“地球運動及地理意義”專題

●黃道才/廣東省東莞高級中學（523128）

“地球運動及地理意義”專題

●黃道才/廣東省東莞高級中學（523128）

一、直擊高考

*核心考點

從多年的考題分布可以看出，高頻考點集中于“日出日落方位、時間計算、正午太陽高度、晝夜長短變化、晨昏線”等考點?！暗厍蚬D(zhuǎn)運動特征與四季、五帶”有所涉題，多以條件信息，融合到考題中，如在“春分日”，具體時間內(nèi)其變化狀況。地球自轉(zhuǎn)運動特征和水平運動物體偏轉(zhuǎn)考查較少。地球自轉(zhuǎn)對其形狀影響很少涉及。

*考情解讀

“晝夜更替”的考查，涉題最多的是日出日落的方位，其次是物體日影方向及長度變化與晨昏線。“時間”考查最基本的方式是區(qū)時和地方時計算。變式考查有地方時與經(jīng)度間的轉(zhuǎn)換，對時間劃分原理的理解，與生產(chǎn)生活的聯(lián)系?！叭掌凇钡目疾樯婕叭掌谧兏€的題很少，多考日期范圍的占比。“晝夜長短變化”主要考晝夜長短的分布、變化及比較。“正午太陽高度變化”直接運用公式計算的較少，主要考正午太陽高度的空間分布比較、時間變化、具體應(yīng)用。浙江2017年4月卷第29題考了正午太陽高度的測繪實踐。

總體看考核意圖側(cè)重能力考查?？碱}直接考知識的題目較少，但地球運動的基本知識又是解決地理高考題的必備條件。

*命題視角

試題難度：由復(fù)雜數(shù)理計算向運動過程理解變化，難度在悄然下降。

設(shè)題背景：由知識性向情境性變化，以生產(chǎn)、生活實際為背景，考查與人類有關(guān)的地球運動產(chǎn)生的地理意義，讓試題不再那么枯燥。

情境材料：由大視角的社會情境為主向可體驗的生活情境轉(zhuǎn)變，體現(xiàn)新鮮、動態(tài)、靈活等特色。以前多以國家、社會等大背景材料設(shè)題。近幾年考題增添了與考生學習、生活息息相關(guān)的背景材料。

復(fù)合程度：一類是把復(fù)合元素放到圖表材料中，考某一個知識點，強化思維深度；另一類是把復(fù)合元素放到選項中，考多個知識點，關(guān)注知識廣度。前者全國卷較明顯，近兩年其它省題也有這種趨勢。

二、思維構(gòu)建

*知識網(wǎng)絡(luò)

“地球運動及地理意義”知識網(wǎng)絡(luò)示意簡圖（如圖1）。

*重點剖析

1.時間計算與日期范圍

解決時間計算的問題，不能僅停留在計算方法的教學上，還要引導學生去思考地方時產(chǎn)生的原理和區(qū)時劃分的人為需求。

（1）地方時的計算。日出則作，日落則息。人們習慣于以自己所在地的太陽視運動來確定自己的起居時間。因此，經(jīng)度不同的地方就有不同的時刻，即地方時。同一經(jīng)線上地方時相同；太陽東升西落，東邊經(jīng)線的地方時總是比西邊的早；太陽日為24小時，地球一周為360°，則15°經(jīng)度相差1小時（4分鐘/1°經(jīng)度）；把經(jīng)度差換算成時間差，按“東加西減”計算地方時間，或用兩地地方時差反推經(jīng)度。

特殊經(jīng)線上的地方時不必計算，如太陽直射點所在經(jīng)線的地方時為12時；赤道與晨線、昏線交點，所在經(jīng)線的地方時分別為6時、18時；平分晝、夜半球的經(jīng)線地方時分別為12時、0時（或24時）。

