1第三節(jié)地球公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的地理意義一、正午太陽高度的變化(1)

太陽高度：太陽光線與地平面之間的夾角，叫做太陽高度角(如下圖所示)，簡(jiǎn)稱太陽高度。2晝夜交替表現(xiàn)為太陽高度的日變化，在晝半球(即白天)上的各地，太陽高度大于0°，太陽直射點(diǎn)的太陽高度為90°；在晨昏線(即早晨或黃昏)上的各地，太陽高度等于0°；在夜半球(即黑夜)上的各地，太陽高度小于0°。因?yàn)榈厍蚴乔蝮w，太陽高度(h)的分布由直射點(diǎn)的90°向四周減小，在晨昏線上為0°，如下圖。3（2）正午太陽高度：一天中太陽高度最大值出現(xiàn)在正午，稱為正午太陽高度。(如下圖所示)4

(2)正午太陽高度的變化規(guī)律①正午太陽高度的緯度變化5地球上，同一緯線上正午太陽高度相同。太陽直射點(diǎn)所在的緯線上正午太陽高度最大(90°)。正午太陽高度由直射點(diǎn)所在的緯線向南北兩側(cè)遞減。②正午太陽高度的季節(jié)變化6a．北回歸線及其以北地區(qū)：夏至日達(dá)最大值，冬至日最小b．南回歸線及其以南地區(qū)：冬至日達(dá)最大值，夏至日最小c．回歸線之間的地區(qū)：每年有兩次最大值(直射時(shí))7

(3)正午太陽高度角的計(jì)算正午太陽高度(H)的計(jì)算公式：H＝90°一兩點(diǎn)緯度差“兩點(diǎn)”指觀測(cè)點(diǎn)、太陽直射點(diǎn)。若兩點(diǎn)同在北(南)半球，兩點(diǎn)緯度差為大數(shù)減去小數(shù)；若兩點(diǎn)分屬于南北不同半球，兩點(diǎn)緯度差為兩點(diǎn)的緯度之和。8當(dāng)太陽直射B點(diǎn)(10°N)時(shí)，A點(diǎn)(40°N)正午太陽高度是：H＝90°－AB緯度差＝90°－(40°－10°)＝60°當(dāng)太陽直射B(10°N)點(diǎn)時(shí)，C點(diǎn)(23.5°S)正午太陽高度是：H＝90°－BC(緯度差)＝90°－(10°＋23.5°)＝56.5°9

(4)正午太陽高度在生活中的常見應(yīng)用①陽光照射方向、日影長(zhǎng)短的問題A．影子出現(xiàn)的方向與太陽所在方向相反；B．太陽高度越大，影子越短；反之，越長(zhǎng)。一天中日影的變化規(guī)律是日出最長(zhǎng)→變短→正午最短→變長(zhǎng)→日落最長(zhǎng)；C．正午日影的朝向和長(zhǎng)短變化，具體如下：a．北回歸線以北：北回歸線以北太陽終年南射，正午日影始終朝北；緯度越高，日影越長(zhǎng)；6月22日達(dá)一年中最短，12月22日達(dá)一年中最長(zhǎng)。10b．南回歸線以南：南回歸線以南太陽終年北射，正午日影始終朝南；緯度越高，日影越長(zhǎng)；12月22日達(dá)一年中最短，6月22日達(dá)一年中最長(zhǎng)。c．南北回歸線之間的地區(qū)：正午時(shí)在南、北回歸線內(nèi)太陽有直射、南射和北射三種情況。正午是否有日影，朝向南、北，日影長(zhǎng)短等都要結(jié)合具體情況進(jìn)行分析。d．極點(diǎn)：極晝期，北(南)極點(diǎn)日影始終朝南(北)，且日影無日變化。11②樓房間距問題以北回歸線以北地區(qū)建房為例，為保證一樓全年均有陽光照到，兩樓之間的最短距離L與樓高h(yuǎn)的關(guān)系如圖所示(H為冬至日當(dāng)?shù)氐恼缣柛叨?，L應(yīng)大于h·cotH。12③太陽能熱水器的角度問題太陽能熱水器的集熱板要根據(jù)正午太陽高度的季節(jié)變化來調(diào)整角度，集熱板與地面之間的夾角α應(yīng)等于當(dāng)天正午太陽高度的余角。如圖所示，α＋H＝90°時(shí)效果最佳。太陽能熱水器的安裝傾角＝兩點(diǎn)緯度差(即當(dāng)?shù)鼐暥群吞栔鄙潼c(diǎn)緯度的差值)。13④有前檐的窗戶與屋頂之間距離L的設(shè)定：L＝前檐長(zhǎng)度×tanH。如圖所示：14特別提醒：(1)巧記正午太陽高度的分布規(guī)律①正午太陽高度的緯度分布規(guī)律某日太陽直射某緯線，則該緯線的正午太陽高度為90°，離該緯線越遠(yuǎn)，正午太陽高度越小。②正午太陽高度的季節(jié)變化規(guī)律——來增去減：任一地點(diǎn)，一年中離太陽直射點(diǎn)所在緯線最近時(shí)，正午太陽高度達(dá)最大值，反之達(dá)最小值；太陽直射點(diǎn)向所在緯線移來，該地正午太陽高度增大，反之減小。15

