高三一轮复习：地球的运动

地球的运动【基础知识】一、地球的自转1.定义：地球绕自转轴自西向东的转动。2.方向：从侧面看：自西向东，从北极上空看：呈逆时针从南极上空看：呈顺时针3.周期：(1)恒星日，自转360º，23时56分4秒，是真正周期恒星日需要人为规定一个参照点——宇宙中的任一颗恒星都可以。地球自转一周后，因公转离开原地，E1到E2是地球一天中公转的弧长，但是，此弧长与地球到恒星的距离之比几乎为零，地球公转已被忽略，故三颗恒星对地球而言实为一颗恒星。E1P到E2P地球自转360º，时间为23时56分4秒。恒星日是地球自转的真正周期。(2)太阳日，自转360º59′，24小时，是日常所用周期即地球从E1到E2没有完成以太阳为参照物的周期运动，至E3P点才再次与太阳重合，就地球自转而言，旋转了360º59′，称一个太阳日周期为24小时。太阳日是生活周期，古人云：日出而作日没而息。4.速度(1)角速度：除极点为0外，其它各点均为15º/小时(2)线速度：赤道线速度最大（约为1670km/h），向高纬递减，两极为零。纬度为α°的某地其线速度约为1670km/h×cosα°。注意：①极点的角速度和线速度均为0②纬度相同的点，自转的速度相同③60°纬线上的线速度是赤道线速度的一半150150150837千米1447千米1670千米30060000二、地球的公转1.定义：地球绕太阳的运动2.方向：从侧面看：自西向东，从北极上空看：呈逆时针；从南极上空看：呈顺时针3.轨道：轨道为黄道，是一个近似正圆的椭圆轨道4.周期(1)恒星年，公转360°，365天6时9分10秒，是真正周期(2)回归年，太阳直射点移动一个周期，365天5时48分46秒，是日常所用周期5.速度(1)位于近日点（1月初）时速度快，位于远日点（7月初）时速度慢(2)平均角速度为每日约10(3)平均线速度为30千米/秒三、自转与公转的关系1.黄赤交角：赤道面与轨道面的交角2.太阳直射点的回归运动由于黄赤交角的存在，并且地轴在宇宙空间的方向不因季节而变化，因而，太阳直射点相应地在南北回归线之间往返移动,称为太阳直射点的回归运动。3.两者之间的联系B太阳远日点（7月初）近日点（1月初）方向AB夏至6月22日直射最北界北回归线S春分3月21日直射赤道秋分9月23日直射赤道冬至12月22日直射最南界南回归线公转黄道面自转赤道面斜身绕日方向不变黄赤交角23026/太阳直射点在南北回归线间周年移动四、自转的地理意义1.昼夜交替（1）产生原因：①地球是不透明的球体，因此有昼半球和夜半球之分；②由于地球不停地自转，因此昼半球、夜半球所处部分不停地变化，就产生了昼夜交替现象。（2）周期：昼夜交替的周期是一个太阳日，即24小时。（3）晨昏线（圈）：昼半球和夜半球的分界线。按地球自转方向经过晨昏线进入昼半球的是晨线，按地球自转方向经过晨昏线进入夜半球的是昏线。如图4-6。①在晨昏线上各地，太阳高度为0º；②太阳直射光线与晨昏线成90º；③直射点A与晨昏线和最小纬线圈切点B的纬度之和等于90º；如当太阳直射在20ºS时，切点B的纬度为70º´N或70ºS。（4）常见的太阳光照示意图：（5）常见日照图的判读①确定南、北极：在侧视图上，通常是上北下南；从自转方向上看，逆时针自转者为北极，顺时针自转者为南极。②确定太阳直射点位置：太阳直射点是昼半球的中心点。③确定特殊点的地方时：晨线与赤道交点的地方时为6时；昏线与赤道交点的地方时为18时；太阳直射点所在经线的地方时为12时，与此正相对经线的地方时为0时。④确定太阳出没时刻：某地日出时刻是该地所在纬线与晨线交点的时刻；日没时刻是该地所在纬线与昏线交点的时刻。赤道上全年都是6时日出，18时日落；在极昼、极夜的区域则没有日出、日落现象。⑤确定昼夜长短：由晨昏线分割的同一纬线上昼弧与夜弧的长短决定昼长和夜长，可以通过读经度差数进行判断。⑥确定太阳高度：正午太阳高度以直射点为中心向南北两侧逐渐递减，各地正午太阳高度等于90度减去该地纬度与太阳直射点纬度的差。