内容正文:
第2课时 地球公转的地理意义
1.成因: 的移动使 在地表的分布因时因地而变化。这种变化可以用昼夜长短和正午太阳高度的变化来描述。
2.特点:昼夜长短反映 的长短;正午太阳高度是一日内
的太阳高度,反映太阳辐射的 。
太阳直射点
太阳辐射
日照时间
最大
知识点一 昼夜长短和正午太阳高度变化的形成
强弱
1.昼夜长短的产生
(1)昼弧与夜弧:晨昏线把所经过的
分割成昼弧和夜弧。昼弧是
纬线圈位于 的部分,夜弧是位
于 的部分。
纬线
昼半球
夜半球
知识点二 昼夜长短的变化
图1-2B-1
(2)昼弧、夜弧与昼夜长短的关系
①昼弧长于夜弧,则 (日出早于6:00,日落晚于18:00,如图1-2B-1中北半球各地)。
②夜弧长于昼弧,则 (日出晚于6:00,日落早于18:00,如图1-2B-1中南半球各地)。
③夜弧等于昼弧,则 (日出6:00,日落18:00,如图1-2B-1中赤道)。
昼长夜短
夜长昼短
昼夜等长
图1-2B-1
2.昼夜长短的变化规律
图1-2B-2
时间 变化特点 重要节气
北半球
夏半年 北半球各地 ,
纬度越高,昼 ,夜 图1-2B-2甲为 日,北半球各地昼长达到一年中的 ,北极圈及其以北地区出现 现象
北半球
冬半年 北半球各地 ,纬度越高,昼 ,夜 图1-2B-2丙为 日,北半球各地昼长达到一年中的 ,北极圈及其以北地区出现 现象
春、秋
分日 全球各地 图1-2B-2乙代表的时间是每年的
或9月23日前后
昼长夜短
越长
越短
夏至
最大值
极昼
昼短夜长
越短
越长
冬至
最小值
极夜
昼夜等长
3月21日
1.太阳高度和正午太阳高度
太阳光线与 的交角叫作太阳高度角,简称太阳高度(如图1-2B-3甲所示)。在太阳直射点上,太阳高度是 ;在晨昏线上,太阳高度是0°。一天中太阳高度 值出现在正午,称为正午太阳高度(如图1-2B-3乙所示),其大小反映太阳辐射的 。
地平面
90°
最大
知识点三 正午太阳高度的变化
图1-2B-3
强弱
2.正午太阳高度的纬度变化规律
正午太阳高度从太阳 所在纬线向南北两侧递减。
(1)夏至日:正午太阳高度由 向
南北两侧递减,如图中 折线所示。
(2)冬至日:正午太阳高度由 向
南北两侧递减,如图中 折线所示。
(3)春分日和秋分日:正午太阳高度由
向南北两侧递减,如图中
折线所示。
图1-2B-4
直射点
北回归线
c
南回归线
a
赤道
b
日期 达一年中最大值
地区 达一年中最小值
地区
夏至日 及其以北的纬度带 南半球各纬度带、赤道
冬至日 及其以南的纬度带 北半球各纬度带、赤道
二分日 赤道
3.正午太阳高度的时间(季节)变化规律
北回归线
南回归线
1.四季更替
(1)成因
知识点四 四季更替和五带划分
图1-2B-5
昼夜长短
正午太阳高度
太阳辐射
(2)四季划分
最高
最低
3、4、5
6、7、8
9、10、11
12、1、2
1.太阳直射点在哪个半球,这个半球一定是昼长大于夜长。 ( )
2.夏至日,整个北半球的正午太阳高度都达到了全年的最大值。 ( )
3.我国四季是以二分二至作为开始的。 ( )
4.在不同温度带内,四季变化最明显的是温带。 ( )
√
×
×
[解析]夏至日,北回归线及其以北地区正午太阳高度达到最大值。
[解析]我国四季的划分是以“四立”为起点的。
√
[解析]当太阳直射点从赤道向北移动时,北半球各地的正午太阳高度不都是变大的,也有变小的情况。
[解析]北半球昼最长的日期是夏至日(6月22日前后),而地球公转速度最慢的时期是在远日点,为7月初。
5.北半球昼最长的日期是地球公转速度最慢的时期。( )
6.太阳直射点向北移动时,北半球各地正午太阳高度变大。 ( )
7.春、秋分日全球各地正午太阳高度相等。 ( )
×
×
×
[解析]春、秋分日全球各地昼长是相等的,正午太阳高度从赤道向两极递减。