(2)夏至日這一天，是否是整個(gè)北半球正午太陽高度角最大的一天？不是。赤道和北回歸線之間的地區(qū)有直射現(xiàn)象，直射時(shí)正午太陽高度最大，而并非夏至日直射北回歸線時(shí)才達(dá)到最大。(3)夏至日正午太陽高度從北回歸線向南北兩極遞減，這樣說對(duì)嗎？不對(duì)。應(yīng)該是“夏至日正午太陽高度從北回歸線向南北兩側(cè)遞減”。16某地有一幢樓，我國(guó)冬至日時(shí)正午影長(zhǎng)與樓房高度相同。據(jù)此回答(1)～(2)題。(1)該地正午太陽高度是(

)A．23.5°B．66.5°C．90° D．45°(2)該地的緯度是(

)①23.5°N②21.5°N③25°N④68.5°SA．①②B．②③C．③④D．②④17練一練解析：第(1)題，要借用數(shù)學(xué)三角函數(shù)公式求正午太陽高度。從圖中可以看出如果樓高h(yuǎn)與影長(zhǎng)s相等，tanα＝h/s＝1，α＝45°，即太陽高度等于45°。18第(2)題，要結(jié)合計(jì)算某地正午太陽高度公式繪出示意圖。19計(jì)算某地正午太陽高度公式H＝90°一緯度差。冬至日南回歸線上正午太陽高度是90°，21.5°N與南回歸線之間緯度差是45°；因此21.5°N正午太陽高度是45°；同理，68.5°S與南回歸線之間的緯度差是45°，故68.5°S正午太陽高度也是45°。答案：(1)D

(2)D20二、晝夜長(zhǎng)短的變化1．晝夜長(zhǎng)短的變化(1)緯度變化①北半球夏半年(春分日至秋分日)：北半球晝長(zhǎng)夜短，緯度越高，晝?cè)介L(zhǎng)，夜越短，北極圈內(nèi)出現(xiàn)極晝現(xiàn)象；南半球晝短夜長(zhǎng)，緯度越高，晝?cè)蕉?，夜越長(zhǎng)，南極圈內(nèi)出現(xiàn)極夜現(xiàn)象。②北半球冬半年(秋分日至次年的春分日)：與夏半年情況相反。21(2)季節(jié)變化①夏至日：北半球各地晝長(zhǎng)達(dá)一年中最大值，極晝范圍達(dá)最大；南半球相反。②冬至日：北半球各地夜長(zhǎng)達(dá)一年中最大值，極夜范圍達(dá)最大；南半球相反。22③二分日：全球晝夜相等。具體情況如圖所示：23(3)關(guān)于晝夜長(zhǎng)短的幾點(diǎn)特殊規(guī)律24①晝夜長(zhǎng)短與日出日落時(shí)刻白晝長(zhǎng)度是指日出日落這一段時(shí)間，日出日落時(shí)刻關(guān)于正午對(duì)稱(以地方時(shí)為標(biāo)準(zhǔn))，如上圖所示。25②在同一天中，θ°N的晝弧等于θ°S的夜弧，θ°N的夜弧等于θ°S的晝弧。如右圖所示：③關(guān)于夏至日、冬至日對(duì)稱的兩個(gè)日期，其晝長(zhǎng)、夜長(zhǎng)、日出時(shí)間、日落時(shí)間相等。因?yàn)殛P(guān)于夏至日或冬至日對(duì)稱的兩個(gè)日期，其太陽直射點(diǎn)在同一條緯線上。如下圖所示：

