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1.4 地球的公转及其地理意义 1.掌握地球公转的轨道、方向、周期和速度。 2.理解黄赤交角的产生及其影响。 3.理解正午太阳高度和昼夜长短的季节变化、纬度变化及其成因。 4.理解四季和五带的划分及其原因。
知识点一 黄赤交角及其影响 1．引起太阳直射点的季节移动 在公转过程中，引起太阳直射点在南、北回归线之间往返运动，运动规律见下图。
2．黄赤交角变化带来的具体影响 影响的方面 黄赤交角变大(小) 太阳直射范围 扩大(缩小) 极昼和极夜现象范围 扩大(缩小)
五带的范围 热带和寒带的范围扩大(缩小) 温带的范围缩小(扩大) 正午太阳高度角的年变化 年变化幅度增大(减小)
昼夜长短的年变化 年变化幅度增大(减小) (赤道与寒带除外) 季节的变化 变化明显(不明显) 知识点二 昼夜长短的变化 昼夜长短的变化是地球运动的重要地理意义之一，突破此重点，应主要抓住“三看”： 1．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。如下图所示：
2．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。如下图所示：
3．昼夜长短计算——看“特点” (1)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°×1小时 (2)根据日出或日落时间进行计算 地方时正午12时把一天的白昼平分成相等的两份(如下图所示)。
昼长时数＝日落时间－日出时间＝(12－日出时间)×2＝(日落时间－12)×2 夜长时数＝(日出时间－0)×2＝(24－日落时间)×2 (3)根据分布特点进行计算 ①同纬度各地的昼长相等，夜长相等。 ②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(夜长)与南半球同纬度地区的夜长(昼长)相等。例如，40°N的昼长等于40°S的夜长。 【易错排查】 1．太阳直射某地，该地不一定昼最长夜最短。北半球各地夏至日这一天昼最长，南半球各地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，但其可能直射南半球，此时北半球昼短夜长；也可能直射北半球，此时北半球昼长夜短。昼变短夜变长与昼短夜长亦是同样道理。 【方法技巧】太阳直射点位置、日出日落和昼夜长短的对应关系
直射点位置 日出 日落 昼夜长短 方位 地方时 方位 地方时 赤道 正东 6时 正西 18时 昼夜等长
北半球 东北 早于6时 西北 晚于18时 北半球昼长夜短，南半球昼短夜长
南半球 东南 晚于6时 西南 早于18时 北半球昼短夜长，南半球昼长夜短 【方法技巧】利用“对称法则”突破地球运动规律的技巧 1．纬度对称：同一天，纬度数相同的南北两条纬线上昼夜长短完全相反。 2．日期对称：若同一地点两日期相距二分二至日的时间尺度相同，则两日期为二分二至日的对称日期。两对称日期的昼夜长短、正午太阳高度和日出、日落方位有如下特点： 同一地点两日期对称特点 昼夜长短 正午太阳高度 日出、日落方位 关于春分日(或秋分日)对称 相反 关于夏至日(或冬至日)对称 相等 相等 相同 3.太阳高度的对称 (1)以太阳直射的纬线为对称轴，在南北对称分布的纬线上，正午太阳高度相等。 (2)同一地点，以地方时12时为中心，上午、下午距12时时段相等的两个时间，太阳高度相等。 知识点三 正午太阳高度的变化规律及应用 1．正午太阳高度的变化规律 (1)正午太阳高度的空间变化规律(全球正午太阳高度的纬度变化规律) 从太阳直射点所在纬线分别向南北两侧递减；离直射点距离越近(纬度差越小)，正午太阳高度越大。如下图所示。
夏至日：正午太阳高度由北回归线向南北两侧递减。 冬至日：正午太阳高度由南回归线向南北两侧递减。 春秋二分日：正午太阳高度由赤道向南北两侧递减。 (2)正午太阳高度的季节变化规律
北回归线及其以北地区 一年有一次最大值(6月22日前后)， 一次最小值(12月22日前后)
南回归线及其以南地区 一年有一次最大值(12月22日前后)， 一次最小值(6月22日前后)
南北回归线之间(除赤道外) 一年有两次最大(太阳直射时最大)， 一次最小值(南半球出现在6月22日前后、北半球出现在12月22日前后) 赤道地区 一年有两次最大值(春分日、秋分日)、 两次最小值(夏至日、冬至日)
递变规律 来增去减(直射点向本地所在纬线移来，则正午太阳高度增大，移去则减小)