主题一 昼夜长短的变化
学校日常作息时间表是学校内具体标明各项日常学习活动开展的时间表,是学校内每个师生执行日常教与学的时间标准。下面两表格为我国某县一中学作息时间表(节选)。
某县一中学作息时间表(夏季节选)
时间 内容 备注
7:20—7:40 起床
7:40—8:00 早操
某县一中学作息时间表(夏季节选)
[思考1] (1)分析该中学夏季作息时间比冬季作息时间提前的原因。
(2)分析九月份新学期开学至立冬节气期间,白天和黑夜分别发生的变化。
时间 内容 备注
7:40—8:00 起床
8:00—8:20 早操
[答案]夏季白昼时间比冬季长,日出早。
[答案] 白天越来越短,黑夜越来越长。
1.昼夜长短的变化规律
(1)太阳直射点的位置决定昼夜长短的状况:太阳直射点位于哪个半球,哪个半球就昼长夜短,且越向该半球的高纬度地区,白昼时间就越长。如图1-2B-7所示。
图1-2B-7
(2)太阳直射点的移动方向决定昼夜长短的变化趋势:太阳直射点向哪个半球移动,哪个半球就昼变长,夜变短。
图1-2B-8
[特别提醒] (1)太阳直射某地(除赤道外),该地昼长夜短,但不一定昼最长,夜最短。北半球各地(极昼地区除外)夏至日这一天昼最长,南半球各地(极昼地区除外)冬至日这一天昼最长。
(2)昼变长、夜变短不等于昼长夜短,如北半球昼变长说明太阳直射点向北移动,但太阳可能直射南半球,此时北半球昼短夜长。昼变短、夜变长与昼短夜长亦是同样道理。
(3)昼夜长短状况的其他判断
①根据昼夜弧长判断昼夜长短状况: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1-2B-9)
②根据日出日落地方时判断昼夜长
短状况:日出时间早于6时,日落时间
晚于18时,则该地昼长夜短;日出时间
晚于6时,日落时间早于18时,则该地
昼短夜长;日出6时,日落18时,则该地昼夜等长。
图1-2B-9
2.昼夜长短的变化中的其他规律总结
(1)对称规律
同一纬线上各点昼夜长短相同(同线等长),南北半球同纬度昼夜长短相反。
(2)递增规律
太阳直射点所在的半球为夏半年,昼长夜短,且纬度越高,昼越长;另一半球为冬半年,昼短夜长,且纬度越高,夜越长。
(3)变幅规律
纬度越高,昼夜长短的变化幅度越大;赤道全年昼夜平分,变化幅度为零;极点地区变化幅度为24小时。
(4)极昼、极夜规律
太阳直射点所在的半球极点周围一定的区域内出现极昼现象,另一半球极点周围一定的区域内出现极夜现象。
[技巧点拨] (1)极昼、极夜范围的变化规律
①北半球夏半年极昼变化情况:春分日全球昼夜平分,春分过后,随着太阳直射点的北移,极昼从极点向南扩大,夏至日极圈内全部为极昼,夏至日过后随着太阳直射点的南移,极昼范围从极圈向北缩小,到秋分日全球昼夜平分。
②北半球冬半年极夜变化情况:秋分日过后,随着太阳直射点南移,极夜从极点向南扩大,冬至日极圈内全部为极夜,冬至日过后随着太阳直射点北移,极夜范围从极圈向北缩小,到春分日全球昼夜平分。
(2)极昼、极夜范围(纬度)的计算
出现极昼、极夜的最低纬度与太阳直射点的纬度互余。如图1-2B-10所示,若某日太阳直射点的纬度为α,则该日发生极昼(极夜)的最低纬度为φ=90°-α。
图1-2B-10
3.昼夜长短的计算
(1)根据昼弧或夜弧的度数进行计算
昼(夜)长时数=昼(夜)弧度数/15°
(2)根据日出或日落时间进行计算
地方时正午12时把一天的白昼分成相等的两份。
①昼长=日落时间-日出时间
②昼长=(12-日出时间)×2
③昼长=(日落时间-12)×2
注意:公式①中的日出、日落时间可以不是地方时,只要两者统一标准即可。公式②③中的日出、日落时间必须是地方时。
(3)根据相关性计算
①同一半球内相同纬度地区昼长相同。
②分别位于南北半球但纬度数相同的
两地,一地的昼长等于另一地的夜长。