(a與b這兩個(gè)時(shí)期關(guān)于夏至日對(duì)稱，c與d這兩個(gè)時(shí)期關(guān)于冬至日對(duì)稱。)2627特別提醒：(1)全球晝夜長(zhǎng)短的變化，可借助下圖進(jìn)行直觀形象地記憶：28

(2)日照?qǐng)D上晝長(zhǎng)(夜長(zhǎng))的計(jì)算方法①判定晨線和昏線。②確定已知經(jīng)線的地方時(shí)，以下地方時(shí)確定一個(gè)即可：找到直射點(diǎn)，確定節(jié)氣和直射經(jīng)線的地方時(shí)(12時(shí))；晨線與赤道交點(diǎn)所在經(jīng)線地方時(shí)為6時(shí)；昏線與赤道交點(diǎn)所在經(jīng)線地方時(shí)為18時(shí)；晝半球中央經(jīng)線為12時(shí)；夜半球中央經(jīng)線為0時(shí)。根據(jù)上述已知經(jīng)線地方時(shí)，根據(jù)經(jīng)度差，確定光照?qǐng)D上要求點(diǎn)的地方時(shí)。29③計(jì)算晝長(zhǎng)或夜長(zhǎng)。赤道上各點(diǎn)晝夜相等，即晝長(zhǎng)、夜長(zhǎng)都是12小時(shí)；晨線上的點(diǎn)代表日出，可計(jì)算所在點(diǎn)的地方時(shí)，即日出時(shí)間，利用公式：晝長(zhǎng)＝(12－日出時(shí)間)×2；昏線上的點(diǎn)表示日落，計(jì)算該點(diǎn)的地方時(shí)，運(yùn)用公式：夜長(zhǎng)＝(24－日落時(shí)間)×2。如果不在晨昏線上，根據(jù)同一條緯線上晝長(zhǎng)相等，計(jì)算該緯線與晨昏線交點(diǎn)的晝長(zhǎng)或夜長(zhǎng)時(shí)間即可。301、下圖是冬至日四地緯線晝弧、夜弧分布狀況。據(jù)此回答(1)～(3)題。31練一練(1)四地中位于南半球的是(

)A．甲、乙 B．乙、丙C．丙、丁 D．甲、丁(2)圖中乙和丁的周長(zhǎng)相等，則(

)A．日期相反 B．雨季時(shí)間相反C．日出、日落時(shí)間相反 D．晝夜長(zhǎng)短相反(3)下列關(guān)于四地的敘述，正確的是(

)A．甲是南極圈 B．丁可能是赤道C．丁不可能是赤道 D．甲是回歸線32解析：第(1)題，冬至日，南半球晝長(zhǎng)夜短，故乙、丙位于南半球。第(2)題，乙、丁緯度相同，乙在南半球，丁在北半球，兩地晝夜長(zhǎng)短相反。第(3)題，丁地晝夜不平分，故不在赤道上。答案：(1)B

(2)D

(3)C332、下圖是位于120°E經(jīng)線上不同緯度三地夏至日的正午太陽高度。讀圖完成（4）～（5）題。34（4）三地的緯度從高到低的排序是(

)A．①②③ B．①③②C．③②① D．③①②（5）此日晝長(zhǎng)時(shí)間從短到長(zhǎng)的排序是(

)A．①②③ B．②①③C．③②① D．③①②35解析：第（4）題，從圖中看出，此時(shí)三地都位于太陽直射點(diǎn)的北側(cè)，因?yàn)槭窍闹粒栔鄙浔被貧w線，所以三地都位于北回歸線以北，太陽高度越小，離北回歸線越遠(yuǎn)，緯度越高，三地的緯度①最高，②次之，③最低；第（5）題，因?yàn)槭窍闹寥?，北半球緯度越高晝?cè)介L(zhǎng)，所以①最長(zhǎng)，②次之，③最短。答案：（4）A