晨昏线上的太阳高度为0。2.地方时（1）地方时的产生：因经度而不同的时刻。经度相同，地方时相同。（2）时区的划分：区时：国际上规定，每隔15度为一个时区，每个时区内采用该时区的中央经线的地方时作为整个时区统一的时间，即该时区的区进，也称标准时间。①图示②计算：时区序号=经度/15°（结果四舍五入取整）东经则为东时区，西经则为西时区中央经线经度=时区序号×15°东时区则为东经，西时区则为西经（3）有关时间的计算方法①公式法：地方时计算公式：所求地地方时=已知地地方时±时差说明：⑴±号，如果所求地在已知地东侧则取加号，如果所求地在已知地西侧取减。即东加西减（原因：东早西晚——可以这样理解，东面的取加号，导致时间变大，即为早了）。⑵时差：地方时时差=经度差/15°（经度差采用“同减异加”原则——两地同为东经或两地同为西经，经度差为两地经度相减，一地为东经另一地为西经则经度差为两地经度之和）②晨昏线法光照图中，经常会出现晨昏线。而晨昏线是可以提供时间条件的。在昼夜平分的条件下，晨线时间为6时，昏线时间为18时。昼夜平分：二分日全球；赤道上全年。所以我们经常利用晨昏线与赤道的交点做文章。审题时注意晨昏线是昼夜分界线。③直射点法：直射点的地方时为12点（与直射点同一经线的也为12时）④日期法：全球共有两条日期界线：自然界线——0时经线；人为界线——国际日期变更线（通常用180度经线代替）。图中180度是固定的，而0时经线由于地球自转其经度在不断变化，所以导致新一天和旧一天的范围也在不断的变化，有时新一天范围大于旧一天，有时新一天范围小于旧一天，有时新一天范围等于旧一天。计算原理：这两条分界线一条提供时间概念（0时经线），另一条提供经度概念（180度经线）。知道0时经线经度，可推算新一天和旧一天范围大小，知道新一天和旧一天范围大小，可推算0时经线经度，进而进行其它时间计算。一般地，此法计算可分为两类，一类是已知时间求日期范围，另一类是已知日期范围求时间。⑤日出日落法：晨线即日出，昏线即日落，日出日落的时间早晚取决于经度（地方时早的先日出先日落）和纬度（纬度决定于当地的昼夜长短，昼越长，日出越早，日落越晚——见本网站《晨昏线的理解》一文）。计算公式：日出时间=12-昼长/2（或日出时间=夜长/2）日落时间=12+昼长/2（或日出落时间=日出时间+昼长）⑥半线法：白昼的中间时刻为12时，黑夜的中间时刻为0时（或24时）。通常可以通过昼半线（即平分白昼的线）、夜半线（即平分黑夜的线）来确定。注意此法不能在极昼极夜范围内用。3.沿地表水平运动物体的偏移（1）偏向产生的原理以北半球为例：某一水平运动物体在L1处沿经线A1B1方向（与经线重合）运动时，由于地球的自转，一定时间后，物体会出现在L2处。在物理学中，根据惯性定理，物体将保持原来的运动方向不变，即A2B2方向（A2B2与A1B1平行）。如果以经线作为参照系，我们发现真实运动方向已不再与经线相重合，即已经向右偏离经线。即北半球水平运动物体向右偏。（2）规律：北半球向右偏，南半球向左偏，赤道上无偏向。（3）地转偏向力大小：纬度越高，地转偏向力越大，即偏转的角度越大。（4）意义：对风向、洋流的流向、河流的运动都有影响五、公转的地理意义1.昼夜长短的变化(1)昼夜长短的判读晨昏线将地球上的纬线分成昼弧和夜弧两部分，昼弧和夜弧的长短决定昼长与夜长。弧长15°为1小时。在日照图中，常常画出经线，上图中相邻两条经线经度差为30°，地方时相差2小时。昼夜的时间长短可通过读经度差数得出。(2)昼夜长短时空规律总结①纬度分布规律总结：a．(赤道处始终昼夜平分；春分日、秋分日全球各地昼夜平分。b．同一纬线上各点昼夜长短相同；南北半球同纬度昼夜长短相反。c．太阳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。d．太阳直射点在赤道与南、北(南北回归线之间)往返移动，极昼、极夜现象范围也经历了不断扩大、缩小的过程。