如40°N某地昼长是14小时,那么40°S
另一地当天夜长是14小时。
③同一纬线上各地的昼夜长短在一年中近似关于二至日对称。如图1-2B-11:a与b两个时间的昼长、夜长是相同的,c与d两个时间的昼长、夜长也是相同的;b与c两个时间中,b时间的昼长等于c时间的夜长。
图1-2B-11
例1 图1-2B-12示意某日太阳光照状况,图中阴影部分为黑夜。据此完成(1)~(2)题。
(1)图中白昼最长的地点是 ( )
A.A点 B.B点 C.C点 D.O点
B
图1-2B-12
[解析]图中南极圈及其以南全部出现极昼现象,说明太阳直射南回归线,为北半球冬至日。该日北半球昼最短、夜最长,且越向北夜越长(极夜地区除外);南半球相反。比较四个地点,B点位置最偏南,白昼最长。B正确。
27
(2)该日后,图中夜长开始变短的地点是 ( )
A.A点 B.B点 C.C点 D.O点
[解析]图中南极圈及其以南全部出现极昼
现象,太阳直射南回归线,该日过后,太阳直射
点向北移,北半球各地白昼开始逐渐变长,
黑夜开始逐渐变短,比较四个地点,只有A点
位于北半球,A正确;
B、C点位于南半球,夜开始变长;
O点位于赤道,全年昼夜平分,不存在昼夜长短变化现象。
A
图1-2B-12
28
例2 图1-2B-13为不同地点昼长随季节变化统计曲线图,图中节气为北半球节气。读图完成(1)~(2)题。
(1)图中a、b、c、d四地,自北向南依次是 ( )
A.a、c、b、d B.d、a、b、c C.a、b、c、d D.c、d、a、b
B
图1-2B-13
[解析]图中a地全年昼夜等长,昼夜均为12小时,地处赤道;
b地冬至日昼长夜短、夏至日昼短夜长,应在南半球中纬度;
c地冬至日出现极昼、夏至日出现极夜,应在南极圈;
d地冬至日出现极夜、夏至日出现极昼,应在北极圈。四地自北向南依次是d、a、b、c,故B正确。
29
[解析]当扬州处在一年中夜最长时,
即冬至日时,太阳直射南回归线。赤道上的a地正午太阳高度达一年中最小值,南半球的b地为夏季,南极圈上的c地出现极昼现象,北极圈上的d地昼长达一年中最小值。故C正确。
(2)当扬州处在一年中夜最长时 ( )
A.a地正午太阳高度达一年中最大值
B.b地为冬季
C.c地出现极昼现象
D.d地昼长达一年中最大值
C
图1-2B-13
30
例3 [2022•湖北部分名校期中联考] 图1-2B-14为甲、乙两地连续三个月夜长变化示意图。据此完成(1)~(2)题。
(1)甲、乙两地相比 ( )
①甲地纬度更高 ②乙地纬度更高 ③甲地昼夜变化幅度较小 ④乙地昼夜变化幅度较小
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
B
图1-2B-14
[解析]读图可知,10—12月太阳直射南半球,甲、乙两地均夜短昼长,故同属于南半球,乙地11月20日左右夜长为0,即出现极昼现象,故乙地纬度更高,②正确,①错误;
由于纬度越高,昼夜变化幅度越大,所以甲地昼夜变化幅度较小,③正确,④错误。综合上述分析,②③正确。故选B。
31
(2)5月21日至7月24日,乙地可能出现的地理现象是 ( )
A.日出东北 B.日出东南
C.出现极夜 D.出现极昼
C
图1-2B-14
[解析] 5月21日至7月24日经过夏至日,由上题可知,乙地在11月份出现了极昼,在夏至日前后也会出现极夜,故5月21日至7月24日期间,乙地可能出现极夜现象。本题选C。
32
主题二 正午太阳高度的变化
冲着小区楼房间距有50米、小区绿化率为50%的宣传广告,我国北方某市一些市民先后购买了位于该小区的商品房。岂料两年后开发商改变建筑方案,楼房的间距仅为30.4米。为此,该小区的38户业主提起了诉讼。
[思考2] (1)在北方购买商品住宅时,如果想验证开发商关于“全年都可见到阳光”的销售宣传语的真实性,我们应选择在什么时间去看房?
