‘壹’ 地理昼夜交替中的h和o代表什么
1、可用太阳高度(H)区分昼夜(1)昼:H>0° 晨昏线(昼夜的界线):H=0° 夜: H<0°(2)完整的昼半球太阳高度等值线图中(右图):① 中心点为太阳直射点 H=90°,其余等值各点以同心圆向外递减,减至外围最大圆(晨昏圈)上为0°,② 太阳直射点每时每刻均为昼半球的中心点,只是因日期(地球绕日公转的轨道位置)而纬度不同,因一日的时刻而经度不同2、昼夜的分界线——晨昏线(圈)现实中,这是一条模糊渐变的界线,但理论上则视为明确的界线(1)区分 ①自转法 晨线 顺地球自转,由夜结束昼开始的界线昏线 顺地球自转,由昼结束夜开始的界线②时间法 晨线 赤道上通过地方时6时的为晨线昏线 赤道上通过地方时18时的为昏线(2)画法要求①侧视图 A、过地球示意图的圆心 B、与太阳光线垂直②俯视图 A、与太阳光垂直 B、与某纬线圈相切 C、平分赤道(3)与其它事物的关系①任何时候,晨昏圈与昼夜的中央经线圈(由地方时12时经线和0时经线构成)都是垂直相交平分的;②任何时候,晨昏圈与赤道均能彼此平分,二者的夹角二分日最大(90°),两至日最小(66°34′);
③晨昏圈与赤道产生两交点,分别是地方时6时和18时(全年不变);晨昏圈与6时、18时经线圈二分日时夹角最小(0°),两至日时最大(23°26′)3、昼夜在全球的分布状况(1)两分日太阳直射赤道,南北半球均分太阳光。此日,晨线与地方时6时的经线重合,昏线与地方时18时的经线重合,晨昏圈与两极点相切,所以全球昼夜沿6时经线、18时经线组成的经线圈平分。(2)两分日以外的任一时刻①太阳直射某半球,晨昏圈与所有经线圈相交,与某一纬度南北对称的两纬线圈相切;晨昏圈与某一经线圈(由昼的中央经线与夜的中央经线组成)是垂直相交的,交点同时也是两切点,两点沿地心对称,切点纬度与太阳直射点纬度成90°互余。 ②两极点,总是一个在昼半球,另一个在夜半球(也就是说在极点附近产生极昼极夜现象,范围由直射点纬度决定—— 90°- 直射点纬度=产生极昼极夜的最低纬度数);两切点和一极点的连线均能平分昼半球或夜半球,但特别注意,此时平分昼或夜的经线不是一条而是有180°互补关系的正相对的两条。观其主体可判定昼的中央经线(12时)和夜的中央经线(0时)示例:太阳直射10°N,那么晨昏圈偏离6时与18时经线圈10°(或在赤道处偏离经线10°);与晨昏线垂直相交的两条经线地方时分别是12时和0时(即昼的中央经线和夜的中央经线);与80°N、80°S两纬线圈相切,切点坐标即(0时经线,80°N)、(12时经线,80°S),80°N及以北出现极昼、80°S及以南出现极夜。三、昼夜的更替有人说,“地球自转是造成地球上昼夜更替的原因”对吗?为何?地球不自转、只公转,昼夜也会交替,只不过周期会长达一年。因此,人们通常说的地球自转形成昼夜交替,是特指周期为24小时(一个太阳日)的昼夜交替。昼夜的更替可用太阳高度的日变化来表达:
0°所以,昼夜交替周期实际上也就是太阳高度的日变化周期。四、昼夜的长短变化1、原因:地球“斜着身子”绕日公转 → 太阳直射点离开赤道或在南半球或在北半球→ 昼夜在球面上的分布范围发生变化 → 同一地点不同时间昼夜长短发生变化(与太阳直射点的回归运动一致,具有年变化规律)2、昼夜长短变化规律的图示描述3、不管什么季节、日期,南北半球纬度相同的地方,其昼夜长短具有状态相反、数值相等的规律。例如:北纬50度昼长16小时、夜长8小时,则南纬50度为昼长8小时、夜长16小时。4、从日出日落时间也可判断昼夜长短A地:昼长夜短,处于夏半年;B地:昼夜等长,为两分日(或赤道上);C地:昼短夜长,处于冬半年。地方时5、昼夜长短的计算 (1)据日出日落时间计算(均为地方时)昼长=日落时间-日出时间 夜长=24-(日落时间-日出时间)=(12-日出时间)×2 =(日出时间-0)×2=(日落时间-12)×2 =(24-日落时间)×2(2)据所在纬线圈昼夜弧度数(即所跨经度数)计算再转换为时、分格式即可昼长=昼弧度数×4分钟/1°夜长=夜弧度数×4分钟/1°五、由于人与地球自转的相对运动造成对昼夜交替周期的特殊感觉