②季节变化规律图示：(以北半球为例)(3)昼夜长短与日出日落时刻一个地区一天的日出和日落时间反映了该日的昼夜长短状况，一天中上午和下午的时间是等长的，因此已知某地一天的昼长可求出该日的日出、日落时间，其方法为：日出时间＝12－昼长/2日落时间＝12＋昼长/22.正午太阳高度的变化(1)太阳高度与正午太阳高度：①太阳高度(太阳高度角)：太阳光线与地平面之间的夹角。在昼半球上的各地，太阳高度总是大于0°,即太阳在地平线之上；在晨昏线上的各地，太阳高度角等于0°，即太阳正好位于地平线上；夜半球上的各地，太阳高度小于0°,即太阳位于地平线之下。②正午太阳高度：是一天内太阳高度的最大值，地方时为12点时(当地正午)太阳最高。直射点(正午)太阳高度为90°，正午太阳高度由太阳直射点所在纬线向南北两侧逐渐降低。(注意：同一纬线上各点正午时太阳高度相同)③某一时刻，太阳高度相同的点有无数个，即以直射点为圆心，以（90°－高度角）的角距离为半径的圆。④某一时刻，正午太阳高度相同的点可能有两个，也有可能只有一个。（位于同一经线上，与直射纬线之间的角距离相同）。(2)正午太阳高度的时空规律总结①纬度分布规律：春秋二分日：由赤道向南北两侧递减。夏至日：由北回归线向南北两侧递减。冬至日：由南回归线向南北两侧递减。②季节变化规律：北回归线以北，夏至日前后正午太阳高度达最大值，冬至日前后达最小值。南回归线以南则相反。南北回归线之间地带，太阳每年直射两次。③同一时间不同地点：同一时间地球表面不同纬度正午太阳高度都不一样，变化情况是从直射点向南向北变低，离直射点越近正午太阳高度越大。④不同时间同一地点(3)正午太阳高度计算：某地、某日正午太阳高度H＝90°—纬度差说明：“纬度差”指该地所在纬线与该日直射点所在纬线之间的纬度距离。(4）正午太阳高度角问题的综合应用:①阳光照射方向、日影的长短的问题②太阳能热水器倾角的调整一般地，太阳高度越大，光照面积越小，光热越集中，太阳能的利用效率越高。所以为了更好地利用太阳能，应不断的调整太阳能热水器与楼顶平面之间的倾角，使太阳光线与受热板之间成直角。如下图：由太阳能热水器倾角与正午太阳高度角的关系式为：α＋H=90°③楼间距问题楼间距问题实际是一个影长的问题。其基本原则是前一幢楼产生的影子不能挡住后一幢楼的采光（一般以太阳光线能照射至后一幢楼的底层为标准），如下图图中H为正午太阳高度，一般取当地的最小值。因为正午太阳高度最小值，意味着前一幢楼的影子是一年中最长的，而此时的楼间距能保证，则一年四季都能确保。故一般地北半球取冬至日的正午太阳高度，南半球的取夏至日的正午太阳高度。计算过程如下：tanH=h/L→L=h·cotH结论：楼间距与正午太阳高度大小呈反比；与前一幢楼的楼高呈正比。3.四季的划分①天文含义一年中，夏季就是一年内白昼最长、太阳高度最高的季节，冬季就是一年内白昼最短、太阳高度最低的季节；春秋二季就是冬夏的过渡季节。②气候统计气候统计中，一般把3、4、5月划为春季；6、7、8月划分夏季；9、10、11月划分秋季；12、1、2月划分冬季。③我国传统中国传统上，以“四立”作为四季的起点，即立春作为春季的开始，立夏作为夏季的开始，立秋作为秋季的开始，立冬作为冬季的开始。④欧美国家欧美国家一般以二分二至作为四季的划分。春分作为春季的开始，夏至作为夏季的开始，秋分作为秋季的开始，冬至作为冬季的开始。4.五带的划分根据太阳高度和昼夜长短随纬度的变化,将地球表面有共同特点的地区,按纬度划分为五个热量带,即热带、南温带、北温带、南寒带、北寒带。【典型例题分析】例1读以极点为中心的局部经纬网图(图1)，阴影部分表示黑夜，则图中A点的地方时是（）A．6时B．4时30分C．7时D．5时30分【解析】图中已知中心点为南极点，故50°为南纬，阴影表示黑夜，故A点为晨昏线与50°S的交点，根据自转方向，可判定为晨线与该纬线的交点，即日出时刻，故求A点的地方时即求50°S的日出时间。如下图，添加昏线与该纬线