[答案]选择在冬季冬至前后去看房。
冲着小区楼房间距有50米、小区绿化率为50%的宣传广告,我国北方某市一些市民先后购买了位于该小区的商品房。岂料两年后开发商改变建筑方案,楼房的间距仅为30.4米。为此,该小区的38户业主提起了诉讼。
(2)每年的夏至日至冬至日我国北方正午太阳高度如何变化?
[答案]这段时间,太阳直射点从北回归线移到南回归线,我国北方位于北回归线以北地区,太阳直射点逐渐远离北方地区,正午太阳高度逐渐变小。
1.正午太阳高度的变化规律
(1)纬度分布规律——近大远小
太阳直射在某纬线上,该纬线的正午太阳高度为90°,其他纬线距该纬线越远,正午太阳高度越小。
(2)季节变化规律——来增去减
当太阳直射点向某纬线移来,该纬线正午太阳高度逐渐增大;反之减小。
(3)年变化规律
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'。
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'。
[特别提醒] (1)同一时刻,正午太阳高度从太阳直射点所在纬线分别向南北两侧递减。
(2)以太阳直射点所在纬线为对称轴,南北对称(纬度差相同)的两条纬线,正午太阳高度相等。
(3)同一纬线上正午太阳高度相等。
2.正午太阳高度的计算
公式:H=90°-两点纬度差。
如图1-2B-15所示,当太阳直射
10°N时,A、B、C三地的正午太阳
高度分别为90°减去三地与太阳直
射点的纬度差(a、b、c),即:A地
(42°N) 的正午太阳高度HA=90°-a=90°-(42°-10°)=58°;
B地(23°26'N)的正午太阳高度HB=90°-b=90°-(23°26'-10°)=76°34';
C地(23°26'S) 的正午太阳高度HC=90°-c=90°-(23°26'+10°)=56°34'。
图1-2B-15
[特别提醒] (1)两点是指所求地点与太阳直射点。
(2)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。
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(即正午太阳高度出现时),日影最短,当地的地方时是12时。
(2)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。
(3)判断日影长短及朝向
①正午太阳高度越大,日影越短;反之,日影越长。太阳直射点上,物体的影子缩短为0;正午是一天中日影最短的时刻。
一天中日影的变化规律是:日出最长 正午最短 日落最长。
②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,夏至日日影最短;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,
冬至日日影最短: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)。
图1-2B-16
(4)计算楼间距
一般来说,纬度较低的地区楼间距较近,纬度较高的地区楼间距较远。解题关键是计算当地冬至日的正午太阳高度,并计算楼房影长。以我国某地为例(见图1-2B-17),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h•cot H。
图1-2B-17
(5)计算热水器安装角度
①集热板与地面之间的夹角和当天正午太阳高度角
互余,如图1-2B-18,α+H=90°时效果最佳,则α=纬度
差(当地地理纬度±太阳直射点纬度)。例如,北纬40°
在夏至日时太阳能热水器与地面的倾角应该调整为
40°-23°26',在冬至日时倾角应该调整为40°+23°26'。
②一年内调整的幅度:即正午太阳高度的年变化幅度。
南、北回归线之间的地区,年变化幅度ΔH=23°26'+φ
