第三節(jié) 地球的運(yùn)動(dòng)（選考）
一、分析地球自轉(zhuǎn)的地理意義
1、地方時(shí)和區(qū)時(shí)的區(qū)別及計(jì)算
（1）地方時(shí)和區(qū)時(shí)的區(qū)別
以一個(gè)地方太陽升到最高時(shí)的時(shí)間為正午12時(shí)，將連續(xù)兩個(gè)12時(shí)之間等分為24小時(shí)，這樣形成的時(shí)間系統(tǒng)，稱為地方時(shí)。
為了便于使用，國(guó)際上規(guī)定將全球劃分為24個(gè)時(shí)區(qū)，每個(gè)時(shí)區(qū)占15個(gè)經(jīng)度，以該時(shí)區(qū)中央經(jīng)線的地方時(shí)為整個(gè)時(shí)區(qū)的統(tǒng)一時(shí)間，叫作區(qū)時(shí)，又稱為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)。
（2）地方時(shí)和區(qū)時(shí)的計(jì)算
地方時(shí)：晨線與赤道的交點(diǎn)所在的經(jīng)線上的地方時(shí)為6時(shí)，昏線與赤道交點(diǎn)所在的經(jīng)線上的地方時(shí)為18時(shí)。太陽直射點(diǎn)所在經(jīng)線（平分晝半球的經(jīng)線）上的地方時(shí)為12時(shí)，和正午正相對(duì)的另一經(jīng)線（平分夜半球的經(jīng)線）地方時(shí)為0時(shí)。正相對(duì)的兩條經(jīng)線地方時(shí)相差12小時(shí)。經(jīng)度相同地方時(shí)相同，經(jīng)度不同地方時(shí)不同。經(jīng)度每隔15°相差1小時(shí)，經(jīng)度相差1°，地方時(shí)相差4分鐘。東早西晚，東加西減。
區(qū)時(shí)：時(shí)區(qū)序數(shù)=該地經(jīng)度÷15°（四舍五入）
時(shí)區(qū)中央經(jīng)線度數(shù)=時(shí)區(qū)序數(shù)×15°
北京時(shí)間：北京所在時(shí)區(qū)的中央經(jīng)線的地方時(shí)；120°E的地方時(shí)；東八區(qū)的區(qū)時(shí)。
北京的時(shí)間指北京所在地116°E的地方時(shí)。
2、日界線
日界線：以180°經(jīng)線為基準(zhǔn)的一條假象線，即國(guó)際日期變更線。為了避免穿越一些島嶼或陸地，實(shí)際有些曲折。自西向東越過日界線（從東十二區(qū)進(jìn)入西十二區(qū)，此時(shí)需日界線與180°經(jīng)線重合），日期減一天，相反則加一天。
3、晨昏線及其特點(diǎn)
（1）晨昏線
晝半球和夜半球之間的分界線。晨昏線由晨線和昏線組成。自西向東進(jìn)入晝半球?yàn)槌烤€，進(jìn)入夜半球?yàn)榛杈€。
（2）晨昏線的特點(diǎn)
晨昏線上太陽高度為0°；晨昏線所在平面與太陽光線垂直；晨昏線自東向西移動(dòng)；晨線與昏線分界線為0時(shí)或12時(shí)。
（3）晨昏線的應(yīng)用
確定地球的自轉(zhuǎn)方向：
若圖甲中弧AB為昏線，則地球呈逆時(shí)針方向自轉(zhuǎn)；若弧BC為昏線，則地球呈順時(shí)針方向自轉(zhuǎn)。
確定地方時(shí)：
過晨線與赤道交點(diǎn)的經(jīng)線地方時(shí)是6:00，過昏線與赤道交點(diǎn)的地方時(shí)是18:00，晝半球的中間經(jīng)線地方時(shí)是12:00，夜半球的中間經(jīng)線地方時(shí)是0:00或24:00。如圖乙中經(jīng)線AN地方時(shí)是18:00，經(jīng)線BN地方時(shí)是12:00，經(jīng)線CN地方時(shí)是6:00，經(jīng)線DN地方時(shí)是0:00。
確定日期和季節(jié)：
