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在具体判断时,如果能明显看出日地距离的远近,则根据这一距离来判断远、近日点如图3—2;
如果不能,则要根据地轴的倾斜方向来决定,如图3—1,地球位于B位置时,北极点倾向太阳,因此北半球获得的太阳辐射能较多,故B位于远日点附近;
同理当地球位于D位置时,北极点倾离太阳,北半球获得的太阳辐射能少,故D位于近日点附近。
(2)方向:
地球绕日公转的方向与地球的自转方向一致,都为自西向东。
一般来说,我们常在公转轨道上用逆时针方向的箭头来表示。
(3)周期:
地球绕太阳公转一周(360o)所花的时间是365日6时9分10秒,这叫做一个恒星年,这是地球公转的真正周期。
但是我们日常以太阳为参照物,认为地球公转一周的时间是365日5时48分46秒,这叫做一个回归年。
(4)速度:
由于地球和太阳的距离不断变化,因此它受到太阳的吸引力的大小也不断变化,离太阳近时,受到的引力大,运动的角速度和线速度都大,反之在远日点附近时,角速度和线速度都比较小。
案例剖析旁征博引举一反三
考题1(典型例题)读“地球公转及其轨道示意图”(图3—2),下列说法正确的有()
A.公转轨道是正圆
B.地球运行至A点时大致是一月初
C.地球从A点出发再回到A点所需的时间恰好是太阳直射点从北回归线移动到南回归线的时间
D.地球过A点时的运动线速度略小于B点
考题1点拨:
地球公转的轨道不是一个正圆,而是一个近似正圆的椭圆,太阳位于椭圆的一个焦点上。
地球公转在一月初位于近日点附近,地球公转速度较快,七月初地球公转到远日点附近,公转速度较慢。
从A出发再回到A点的时间是一恒星年,而太阳直射点从北回归线移动到南回归线的时间只有半年。
答案:
D总结提示:
有人会错误地认为,地球位于近日点时,获得的太阳辐射能就多,因此是夏季。
实际上对我们北半球来说刚好相反,每年的1月初(注意并非12月22日冬至日)地球位于近日点,每年的7月初(注意并非6月22日夏至日)地球位于远日点。
考点2.黄赤交角及其影响
(1)自转和公转平面:
地球自转形成了自转平面,这个平面即赤道平面,它始终和地轴垂直,地球公转的轨道决定了公转平面,即黄道平面,可以认为地球始终在黄道平面上绕太阳公转。
(2)黄赤交角
①形成:
由于黄道平面和赤道平面并不重合,它们之间有一个夹角,我们把这一夹角称为黄赤交角。
②度数:
黄赤交角的大小变化得非常缓慢,在一定的时间内,可以认为是不变的。
目前它的大小为23o26′。
③影响:
由于黄赤交角的存在,太阳直射点并非始终位于赤道上,而是在南北纬23o26′之间来回移动,其移动轨迹如图3—3所示:
其中有四个特殊的节气,一定要牢记:
春分日(3月21日前后)太阳直射在赤道上;
夏至日(6月22日前后)太阳直射到一年中的最北位置,即23o26′No秋分日(9月23日前后)太阳直射在赤道上;
冬至日(12月22日前后)太阳直射到一年中的最南位置,即23o26′S。
考题2(典型例题读下面地球光照图3—4(斜线部分为夜半球,BC所在圆圈为极圈),回答:
(1)这天的日期是,是节气(北半球)。
(2)此时,北回归线上正午太阳高度是
(3)此时,北京时间是点钟,B处时间是,夜长为小时。
(4)图上所画CD弧线是晨线还是昏线;
此线在上半年的北京时间(月、日)时可与本初子午线完全重合。
考题2点拨:
根据图中提供的信息,由w到E表示地球自转方向,判断这是以南极为中心的图,并且南极圈内是极昼,时间是12月22日前后,北半球冬至。
太阳直射在南回归线上,同时据图中信息,0o经线的地方时为0时,这样可以根据公式[H=90o-θ(θ代表在射点与所求点间的纬度距离)]计算北京时间是几点钟,B处时间、夜长为几小时。
(1)12月22日冬至
(2)43o08′(3)821时0(4)晨线3月21日14总结提示:
怎样解答有关地球公转运动的题呢?
这里面有两个前提:
一是要建立空间概念,要知道地球的运动是一个三维空间的运动,并且是随时间不断变化的;
二是要有清晰的思路,注意从图中找有用信息,从图中找答案。
另外,对这样的题目我们在读图时一定要先问问自己,这是哪个半球?
是地球的侧视图还是极点俯视图?
图中哪是昼半球,哪是夜半球?
哪一点的时间是已知的?