(φ为当地纬度);回归线与极圈之间的地区,年变化幅度恒为46°52';极圈与极点之间的地区,年变化幅度由46°52'逐渐降低至23°26'。
图1-2B-18
例4 [2022•山西怀仁期中] 图甲为广州从化北回归线标志塔景观图,图乙为塔影朝向和影长图。读图,完成(1)~(2)题。
(1)图乙中能反映标志塔正午塔影年变化的曲线是( )
A.① B.② C.③ D.④
B
图1-2B-19
[解析]本题考查正午太阳高度及影长的变化特点。根据题意知,该塔位于北回归线,夏至日太阳直射该塔,正午太阳高度为90°,塔影为0,由夏至日向前、后正午太阳高度减小,影长增大,并且正午太阳在该塔以南,影子应朝向正北,与②相符。故选B。
甲
乙
44
(2)图1-2B-20中能反映夏至日标志塔塔影顶点移动轨迹的是 ( )
A B C D
A
图1-2B-19
[解析]本题考查塔影方位的判读。夏至日日出东北,影子朝向西南,正午时太阳在正上方,影长为0,日落西北,影子朝向东南。综上可知,塔影顶点的移动轨迹为西南→0→东南。故选A。
甲
乙
图1-2B-20
45
[解析]该小区位于北回归线以北地区,冬至日正午太阳高度最小,影子最长。从每年11月7日开始,正午阳光照射不到北楼二层住宅,可知在冬至日前有一个半月时间照射不到二层,可推测出冬至日后也会有一个半月时间照射不到二层,因此正午阳光照射不到北楼二层住宅这种情况大约持续3个月。C正确。
例5 [2022•山东邹城期中] 小区楼房建设规划中,为满足采光需求,理论上需要根据各地正午太阳高度的情况设计合理的楼间距。图1-2B-21示意11月7日山东省济宁市某小区楼房正午日影情况。据此完成(1)~(2)题。
(1)从每年11月7日开始,正午阳光照射不到北楼二层住宅,这种情况大约持续( )
A.1个月 B.2个月 C.3个月 D.4个月
C
图1-2B-21
46
(2)楼高相同情况下,下列四个城市中理论楼间距较济宁大的是 ( )
A.天津 B.上海
C.厦门 D.广州
A
[解析]正午太阳高度越小,影子越长,
楼间距越大,四地相比只有天津比
济宁纬度高,正午太阳高度比济宁小,楼间距较济宁大,A正确。
上海、厦门、广州纬度皆比济宁低,正午太阳高度大,楼间距小于济宁,B、C、D错误。
图1-2B-21
47
例6 杭州(30°N)某同学对传统的太阳能热水器进行改造(如图1-2B-22)设计:将太阳能热水器集热板装在一个大玻璃箱里,并将热水器的支架改造成活动形式,正午太阳高度角与集热板和地面的夹角保持互余。据此回答(1)~(3)题。
(1)12月22日杭州的节气及正午太阳高度角为 ( )
A.正值夏至,正午太阳高度角为83°26'
B.正值春分,正午太阳高度角为60°
C.正值冬至,正午太阳高度角为36°34'
D.正值夏至,正午太阳高度角为90°
C
图1-2B-22
[解析]冬至日(12月22日前后)太阳直射南回归线(23°26'S),杭州的节气为冬至;正午太阳高度H=90°-(30°+23°26')=36°34'。故选C。
48
(2)为了充分利用太阳能,尽可能使一年内正午太阳光线与集热板保持垂直,结合二分二至日正午太阳高度角,则杭州集热板与地面夹角的调整幅度为( )
A.23°26' B.30°
C.46°52' D.60°
C
图1-2B-22
[解析]杭州纬度为30°N,介于北回归线与北极圈之间,该纬度范围内正午太阳高度角的年变幅(一年中正午太阳高度角的最大值与最小值之差)为定值46°52',所以集热板与地面夹角的调整幅度也为定值46°52',故选C。
49
(3)一年中,该活动支架最矮的日期是 ( )
A.春分日 B.夏至日
C.秋分日 D.冬至日
B
图1-2B-22
[解析]一年中,活动支架最矮的日期即正午太阳高度角最大的时期,该地纬度为30°N,夏至日时正午太阳高度角达到一年中的最大值,故选B。
50
主题三 四季和五带
春至细雨如丝,看杨花飞舞;夏则傍流水亭轩,赏芙蓉花开;秋来隔窗听雨,着小扇扑萤;冬可踏绵柔雪地,聆暗香遁地。
[思考3] (1)文中描述季节更替在我国的北方和南方,哪个表现得更明显?