晨昏線經(jīng)過南北極點(diǎn)，與某一經(jīng)線圈重合，與所有緯線圈垂直相交，可判定這一天為3月21日前后或9月23日前后。晨昏線與南北極圈相切，北極圈及其以內(nèi)出現(xiàn)極晝現(xiàn)象，可判定這一天是6月22日前后。晨昏線與南北極圈相切，北極圈及其以內(nèi)出現(xiàn)極夜現(xiàn)象，可判定這一天是12月22日前后。
確定太陽直射點(diǎn)的位置：
光照?qǐng)D上平分晝半球的經(jīng)線的經(jīng)度就是太陽直射點(diǎn)的經(jīng)度（地方時(shí)為12:00）。太陽直射點(diǎn)的緯度需要根據(jù)與晨昏線相切的緯度來確定，若與晨昏線相切的緯度為α，則太陽直射點(diǎn)的緯度等于90°-α。
確定晝夜長(zhǎng)短：
某地晝長(zhǎng)等于該地所在緯線圈與晨線和昏線兩交點(diǎn)之間的白晝段弧線（晝?。┧绲臅r(shí)間數(shù)，夜長(zhǎng)等于該地所在緯線圈上夜弧所跨的時(shí)間數(shù)。
確定日出日落時(shí)間：
某地的日出時(shí)間就是該地所在經(jīng)線與晨線的交點(diǎn)上的時(shí)間，日落時(shí)間就是該地所在經(jīng)線與昏線的交點(diǎn)上的時(shí)間。
確定極晝極夜的范圍：
晨昏線與哪個(gè)緯線圈相切，該緯線圈與極點(diǎn)之間的緯度范圍內(nèi)就會(huì)出現(xiàn)極晝與極夜現(xiàn)象，南北半球的極晝、極夜現(xiàn)象正好相反。
二、分析地球公轉(zhuǎn)的地理意義
1、太陽直射點(diǎn)的移動(dòng)規(guī)律
由于黃赤交角的存在，太陽直射點(diǎn)一年中在男北回歸線之間有規(guī)律地回歸運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)規(guī)律見下圖：
2、晝夜長(zhǎng)短的時(shí)空分布規(guī)律
（1）緯度分布規(guī)律
對(duì)稱規(guī)律：
同一緯線上各點(diǎn)晝夜長(zhǎng)短相同；南北相對(duì)、緯度值相等的兩緯線，其晝長(zhǎng)之和為24小時(shí)。
遞增規(guī)律：
太陽直射點(diǎn)所在的半球?yàn)橄陌肽辏瑫冮L(zhǎng)夜短，且緯度越高晝?cè)介L(zhǎng)，相應(yīng)的極地地區(qū)出現(xiàn)極晝現(xiàn)象；另一半球?yàn)槎肽?，晝短夜長(zhǎng)，且緯度越高，夜越長(zhǎng)，相應(yīng)的極地地區(qū)出現(xiàn)極夜現(xiàn)象。6月22日前后（即夏至）北半球晝長(zhǎng)達(dá)到一年中的最大值，極晝的范圍也達(dá)到最大，南半球相反。12月22日前后（即冬至），北半球晝長(zhǎng)達(dá)到一年中的最小值，極夜的范圍達(dá)到最大，南半球相反。太陽直射赤道時(shí)（即春秋分），全球各地晝夜平分。
變幅規(guī)律：赤道全年晝夜平分；緯度越高，晝夜長(zhǎng)短的變化幅度越大。
（2）季節(jié)變化規(guī)律圖示
太陽直射赤道，全球各地晝夜平分；太陽直射點(diǎn)在哪一半球，則該半球處于夏半年，晝長(zhǎng)夜短；太陽直射點(diǎn)向北回歸線（南回歸線）移動(dòng)，則北半球（南半球）晝漸長(zhǎng)，夜?jié)u短。由于大氣的散射作用，實(shí)際的晝長(zhǎng)比理論晝長(zhǎng)要長(zhǎng)。
（3）晝夜長(zhǎng)短的相關(guān)計(jì)算
根據(jù)晝（夜）弧的長(zhǎng)度計(jì)算：晝長(zhǎng)=晝弧所跨經(jīng)度數(shù)/15°（小時(shí)）
夜長(zhǎng)=夜弧所跨經(jīng)度數(shù)/15°（小時(shí)）
根據(jù)日出日落地方時(shí)計(jì)算：晝長(zhǎng)=（12-日出時(shí)刻）X2=（日落時(shí)刻-12）X2（小時(shí)）