（2）區(qū)時的計算。地球表面經(jīng)線無數(shù)，若各自定時，則地方時無數(shù)，不利于人們跨經(jīng)度范圍的交往。于是，全球就要尋求時間上的統(tǒng)一。但一個時間標準，難以滿足全球不同地方的需要，區(qū)時就產(chǎn)生了。關(guān)于區(qū)時的劃分，要弄清劃分的起點、每區(qū)的跨度、東西時區(qū)的遞增方向、東西12區(qū)的關(guān)系等最基本的原理和劃分方法。較多的教材或資料，常以赤道為中心的圓柱投影時區(qū)劃分圖。但其東西兩邊不連續(xù)，容易讓學生誤解或遺漏出錯。以極地為中心的方位投影時區(qū)劃分圖比較實用（如圖2）。計算某地區(qū)時時先要確定時區(qū)，將已知經(jīng)度除以15°，所得商（余數(shù)大于7.5°，商加1）即為該地所在時區(qū)數(shù)?；虬础皷|加西減”計算所求地的區(qū)時，即A地±時差=B地。

（3）日期變更及日期范圍的判讀。計算區(qū)時時，按“東加西減”原則計算。如在圖2中，從東八區(qū)算起，向東每過一個時區(qū)加一個小時，繞圖一周加了24小時，日期就增加一天。為避免這種混亂，人為確定國際日期變更線，即180°經(jīng)線（不完全重合），穿越此線日期發(fā)生變更，東十二區(qū)比西十二區(qū)早一天。隨地球自轉(zhuǎn)，180°經(jīng)線上為0時的時刻很短暫，所以它不能算是真正的日期界線。0時所在經(jīng)線的東西側(cè)日期是不同的，此經(jīng)線才是真正的日界線，稱之為自然日界線（如圖2），隨地球自轉(zhuǎn)，它自東向西移動，不斷變更著地球上昨天和今天的范圍。

圖1

圖2

2.晨昏線與日出日落方向

關(guān)于晨昏線的教學，應(yīng)結(jié)合各類投影的晨昏線分布示意圖，引導學生理解晨昏線圈的基本特點。從太陽光照看，晨昏圈是以地球球心為圓心的大圓，平分地球為晝、夜兩半球，平分赤道；晨昏線構(gòu)成的平面與太陽光線始終垂直，晨昏線上太陽高度角為0°；從地球自轉(zhuǎn)看，晨昏線在地表自東向西推移，角速度為每小時15度；從地球公轉(zhuǎn)看，晨昏圈以地球球心為中心，以地軸為對稱作往返擺動，擺幅角度為46°52′。

高考常用不同類型的晨昏線分布示意圖或日期等圖文資料來設(shè)題，直接或間接考查對晨昏線的理解與靈活運用。運用晨昏線光照圖，可以解決很多地理問題。

（1）確定地球自轉(zhuǎn)方向。若是晨線，則地球由黑夜經(jīng)過此線自轉(zhuǎn)到白晝，即晨線的白晝一側(cè)為東方，另一側(cè)為西方；昏線的情況相反。同理，若給了自轉(zhuǎn)方向，也可推理出東側(cè)為白晝的是晨線，為黑夜的是昏線。

（2）確定地方時。晨線、昏線與赤道交點所在經(jīng)線的地方時分別為6時、18時。要注意的是，并非晨（昏）線上的所有地方的時間都為6時（18時）。

（3）確定日期和節(jié)氣。晨昏線與經(jīng)線圈重合（或晨昏線經(jīng)過極點），為3月21日或9月23日前后，節(jié)氣是春分或秋分。晨昏線與極圈相切，若北極圈內(nèi)為極晝（南極圈內(nèi)為極夜），則為6月22日前后，是夏至；若北極圈內(nèi)為極夜，則為12月22日前后，是冬至。

（4）確定太陽直射點的位置。圖3中，太陽直射點①的緯度＝90°－極晝或極夜的緯度＝晨昏線與地軸的夾角。圖中太陽直射點①的經(jīng)線＝平分晝半球的經(jīng)線＝地方時為12時的經(jīng)線。通過時間計算可求出其經(jīng)度。

