的计算 计算方法 已知日出/日落（地方时）：昼长 =（12 − 日出）× 2 =（日落 − 12）× 2； 昼长 = 日落时刻 − 日出时刻； 赤道全年：6 时日出，18 时日落，昼长恒为 12 小时。 7. 日出日落方位（太阳视运动） 直射点位置 日出方位 正午太阳方位（北回归线以北） 日落方位 赤道（二分日） 正东 正南（头顶） 正西 北半球（夏半年） 东北 正南 西北 南半球（冬半年） 东南 正南 西南 五、四季更替与五带划分 1. 四季的成因 黄赤交角的存在 → 太阳直射点南北移动 → 正午太阳高度变化 + 昼夜长短变化 → 各地获得太阳辐射多少的季节变化 → 四季更替。 根本原因 四季更替的根本原因是黄赤交角的存在，导致太阳直射点在南北回归线之间往返移动。 直射点在哪个半球，哪个半球就获得更多太阳辐射，进入夏季；南北半球季节正好相反。 2. 四季的划分 划分方式 标准 说明 天文四季 以二分二至为起点 夏季 = 白昼最长、太阳高度最大的季节 气候四季 每 3 个月为一个季节 3—5 春，6—8 夏，9—11 秋，12—2 冬 中国传统 以立春、立夏、立秋、立冬为起点 二十四节气指导农业生产 我国传统以"四立"作为季节起点，而天文四季以二分二至为起点。中纬度地区（回归线与极圈之间）四季更替最为明显；低纬度（热带）长夏无冬，高纬度（寒带）则长冬无夏。 3. 五带的划分 五带反映了年太阳辐射总量从低纬向高纬递减的规律。划分依据是各地获得太阳辐射的差异（有无直射、有无极昼极夜）。 图 5-1　地球五带的划分（热带、南北温带、南北寒带） 五带 纬度范围 特征 热带 南北回归线之间 有太阳直射，长夏无冬 北 / 南温带 回归线与极圈之间 无直射、无极昼极夜，四季更替最明显 北 / 南寒带 极圈以内 有极昼极夜现象，长冬无夏 4. 二十四节气 二十四节气是我国古代订立的一种补充历法，用以指导农业生产。它本质上是根据太阳在黄道上的位置（黄经）划分的，因此属于阳历范畴，每年对应的公历日期基本固定。 节气歌（节选） 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。 1. 反映季节：立春、立夏、立秋、立冬；春分、秋分、夏至、冬至（合称"二分二至"）。 1. 反映气候 / 物候：小满、芒种、惊蛰等。 1. 反映气温 / 降水：小暑、大暑、处暑、小寒、大寒；雨水、谷雨、小雪、大雪。 六、核心逻辑链与知识体系 一条主线（必背） 黄赤交角（23°26′） 　↓ 导致 太阳直射点在南北回归线之间做回归运动 　↓ 引起 正午太阳高度变化 + 昼夜长短变化 　↓ 形成 四季更替 + 五带划分 抓住"太阳直射点"，就抓住了"地球公转的意义"的全部核心。解题时的一般思路：判断直射点位置 → 判断昼夜长短 → 判断正午太阳高度 → 判断影长、极昼极夜 → 解释四季与五带。 判读光照图的要点 判断节气：晨昏线与极圈相切 → 二至；晨昏线过两极、与经线圈重合 → 二分。 确定地方时：平分昼半球的经线为 12 时；晨线与赤道交点为 6 时，昏线与赤道交点为 18 时。 判断昼夜长短：纬线被晨昏线分割的昼弧、夜弧比例。 判断直射点坐标：直射点所在经线地方时为 12 时；纬度由晨昏线与纬线圈相切情况确定。 — — 学科网（北京）股份有限公司 $