夜長(zhǎng)=（24-日落時(shí)刻）X2=（日出時(shí)刻X2（小時(shí)）
3、太陽高度與正午太陽高度
（1）太陽高度的日變化規(guī)律
太陽高度表示太陽光線與當(dāng)?shù)氐仄矫娴膬A角。晝半球太陽高度大于0（太陽位于地平線以上）；夜半球太陽高度小于0（太陽位于地平線以下）；晨昏線上太陽高度等于0（太陽正好位于地平線）；在一天當(dāng)中，由日出至正午，太陽高度增加，正午至日落太陽高度減小。
（2）正午太陽高度及其變化規(guī)律
正午太陽高度是一天中太陽最高時(shí)的高度，即當(dāng)?shù)卣绲奶柛叨取?div style="height:15px;">
正午太陽高度=90°-緯度差（太陽直射緯線與所求地點(diǎn)直接的緯度差）
正午太陽高度的緯度變化規(guī)律
太陽直射緯度的正午太陽高度最大，為90°，由此分別向南北兩側(cè)遞減，即近大遠(yuǎn)?。x直射的緯線越近越大，越遠(yuǎn)越?。?。夏至日，正午太陽高度由23.5°N向南北兩側(cè)遞減；冬至日，正午太陽高度由23.5°S向南北兩側(cè)遞減。春秋分日，正午太陽高度由赤道向南北兩側(cè)遞減。同一緯線上正午太陽高度相同；同一日期，距直射點(diǎn)所在緯線緯度差相等的兩條緯線上正午太陽高度相同。
正午太陽高度的季節(jié)變化規(guī)律：
北半球節(jié)氣
達(dá)最大值的地區(qū)
達(dá)最小值的地區(qū)
夏至
北回歸線及其以北地區(qū)
南半球
冬至
南回歸線及其以南地區(qū)
北半球
春秋分
赤道
（3）正午太陽高度變化規(guī)律的應(yīng)用
確定地方時(shí)：
當(dāng)某地太陽高度達(dá)一天中的最大值時(shí)，此時(shí)日影最短，當(dāng)?shù)氐牡胤綍r(shí)是12時(shí)。
計(jì)算樓距：
一般來說，緯度越低的地區(qū)，樓距越??；緯度越高的地區(qū)，樓距越大。解題關(guān)鍵是計(jì)算當(dāng)?shù)囟寥盏恼缣柛叨?，并?jì)算影長(zhǎng)。
計(jì)算太陽能熱水器安裝角度：
應(yīng)使太陽能熱水器集熱面與太陽光線垂直，熱水器安裝傾角和正午太陽高度角互余。
4、日出日落方位與太陽視運(yùn)動(dòng)圖
（1）日出日落方位
太陽直射赤道時(shí)，即春秋分日，全國(guó)各地日出正東方，日落正西方。
太陽直射北半球時(shí)，全球各地（除極晝、極夜區(qū)外）日出東北，日落西北。
太陽直射南半球時(shí)，全球各地（除極晝、極夜區(qū)外）日出東南，日落西南。
出現(xiàn)極晝的地區(qū)，北極地區(qū)正北（南極地區(qū)正南）升，北極地區(qū)正北（南極地區(qū)正南）落。
（2）太陽視運(yùn)動(dòng)圖
太陽視運(yùn)動(dòng)是地球自轉(zhuǎn)造成的，以觀測(cè)者為中心，看太陽在天空中自東向西運(yùn)動(dòng)。觀測(cè)者所在的平面是地平圈，以觀測(cè)者為中心的大球面為天穹（天球面）。太陽視運(yùn)動(dòng)最高位置為正午。正午太陽高度為從地平圈中心向太陽最高位置為正午。正午太陽高度為從地平圈中心向太陽最高位置的連線與地平圈的交角，地平圈以上部分長(zhǎng)度反應(yīng)晝長(zhǎng)，以下表示夜長(zhǎng)。
位于赤道上觀察到的二分二至的太陽視運(yùn)動(dòng)軌跡
位于赤道與北回歸線之間觀察到的二分二至的太陽視運(yùn)動(dòng)軌跡
位于北回歸線上觀察到的二分二至的太陽視運(yùn)動(dòng)軌跡
位于北回歸線與北極圈之間觀察到的二分二至太陽周日視運(yùn)動(dòng)軌跡
位于北極圈觀察到的太陽視運(yùn)動(dòng)軌跡
位于北極圈至北極點(diǎn)之間觀察到的太陽視運(yùn)動(dòng)軌跡
位于北極點(diǎn)觀察到的太陽視運(yùn)動(dòng)軌跡