(3)正午太阳高度的年变化规律 热带范围内，正午太阳高度的年变化值由赤道向南北两侧逐渐增大，从23°26′增大到46°52′；温带范围内，正午太阳高度的年变化值均为46°52′；寒带范围内，正午太阳高度的年变化值由极圈向极点逐渐减小，从46°52′减小到23°26′。 (4)一个地区年正午太阳高度最大差值 赤道地区为23°26′，热带地区为(当地纬度＋23°26′)；回归线至极圈之间地区为46°52′。 2．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，此时日影最短，当地的地方时是12时。 (2)确定房屋的朝向 为了获得更充足的太阳光照，确定房屋的朝向与正午太阳所在位置有关。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)判断日影长短及方向 正午太阳高度越大，日影越短，正午太阳高度越小，日影越长，且日影方向背向太阳。 (4)确定当地的地理纬度 纬度差多少度，正午太阳高度就差多少度。根据某地某日(二分二至日)正午太阳高度，可判断该地区纬度大小。 (5)确定楼距、楼高 为了更好地保证各楼层都有良好的采光，楼与楼之间应当保持适当距离。以我国为例，见下图，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：L＝hcotH。
(6)太阳能热水器的倾角调整 为了更好地利用太阳能，应不断调整太阳能热水器与楼顶平面之间的倾角，使太阳光与受热板成直角。其倾角和正午太阳高度角的关系为α＋h＝90°(如下图)。
【易错排查】 1．太阳高度变化与正午太阳高度变化
太阳高度变化和正午太阳高度变化不同，如右图所示，A为太阳直射点，太阳高度从直射点向四周呈同心圆减小，到晨昏线减小为0°，此图示意不同地点的太阳高度不同。 2．太阳高度的日变化规律 太阳高度表示太阳光线与当地地平面的倾角；正午太阳高度是一天中太阳最高时的高度角。昼半球太阳高度大于0°(太阳位于地平线以上)；夜半球太阳高度小于0°(太阳位于地平线以下)；晨昏线上太阳高度等于0°(太阳刚好位于地平线上)；在一天当中，由日出至正午太阳高度增加，正午至日落太阳高度减小，不同地区太阳高度的日变化具有不同特点，如下图所示：
由图可知：(1)位于极昼区的极点的太阳高度一天不变，且等于直射点的纬度。 (2)正好出现极昼的纬线上各地，日出和日落时太阳高度为0°，正午时太阳高度最大。 (3)极昼区除极点和正好出现极昼的纬线上各地外，各地太阳高度均在0°以上，且0时最小，12时最大。 【方法技巧】运用规律来掌握正午太阳高度分布特点 (1)对称规律：以直射点所在纬线为对称轴南北对称的两条纬线，正午太阳高度相等。 (2)近大远小规律：离直射点所在的纬线越近，正午太阳高度越大，离直射点所在的纬线越远，正午太阳高度越小。 【方法技巧】正午太阳高度的简单计算方法 公式：H＝90°－“两点”纬度差(Δφ)。
“两点”指观测点和太阳直射点。若“两点”同在北(南)半球，“两点”纬度差为大数减去小数；若“两点”分属于南北不同半球，“两点”纬度差为“两点”的纬度之和。 法则：求纬度差遵循“同减异加”法则。
考点一 地球公转特征与黄赤交角 【典例1】 (2019·广东雅礼中学一模)读地球公转示意图，完成1～3题。
1．如图所示，甲、乙、丙、丁为地球绕日公转轨道的四等分点，地球从甲处开始绕日公转一周，途中用时最少的是( ) A．甲—乙段 B．乙—丙段 C．丙—丁段 D．丁—甲段 2．当地球位于图示位置时，太阳直射点所处位置及移动方向是( ) A．北半球，向北移动 B．北半球，向南移动 C．南半球，向北移动 D．南半球，向南移动 3．当地球公转经过乙处时，下列说法正确的是( ) A．我国北方出现“秋高气爽”的天气 B．正是到南极考察的最佳季节 C．正是我国华北平原冬小麦播种季节 D．北极点附近极昼的范围呈扩大的趋势 【答案】1.D 2.C 3.D 【解析】第1题，地球公转在近日点附近速度最快，在远日点附近速度最慢，故丁—甲段用时最少，乙—丙段用时最多。第2题，地球公转至图示位置时位于1月初以后、春分日之前，太阳直射南半球，向北移动。第3题，地球公转经过乙处时，我国处于春分日之后的春季，太阳直射点北移，北极点周围极昼范围扩大；南极考察最佳季节为北半球冬季；华北平原冬小麦播种季节为北半球秋季。 【知识拓展】 (1)地轴总是与赤道平面垂直，地轴与黄道平面的夹角为66°34′，与黄赤交角二者互余。 (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。 (3)春、秋分日太阳直射赤道，但春分日后太阳直射点北移，秋分日后太阳直射点南移。 (4)南、北回归线太阳每年各直射一次，回归线之间的地点，太阳每年都直射两次。 【变式1】 (2019·北京第四中学二模)地球运动分为自转运动和公转运动，而两种运动之间的关系可以用黄赤交角来表示。据此回答4～5题。 4．若黄赤交角变为30°，下列说法正确的是( ) A．北极出现极昼的天数减少 B．温带范围变大 C．7月，南半球中低纬度地区昼长与夜长的差值加大 D．地轴与黄道平面的夹角增大 5．为了研究黄赤交角对地球自然环境的影响，假设黄赤交角变为0°，这时，在地球上不可能会出现的自然现象是( ) A．太阳终年直射赤道 B．各地全年都昼夜平分 C．各地气温都无日变化 D．各地都无四季变化 【答案】4.C 5.C 【解析】第4题，具体分析如下：