（5）確定晝夜長短。晨昏線將地球上的緯線分成晝弧和夜弧兩部分。晝（夜）長等于該緯線晝（夜）弧所跨經(jīng)度除以15°的商。

（6）確定日出、日落時間。日（落）出時間＝某地所在緯線與晨（昏）線交點的地方時。

（7）確定日出、日落的方位。圖3中②點處在昏線上，正是日落。畫出過②點的經(jīng)線和緯線（見圖3中過②點的兩條虛線）來確定東南西北方向。從圖中直觀看出，②點的日落太陽光線來自西南方。在圖3中的昏線上，除③點日落即日出、④點日出即日落，太陽在正南方外，其它各地都與②點一樣，日落西南方；在圖3中的晨線上，日出東南方。從圖歸納，太陽直射南半球時（9月23日至次年3月21日間），除極晝（夜）地區(qū)外，其它各地日出東南方，日落西南方。同理可推，太陽直射北半球時（3月21日至9月23日間），除極晝（夜）地區(qū)外，其它各地日出東北方，日落西北方。春秋分時，各地正東日出，正西日落。所以，日出日落方向的判定，一是利用晝夜分布圖，二是看太陽直射在哪半球。

圖3

3.晝夜長短的變化與計算

（1）晝夜長短的變化。一看“弧長”判讀晝夜長短。同一緯線圈上，若晝弧短于夜弧，則晝短夜長，反之晝長夜短；赤道上全年晝夜等長。二看“直射點位置”得出晝夜長短分布。如圖4中，太陽直射點在北半球，北半球晝長夜短，緯度越高晝越長，北極點周圍出現(xiàn)極晝（極晝起始緯度＝90°－太陽直射點緯度）；南半球晝夜相反。直射赤道時，全球各地晝夜平分。三看“移動方向”推理晝夜長短變化趨勢。如圖4中的太陽直射點若向南移動，晨昏線以地心為軸心向圖中右側(cè)擺動，北半球的晝弧變短，夜弧變長，即晝變短夜變長；南半球相反。緯度越高，變幅度越大。晝夜長短變化的直接原因是晨昏線的擺動，根本原因是黃赤交角引起太陽直射點的回歸運動。抓住6月22日與12月22日兩個回歸節(jié)點，是判讀晝夜長短變化的重要依據(jù)。

圖4

（2）晝夜長短的計算。晝夜的長短除根據(jù)晝（夜）弧的長度計算外，還可通過日出日落時間計算。某地晝長＝日落時間－日出時間＝（正午12點－日出時間）×2＝（日落時間－正午 12點）×2；某地夜長＝日出時間×2＝（子夜24點－日落時間）×2。由于大氣的散射作用，實際的晝長比理論晝長要長。

4.太陽高度的變化與應(yīng)用

標題前沒加“正午”二字，有時會考查到非正午的情況，即太陽視運動方位。以下主要討論正午太陽高度的知識點。

（1）正午太陽高度的變化。①正午太陽高度的空間分布規(guī)律（同時不同地）：同一時刻，正午太陽高度由太陽直射點所在緯線向南北兩側(cè)遞減，如圖5中是由北回歸線向南北遞減。離太陽直射點越近，此地正午太陽高度越大；反之越小。緯度相差1°，正午太陽高度也相差1°。與太陽直射點所在緯線緯度差相等的兩條緯線上的正午太陽高度相同，如圖5中③、④兩地。同一緯線上正午太陽高度相同，如圖5中①、②兩地。②正午太陽高度的時間變化規(guī)律（同地不同時）。同一地點，太陽直射點移向此地，此地緯線上的正午太陽高度就增大；太陽直射點遠離此地，此地的正午太陽高度就減小。如圖6正午太陽高度與物影關(guān)系圖中的C地，12月22日至6月22日，太陽直射點向C地移動，C地正午太陽高度由最小值增大到最大值；6月22日到12月22日情況相反。夏至日，北回歸線及其以北地區(qū)，正午太陽高度達一年中的最大值，赤道及其以南地區(qū)達最小值，冬至日反推。一年中，赤道地區(qū)有兩次最大值（二分日）、兩次最小值（二至日），回歸線之間（除赤道外）地區(qū)兩次最大值（太陽直射時），一次最小值。一年正午太陽高度變化幅度，赤道地區(qū)為23°26′，熱帶地區(qū)為：當?shù)鼐暥龋?3°26′；回歸線至極圈之間地區(qū)為46° 52′；極圈到極地之間地區(qū)為：90°－當?shù)鼐暥龋?3°26′。