(2)寒冬腊月,许多东北老人愿意到海南三亚过冬,主要原因是什么?
[答案]在北方更明显。
[答案]海南三亚纬度较低,属于热带,冬季时气温较高。
1.四季和五带的形成
图1-2B-23
2.四季分布与五带划分
图1-2B-24
例7 读五带分布图(图1-2B-25),完成(1)~(2)题。
(1)下列地区四季变化最明显的是( )
A.热带 B.北温带
C.北寒带 D.低纬度地区
B
图1-2B-25
[解析]热带地区终年正午太阳高度大,昼夜长短变化不大,气温高,全年皆夏,四季变化不明显;位于南北两极地区的寒带终年正午太阳高度小,气温低,全年皆冬,四季变化不明显;只有温带,一年中冬、夏季正午太阳高度和昼夜长短变化大,气温变化大,因而季节更替最明显。
54
(2)假设黄赤交角为30°,地球上 ( )
A.寒带的范围变大
B.温带的范围变大
C.热带的范围变小
D.寒带的范围变小
A
图1-2B-25
[解析]黄赤交角的大小对五带划分的影响很大。如果热带的纬度范围变为由赤道到南北纬30°,那么寒带的纬度范围就变为从南北纬60°到南北纬90°。由此可知,黄赤交角变大,热带、寒带范围变大,温带范围变小。
55
例8 [2022•山东学情期中联考] 二十四节气是中国历法的独特创造,几千年来对我国农牧业的发展起了很大推动作用。图1-2B-26为二十四节气图。读图完成(1)~(2)题。
(1)下列农事活动中的谚语(传统文化)与“惊蛰”
这一节气相吻合的是 ( )
A.春雷一响,惊动万物 B.麦熟一晌,虎口夺粮
C.东风不倒,雨下不小 D.寒露有霜,晚稻受伤
A
[解析]根据图中信息可知,惊蛰出现在春分之前,此时
春天已经到来,春雷时现(气温回升),万物复苏,A正确;
麦熟出现在春末夏初或者秋季,B错误;
东风不倒,雨下不小,说明此时东南季风实力强,容易出现强降水,最可能对应夏季的节气,C错误;
寒露有霜,晚稻受伤,对应的节气是寒露,D错误。
图1-2B-26
56
(2)有关济南的描述,正确的是 ( )
A.寒露的昼长较清明的昼长长
B.小寒较大寒日出时刻早
C.立春与立冬的正午太阳高度基本相同
D.夏半年与冬半年时间长度一样
C
[解析]济南位于北半球,寒露时太阳直射点位于南半球,济南昼短夜长,清明时太阳位于北半球,济南昼长夜短,因此清明时济南的昼长较长,A错误;
与小寒相比,大寒时太阳直射点更偏北,济南的昼长更长,其日出时刻更早,B错误;
立春和立冬时太阳直射点均位于南半球,且两个节气距离冬至日期大致相同,其太阳直射点的纬度差别不大,这两个节气济南的正午太阳高度基本相同,C正确;
地球公转速度1月初最快,7月初最慢,因此济南夏半年相对较长,冬半年相对较短,D错误。
图1-2B-26
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①天文四季
②气候四季(以北温带为例)
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