（5）C36

三、季節(jié)更替1、季節(jié)更替的原因2、季節(jié)更替的緯度差異①赤道附近低緯度地區(qū)②極地附近的高緯度地區(qū)③中緯度地區(qū)

地區(qū)晝夜長(zhǎng)短正午太陽高度角季節(jié)更替特點(diǎn)赤道地區(qū)變化不大數(shù)值大而變化小全年皆夏，季節(jié)更替不明顯中緯度地區(qū)變化大變化大季節(jié)更替明顯極地附近的高緯度地區(qū)變化最大，甚至有極晝、極夜現(xiàn)象數(shù)值小且變化大全年皆冬，季節(jié)更替不明顯天文四季春（冬與夏的過渡季節(jié)）夏（一年中白晝最長(zhǎng)、太陽高度角最大的季節(jié)）秋（夏與冬的過渡季節(jié)）冬（一年中白晝最短、太陽高度角最小的季節(jié)）3、四季的劃分

我國(guó)傳統(tǒng)上四季劃分與西方四季劃分比較

我國(guó)傳統(tǒng)上的四季分別以二十四節(jié)氣中的立春日（2月4日或5日）、立夏日（5月5日或6日）、立秋日（8月7日或8日）、立冬日（11月7日或8日）為起點(diǎn)。但與氣候不相符合。

西方四季：以春分日（3月21日）、夏至日（6月22日）、秋分日（9月23日）、冬至日（12月22日）分別作為四季的起點(diǎn)，比我國(guó)傳統(tǒng)上的四季晚一個(gè)半月。為了使季節(jié)的劃分與氣候的變化大致吻合，北溫帶的一些國(guó)家劃分四季的方法是：氣候四季春：過渡季節(jié)，3、4、5月

夏：太陽輻射強(qiáng)、氣溫最高，6、7、8月

秋：過渡季節(jié)，9、10、11月冬：太陽輻射最弱，氣溫最低的季節(jié)，12、1、2月北回歸線南回歸線

北極圈南極圈熱帶南溫帶北溫帶北寒帶南寒帶23°26’N23°26’S66°34’N66°34’S天文特征氣候特征有太陽直射現(xiàn)象有極晝極夜現(xiàn)象有極晝極夜現(xiàn)象無太陽直射無極晝極夜現(xiàn)象無太陽直射無極晝極夜現(xiàn)象終年炎熱四季分明四季分明終年嚴(yán)寒終年嚴(yán)寒四、五帶的劃分

要注意北極圈與北回歸線度數(shù)互余南極圈與南回歸線度數(shù)互余熱帶在南北回歸線之間溫帶在回歸線與極圈之間寒帶在北極圈以北及南極圈以南思考如果黃赤交角為零或變大變小，五帶的劃分會(huì)有什么變化？

1、如果黃赤交角增大熱帶、寒帶范圍增大，溫帶范圍減小

2、黃赤交角減小熱帶、寒帶范圍減小，溫帶范圍增大

3、黃赤交角為零黃道平面和赤道平面重合,則交角為零,太陽終年直射赤道，地球上無季節(jié)變化和晝夜長(zhǎng)短變化及正午太陽高度角的年變化。季節(jié)更替和五帶劃分的原因1．按要求完成以下問題：（１）在圖中粗線上用箭頭標(biāo)出地球公轉(zhuǎn)的方向。（２）Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ四點(diǎn)位于近日點(diǎn)的是

，地球公轉(zhuǎn)較快的是

。（３）地球處在B處時(shí)，南寧晝夜長(zhǎng)短情況是________________________

（4）地球處在A處時(shí)，太陽直射在_____

（5）將不同時(shí)段填寫在下列各種地理現(xiàn)象后面空格中。（有一定難度）①北半球晝長(zhǎng)夜短

。②北極圈內(nèi)極晝范圍不斷擴(kuò)大

。③南半球的白晝?cè)絹碓介L(zhǎng)

。④北京晝短夜長(zhǎng)，且晝漸長(zhǎng)

。⑤南回歸線以南地區(qū)正午太陽高度逐漸變小

。AA晝夜等長(zhǎng)南回歸線B-