圖5

圖6

（2）正午太陽高度的計算。某地正午太陽高度H＝90°－兩點緯距?！皟牲c緯距”是指所求地點與太陽直射點的緯度差，建議用類似圖6的側(cè)視圖，直觀地從圖中找出“兩點”及緯度距離數(shù)。“同半球相減，異半球相加”的公式，學生常?；煜螘r加何時減，出錯率高。極圈以內(nèi)的情況考查較少，可適當關(guān)注。極點的正午太陽高度=直射點緯度。極晝區(qū)內(nèi)的子夜太陽高度＝當?shù)鼐暥?直射點緯度-90°。

（3）正午太陽高度的應(yīng)用。利用正午太陽高度的原理，可以解決較多地理問題。例如，當某地太陽高度達一天中的最大值時，此時日影最短，當?shù)氐牡胤綍r是12時。北回歸線以北地區(qū)的房屋，為獲得更充足的太陽光照，大致都坐北朝南；南回歸線以南的則坐南朝北。在二分二至日，測出最短影長時的正午太陽高度，代入公式可計算當?shù)氐木暥?。用冬至日正午太陽高度和樓影長度，計算采光最好的樓間距或樓高。為使太陽光直射太陽能熱水器集熱板，集熱板與地面之間的夾角（α）和當天的正午太陽高度角（H）互余，即α＋H＝90°。遮光板的安裝角度也可類推。

下面重點分析總結(jié)日影長短及方向、太陽方位。

正午物影。圖6顯示了正午太陽高度與物影的關(guān)系：直射點的物體正午沒有影子。某地某物體（圖6中的C），正午太陽高度越大，日影越短（圖6中的②），正午太陽高度越小，日影越長（圖6中的③）。物影方向總是背向太陽。離直射點越近，影子越短（圖6中的①短于③）；直射點移向它，它的影子變短，如圖6中的③到②，是直射點移向C的變化結(jié)果；反之亦然。南北回歸線之間，物體正午影子既有朝南，也有朝北（圖6中的A）。北回歸線到北極圈之間的地區(qū)，物體正午影子全年朝北；反之亦然。

周日物影。圖7中日出東北，日落西北，正午位于正南。物影指向與太陽光線相反，由西南（日出）→西→西北→正北（正午）→東北→東→東南（日落）改變；影長由最長（日出）→短→最短（正午）→長→最長（日落）演變。其它日期以及其它地區(qū)的周日物影可根據(jù)日出、日落和正午太陽方位進行推理。

圖7

太陽方位。可從圖7左圖中體會或從日影反推太陽的日方位。像圖7所示，如果是在北回歸線以北的非極晝極夜地區(qū)，一天中太陽方位：東北（日出）→東（升高）→東南（升高）→正午正南（最高）→西南（降低）→西（降低）→西北（日落）。若是當日位于太陽直射點以南的北半球某地，一天中太陽方位：東北（日出）→東北（升高）→正午正北（最高）→西北（降低）→西北（日落）。其它地區(qū)可以類推。

*復(fù)習策略

1.準確理解基本概念

地理概念隱含了形成該地理物象的條件和演變過程，只有準確把握概念的內(nèi)涵和外延，才能去理解、分析、解釋地球運動的地理意義。如角速度與線速度、晝夜現(xiàn)象與晝夜更替、視運動與回歸運動、晨線與昏線。黃赤交角的概念極其重要，對它的理解不能只停留在兩個平面形成的夾角上，還應(yīng)明白在其情形下，地軸的傾向不變，進而導致了太陽直射點的回歸運動。太陽直射點的概念不等同于太陽光線與地表的交點（如圖6中的⑤與地表的交點），只有其假想延長線可以穿過地心的太陽光線與地表的交點才叫太陽直射點（如圖6中的④與地表的交點）。否則，就很難理解正午太陽高度的變化規(guī)律。

2.清晰認知運動過程

分析地球運動的地理意義，需要弄清其運動過程，認識其運動規(guī)律。地球自轉(zhuǎn)的地理意義，從光照產(chǎn)生晝夜入手，進而觀察自轉(zhuǎn)實現(xiàn)晝夜更替，再推理出太陽視運動產(chǎn)生地方時差。地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)兩種運動疊加，共同演繹出諸多地理意義。認識地球的運動特征是前提，理解黃赤交角是關(guān)鍵，弄清太陽直射點的移動而引起的晝夜長短和正午太陽高度角的變化，是解決各類生產(chǎn)、生活相關(guān)問題的根基。

