地球運動的“2、3、3、4”規(guī)律

杜倩倩

一、掌握兩個角的變化規(guī)律

1.黃赤交角

2.太陽高度

（1）極點的太陽高度變化（下頁圖甲）：極點處于極晝時期時，全天太陽高度都不變，大小等于直射點的緯度，由此可以確定出極點太陽高度的大小范圍為＼[0°，23°26′＼]。

（2）極圈及其以內(nèi)地區(qū)（極點除外）的太陽高度變化（下頁圖乙、圖丙）：極圈及其以內(nèi)地區(qū)（極點除外）在夏半年的一段時間內(nèi)，會出現(xiàn)極晝現(xiàn)象。圖乙反映的是某地剛剛出現(xiàn)極晝，該地緯度與直射點緯度的和為90°。該地正午太陽高度最小值出現(xiàn)在發(fā)生極夜的時候，為0°；最大值出現(xiàn)在夏至日，太陽直射在回歸線上。圖丙所示的地點也出現(xiàn)了極晝，據(jù)其24小時內(nèi)太陽高度始終大于0°判斷，該點位于極圈到極點之間。

（3）赤道上的太陽高度變化（圖?。撼嗟郎细鞯卦谌甑娜魏我惶於际?時日出，18時日落，晝夜等長。運用公式：h=90°-直射點緯度可知，其正午太陽高度與直射點的緯度和為90°，大小范圍在＼[66°34′，90°＼]。

甲乙丙丁

二、把握三個關(guān)系

1.太陽直射點與正午太陽高度的關(guān)系

正午太陽高度是一日的最大太陽高度。直射點的正午太陽高度為90°，由直射點向南、向北正午太陽高度逐漸降低，各地正午太陽高度等于90°與該地緯度和太陽直射點緯度差的絕對值的差值。

2.太陽直射點與晝夜長短的關(guān)系

太陽直射點在哪個半球（南、北半球），哪個半球晝長于夜，且越向該半球高緯白晝時間越長。太陽直射點向哪個方向（南方、北方）移動，哪個半球晝變長夜變短，且緯度越高晝夜長短變化幅度越大。

3.太陽直射點與時間的關(guān)系

太陽直射點所在經(jīng)線的地方時為12時，為直射點所在緯線晝長的中間點（晝長的平分點）。

三、認(rèn)準(zhǔn)三條線

1.晨昏線

①晨昏線始終與太陽光線垂直，晨昏線上各點的太陽高度為0°，二分日時與經(jīng)線圈重合，二至日時，與極圈相切。②在光照圖上，順著地球自轉(zhuǎn)方向，由夜半球過渡到晝半球的分界線為晨線，反之為昏線。晨昏線在地球表面自東向西移動。由于黃赤交角的存在，太陽直射點在南北回歸線之間來回移動，引起晨昏線在極圈和極點之間運動，從而引起各地晝夜長短的周年變化。

2.日界線

國際上規(guī)定，原則上以180°經(jīng)線作為地球上“今天”和“昨天”的分界線，叫做國際日界線。它是一條人為界線，自西向東過日界線要減一天，自東向西過日界線要加一天。

3.0時經(jīng)線

0時（地方時）經(jīng)線是一條自然界線，它是隨地球自轉(zhuǎn)運動不斷變化的。0時經(jīng)線的東邊比西邊日期早一天，日界線和0時經(jīng)線可以重合，即180°經(jīng)線的地方時為0時，此時全球為一個日期。

四、運用四個點

1.太陽直射點

確定太陽直射點緯度位置的方法一般有：①根據(jù)日期（二分二至日）。②根據(jù)晨昏線與經(jīng)線的夾角等于太陽直射點的緯度（圖中∠2）。③根據(jù)晨昏線和赤道的夾角與太陽直射點緯度互余（圖中∠3）。④根據(jù)晨昏線和緯線切點的緯度與太陽直射點緯度互余（圖中B、C點的緯度與太陽直射點A的緯度互余）。⑤利用某地正午太陽高度計算。

2.晨昏線與赤道的交點

由于赤道上始終晝夜等長，晨線和赤道交點的地方時為6時，昏線和赤道交點的地方時為18時?？梢岳眠@些點判斷直射點的經(jīng)度和求任何經(jīng)線的時間。

3.晨昏線與某緯線的切點

這些點位于極晝（夜）區(qū)的最低緯度，處于直射點所在經(jīng)線或晝夜半球的中分線上。直射點與極晝（夜）區(qū)的最低緯度之和為90°，根據(jù)晨昏線和某緯線的切點可以判斷直射點的緯度。

4.晨昏線與經(jīng)線的交點

把所在緯線分為晝弧和夜弧，運用該點可以求出該緯線的晝長或夜長，還可以推算出該緯線的日出和日落時間。

五、典型例題

例1.我國第四個南極科學(xué)考察站——泰山站（73°51′S，76°58′E）于2014年2月8日正式建成開站。下圖示意某科考隊員當(dāng)日拍攝的一天太陽運動軌跡合成圖。次日泰山站（）