本题解答的关键是根据图中给的w和E判断出自转方向。
考点3.昼夜长短的变化
(1)昼夜长短的定量计算
①在光照图上求昼夜长短:
根据该点所在纬线圈昼弧和夜弧所跨的经度来推算:
(L1为昼弧长,L2为夜弧长)
昼弧+夜弧一纬线圈L1/V+L2/V=24小时昼长:
夜长=L1:
L2
②根据日出日落时间求昼夜长短
某地昼长=(正午12点一日出时间)×
2
某地夜长=(子夜24点一日落时间)×
2或某地夜长=24小时一某地昼长
日出时间:
晨线与纬线交点所在经线的地方时
日落时间:
昏线与纬线交点所在经线的地方时
日出日落时间=12±
昼长/2
(2)昼夜长短的变化规律(以北半球为例)。
(3)太阳直射点与极昼、极夜
①极昼、极夜纬度范围的确定:
如图3-6所示,在日照图中,晨昏线和太阳光线始终保持垂直,所以晨昏线PQ和图中0M成90o角,从图中可知M点为太阳直射的任一纬度,其纬度度数为p,过P点作一纬线,这一纬度即为北极地区昼的最低纬度,其纬度度数为a,根据平面几何知识可知a=90o-β=90o一β。
例如,当太阳直射点位于20oN时,求地球上极昼极夜的范围。
根据公式a=90oβ=90o-20o=70o(N、S),极昼的范围为70oN~90oN,极夜的范围70oS~90oS。
②极昼、极夜变化图解
从上图3—8可以看出,由于晨昏线PQ始终和太阳光线0M保持垂直,所以当太阳直射点M向北移动时,P点就开始向北极点方向移动,北极地区的极夜范围逐渐缩小,Q点开始向南极点方向移动,南极地区的极昼范围逐渐缩小。
如果地球是一个半径为R的正球体,读图3—7(部分经纬网,阴影部分代表黑夜)。
回答下列问题。
考题3-1(典型例题,2分)此日,图中甲地的白昼时间长为()
A.10时B.11时C.13时D.14时
考题3-2(典型例题,2分)图示时刻,北京时间为()
A.6时B.18时C.5时D.19时
读下表,分析回答下列问题。
考题3-3(典型例题)
北半球
南半球
纬度
极昼
期
极夜
70o
72天
53天
69天
56天
75o
108天
93天
X天
98天
表中X的天数是()
A.103B_11lC113D.117
考题(典型例题)引起其极昼、极夜不等长是由于()
A.黄赤交角的存在B.地球公转的速度C.地球自转速度的变化D.地球是不规则的球体
考题3—1点拨:
从图中可以看出,晨昏线与赤道交点处的经度是60ow,该处昼长12个小时,甲处昼长比该交点短(7.5o+7.5o)×
4=60分钟,即11小时。
B考题3—2点拨:
图中晨昏线是昏线,该昏线与赤道交点的经度是60ow,因为赤道上永远昼夜平分,6时日出,18时日落,因此该点时间(西四区)是18时,北京时间应该是18+(8+4)一30时,即次日6时。
A考题3—3点拨:
由于地球在公转轨道上的运动并非是匀速的,因此在不同的轨道段所花的时间也是不同的。
当地球运行到公转轨道的近日点时,离太阳的距离近,受到太阳的吸引力大,因此公转得也较快,从而导致地球经过近日点所在的半个公转轨道所花的时间较短,因此同纬度地区南半球出现极昼和极夜的时间要小于北半球,从题中的表格可明显看出这一点,从表中还可看出北半球出现极昼和极夜天数的总和肯定等于南半球的,据此可知南半球75o的地方会出现103天的极昼期。
A考题3—4点拨:
通过上题的分析可知,极昼极夜的长短与地球的形状、地球的自转无关。
黄赤交角的存在,导致了太阳直射点的南北移动,从而决定了地球上出现极昼极夜现象范围的大小,与极昼极夜的时间长短也无关系。
由于地球公转的轨道是个椭圆,日地距离在不断地变化,从而导致地球受到太阳的吸引力的大小不断地变化,从而使地球公转的速度发生了变化,于是出现极昼极夜时间的不等长。
B总结提示:
昼夜长短的变化
时间(日期)
北半球夏半年(南半球冬半年)
3月21日→6月22日→9月23日→
太阳直射点及移动方向
赤道→北回归线→赤道→
昼夜长短变化
北半球
昼夜等长
昼越来越长→最长→越来越短→夜越来越短→最短→越来越长→
南半球
昼越来越短→最短→越来越长→夜越来越长。
最长→越来越短→
北半球冬半年(南半球夏半年)
9月23日→12月22日→3月21日→
赤道→南回归线→赤道→
昼越来越短→最短→越来越长→夜越来越长→最长→越来越短→
考点4.正午太阳高度的变化
(1)概念:
一天内最大的太阳高度,亦即地方时为12时的太阳高度。
(2)纬度变化和季节变化规律(如图3—9所示):
①纬度变化:
同一时刻,正午太阳高度由太阳直射点向南、北两侧递减,且以直射点所在纬度为中心等距离对称。
②季节变化:
夏至日,北回归线及其以北地区达一年中最大值,整个南半球达一年中最小值;
相反,冬至日,南回归线及其以南地区达一年中最大值,整个北半球达一年中最小值;
南北回归线内太阳一年直射两次,太阳直射的两天达最大值。
考题4-1(典型例题)下列日期中,北京正午太阳高度最大的是()
A.6月1日B.7月1日C.10月1日D.1月1日
考题4-2(典型例题分)下列4组城市,按6月22日各地正午太阳高度角由大到小排列的是()
A.汕头、海口、北京、伦敦
B.海口、汕头、北京、伦敦
C.伦敦、北京、汕头、海口
D.汕头、海口、伦敦、北京
考题4—1点拨:
某一地点的正午太阳高度的季节变化与太阳直射点位置的季节变化有关,就北回归线和北极圈之间的地区来说,当太阳直射北回归线时,正午太阳高度最大。
一年中太阳在6月22日夏至日直射北回归线,所以距6月22日最近的一天北京的正午太阳高度最大。
B考题4—2点拨:
6月22日是北半球的夏至日,太阳直射在北回归线上,太阳高度角由北回归线向南北两侧递减。
靠北回归线越近,正午太阳高度角就越大;
离北回归线越远,正午太阳高度角就越小。
根据各个城市的纬度,海口大约在20oN,北京大约在40oN,伦敦大约是51.5oN,而汕头恰好在北回归线附近,所以应该是汕头正午太阳高度最大,其次是海口、北京,最小的是伦敦。
A总结提示:
太阳高度的变化指的是日变化,应将它与正午太阳高度的年变化区分
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