3.繪制多種變式圖形

學好地球運動，必須認真理解教材中的黃赤交角、太陽直射點的回歸運動、二分二至日不同緯度晝夜長短變化等示意圖。尤其以側(cè)視和俯視光照圖為基礎(chǔ)。讀圖時，抓住重要的點（太陽直射點、晨昏線與赤道的交點、與緯線圈的切點、極點）、線（晨昏線、日界線、東西半球分界線）、面（極晝和極夜范圍）、角（太陽高度角、晨昏圈與地軸夾角）和自轉(zhuǎn)方向。

在熟練讀析基礎(chǔ)圖的前提下，還應(yīng)繪制變式圖，以加深對相關(guān)知識的理解，提高靈活運用能力。如對圖5可以進行多種變式光照圖的繪制（如圖8）。

圖8

4.總結(jié)提煉核心規(guī)律

從圖8中可以提煉出“分析正午太陽高度的變化，主要看直射點的南北移動；分析晝夜長短的變化，主要看擺動的晨昏線對緯線的切割”特點。又如，關(guān)于晝夜長短的變化，可以提煉出“太陽直射在某半球，此半球各地晝長夜短，緯度越高晝越長，甚至出現(xiàn)極晝；太陽直射點移向某半球的回歸線，則此半球的晝變長、夜變短，另一半球則相反”的規(guī)律。再如，太陽直射點的回歸，造成同一地點在一年中，正午太陽高度、晝夜長短、日出日落方位等出現(xiàn)兩次等值。

三、真題透視

*試題回放

（2015年全國文綜Ⅱ第8題）1996年我國與M國簽訂海洋漁業(yè)發(fā)展合作規(guī)劃，至2010年我國有20多家沿海漁業(yè)企業(yè)（總部設(shè)在國內(nèi)）在M國從事漁業(yè)捕撈和漁業(yè)產(chǎn)品加工，產(chǎn)品除滿足M國需求外，還遠銷其它國家。圖9示意M國的位置。如果都以當?shù)貢r間8：00～12：00和14：00～18：00作為工作時間，在M國的中資企業(yè)若在雙方工作時間內(nèi)向其總部匯報業(yè)務(wù)，應(yīng)選在當?shù)貢r間的：

圖9

A.8：00～9：00 B.11：00～12：00

C.14：00～15：00 D.17：00～18：00

*方法技巧

審題干。M國向中國總部匯報工作應(yīng)該都在上班時間內(nèi)，雙方工作時間為當?shù)貢r間8：00～12：00和14：00～18：00。

析圖表。從地圖中看出，M國國土大部分位于0°和10°W之間，屬于中時區(qū)。

用原理。在國內(nèi)的總部使用東八區(qū)的北京時間，與M國相距8個時區(qū)，相差8個小時。按“東加西減”原則轉(zhuǎn)換并對應(yīng)，尋找雙方在工作時間能吻合的時間。A選項，當?shù)貢r間8：00～9：00，加8個小時，則北京時間為16：00～17：00，雙方都處于工作時間。對B、C、D選項的時間加8小時，總部不在工作時間。答案為A。

因此，時間計算中的規(guī)律技巧，最基本的是運用“東加西減”的原則。新課標下題目的設(shè)置，注重情境創(chuàng)設(shè)和思維轉(zhuǎn)換。做題時要充分提取圖文中的信息，打通它們之間的聯(lián)系，理清思路解決實際問題。關(guān)于兩地時間問題，除了區(qū)時、地方時、經(jīng)度等外，還有行程問題，其算法是加上行程等時間，即A地±時差＋經(jīng)歷的時間＝B地。

*訓練拓展

一位在喀什特區(qū)某地（40°N，75°E）的游客，于北京時間22時15分拍攝到一群少年騎車回家的“日落狂奔圖”（如圖10）。據(jù)此回答1～2題。

圖10

1.此日，喀什日落方向和北京晝長分別是：

A.西北20小時30分 B.西南20小時30分

C.西北14小時30分 D.西南14小時30分

2.明日，下列地理現(xiàn)象可信的是：

A.赤道正午物影全年最短

B.地球公轉(zhuǎn)速度較慢

C.喀什白晝時間變長

D.北京看北極星更低

參考答案：1.C 2.B

（制圖：華南師大地理科學學院 李華芹）

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