A.日出正南B.太陽高度變大C.白晝變短D.極晝即將開始

解析：建站時間是2月8日，此時太陽直射點在南半球，且向北移動，此后南極泰山站白晝變短，故C項正確；此時全球非極晝地區(qū)都是日出東南，故A項錯誤；此后該地正午太陽高度變小，故B項錯誤；從圖中可以看出，太陽有一段時間沉沒于地平線之下，沒有出現(xiàn)極晝現(xiàn)象，次日全球極晝范圍變小，泰山站更不會出現(xiàn)極晝現(xiàn)象，故D項錯誤。故答案選C。

答案：C

例2.地球上某點，每天該點經(jīng)過昏線的地方時不斷前移，則該點所在地與時間段匹配正確的是（）

A.澳大利亞悉尼，5月B.美國華盛頓，1月

C.南非好望角，9月D.印度孟買，4月

解析：每天該點經(jīng)過昏線的地方時不斷前移，說明該地的晝長在變短，夜長在變長。澳大利亞的悉尼在南半球，5月份太陽直射點在北半球且向北移動，南半球各地晝變短、夜變長。故A項正確。

答案：A

例3.下圖所示地區(qū)為完整的晝半球。讀圖，完成（1）～（2）題。

（1）下列關(guān)于圖中標(biāo)注的四個點的說法，正確的是（）

A.X、Y、P三點的太陽高度相同B.Y、P兩點的地方時相同

C.X、Y兩點的地方時相同D.A點太陽高度達到一年中最大值

（2）下列四幅圖能夠正確反映Y點位置的是（）

解析：第（1）題，該圖為完整的晝半球，則大圓為晨昏圈，圓心為直射點，位于南回歸線上。X為發(fā)生極夜的最低緯度，地方時為12時。Y是發(fā)生極晝的最低緯度，地方時為0時。P點的地方時不能確定。A點位于赤道，此時正午太陽高度達最小值。故排除B、C、D。晨昏圈上各點的太陽高度都是0°，故答案選A。

第（2）題，根據(jù)上題分析可知，A、B圖中的Y點都位于北極圈，故排除A、B，D圖中Y點發(fā)生極夜現(xiàn)象，故排除。故答案選C。

答案：（1）A（2）C

例4.閱讀下列材料，回答問題。

材料一武漢市（約30°N，114°E）青山花園小區(qū)是一所集歐美建筑精華為一體的住宅小區(qū)，小區(qū)設(shè)施齊全，環(huán)境優(yōu)美，豪華典雅。完工后當(dāng)?shù)鼐用駹幭噘徺I，然而一年后底層住戶以采光條件差將開發(fā)商告上法庭。（已知tan35°≈0.70）

材料二圖甲為青山花園小區(qū)分布平面圖，圖乙為該小區(qū)學(xué)校研究性學(xué)習(xí)小組繪制的某日旗桿桿影軌跡示意圖（O為立桿處，虛線為桿影，曲線為桿影端點軌跡）。

圖甲 圖乙

（1）圖乙中F、G、H、I四個桿影中最接近日落時段的是，該日前后小區(qū)住戶客廳內(nèi)的正午陽光照射面積較。

（2）該小區(qū)底層住戶因采光條件差將開發(fā)商告上法庭。請你用所學(xué)知識為住戶們拿出有力的證據(jù)。

（3）為保證武漢市住宅一年內(nèi)均可獲得充足的太陽光照，在樓高相同的情況下，該城市住宅樓群的樓房間距與廣州市相比有何差異？對你的結(jié)論作出合理解釋。

解析：第（1）題，根據(jù)武漢市（約30°N，114°E）的緯度可知，武漢位于北回歸線以北地區(qū)，正午日影最短并朝北。由圖乙可知，F(xiàn)與G日影最長，應(yīng)為日出或日落時段。F位于西南，G位于東南，日影與太陽方位相反，即太陽方位對應(yīng)為東北和西北，東南方向的日影表示日落時段狀況，故桿影最接近日落時段的應(yīng)為G；圖示時間為夏半年，此時正午太陽高度較大，故進入室內(nèi)的正午光照面積較小。

第（2）題，該地位于北半球中緯度地區(qū)，冬至日時正午太陽高度最小，只要計算出冬至日時的樓間距即可。冬至日時，正午太陽高度h=90°-|（30°+23°26′）|=36°34′。由tan35°≈0.70可知，樓間距=20/0.70≈28.57（米）。在樓間距約為28.57米的情況下，樓最底層正午可以有陽光照射，但是目前設(shè)計的樓間距只有20米，故底層樓房得不到陽光照射。

第（3）題，在樓高相同的情況下，住宅樓群的樓房間距取決于正午太陽高度。北回歸線以北地區(qū)，取決于冬至日的正午太陽高度，正午太陽高度越小，樓間距應(yīng)該越大。由于武漢市緯度比廣州高，冬至日正午太陽高度比廣州小，樓間距應(yīng)該比廣州大。

答案：（1）G小

（2）小區(qū)位于30°N附近，12月22日正午太陽高度最小為36°34′；正午時，樓的影長達約28.57米，遠大于樓間距20米。

（3）樓房間距應(yīng)比廣州寬。原因：武漢緯度比廣州高，冬至日正午太陽高度比廣州小，同樣高度的樓房影子比廣州長。