1、顺地球自转方向运动,昼夜交替周期在感觉上要变短因为这种情况是以地球自转速度与人的运动速度之和来观察昼夜更替的,故周期自然要缩短。例如:人架机向东速度为5°/h,此时他感觉的昼夜交替周期为(18)h,计算为:360°÷(5°/h+15°/h)=18 h2、逆地球自转方向运动,昼夜交替周期在感觉上要变长因为这种情况是以地球自转速度与人的运动速度之差来观察昼夜更替的,故周期自然要变长。例如:人架机向西速度为5°/h,此时他感觉的昼夜交替周期为(36)h,计算为:360°÷(15°/h -5°/h )=36 h可以设想,假如某人向西运行的速度与地球自转的速度相同,那么他感觉到的昼夜交替的周期就会长达一年,因为这种情况观察者与晨昏线的相对位置是静止的,观察者看到的昼夜交替是靠地球公转来完成的。3、求一个交替周期中经历的白天黑夜的时长(1)赤道上或两分日各纬度由于昼夜平分,那么经历的白天黑夜的长度也就是感觉长度的平分。例如:上面第1种情况中就是经历白天9小时、黑夜9小时;第2种情况就是经历白天18小时,黑夜18小时。(2)如果是两分日以外日期的其它纬度,由于昼夜不等长,那么经历的白天黑夜的长度就要受原来二者比例的影响。 例如:上面第1种情况如果原本昼长16小时、夜长8小时,那么就是经历白天12小时、黑夜6小时;第2种情况如果原本昼长4小时、夜长20小时,那么就是经历白天6小时,黑夜30小时。
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论文--昼夜现象
“昼夜”现象及相关问题
枝江五中曹祖新
内容说明:地球运动所产生的各种现象中,昼夜现象是一个既普通(与生活紧密联系)又有一定难度(需要调动空间思维与想象)的地理现象,又与正午太阳高度的年变化和太阳高度的日变化等交织在一起,学生学习有一定困难,所以,有必要建立若干专题加以解决。
关键词: 昼夜形成 昼夜表示 昼夜交替 昼夜长短
一、昼夜的形成条件
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1、条件(1)自身条件:地球既不发光、也不透明
(2)光源条件:太阳光稳定的沿直线传播
2、结果 同一时刻,太阳只能照亮半个地球,被照亮的为昼半球,相背的即夜半球(现实状况由于太阳光的散射等原因是昼半球 > 夜半球的;但理论上一般将昼半球与夜半球视为相等)
二、昼夜的表示
1、可用太阳高度(H)区分昼夜
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(1)昼:H>0° 晨昏线(昼夜的界线):H=0° 夜: H<0°
(2)完整的昼半球太阳高度等值线图中(右图):
① 中心点为太阳直射点 H=90°,
其余等值各点以同心圆向外递减,
减至外围最大圆(晨昏圈)上为0°,
② 太阳直射点每时每刻均为昼半球的中心点,只是因日期(地球绕日公转的轨道位置)而纬度不同,因一日的时刻而经度不同
第 3 页
2、昼夜的分界线——晨昏线(圈)
现实中,这是一条模糊渐变的界线,但理论上则视为明确的界线
(1)区分 ①自转法 晨线 顺地球自转,由夜结束昼开始的界线
昏线 顺地球自转,由昼结束夜开始的界线
②时间法 晨线 赤道上通过地方时6时的为晨线
昏线 赤道上通过地方时18时的为昏线
‘贰’ 地理地形图D.E.F G H表示部位
D山脊;
E鞍部;
F盆地;
G山顶
H陡坡
‘叁’ 简单的地理题,我不会看坐标请问h点的坐标是什么顺便讲一下怎么看。
坐标是:西经60°,南纬40°,
首先判断半球和经线、纬线,
其次判断两条经线和纬线间的间隔。
如此图为南半球,黄色的线为纬线,红色的线我I经线;其次经线的间隔,图中有0°经线和90°经线,那么中间两条经线的间隔为15°;可推断H的经度为西经60°;纬线,有南纬20°,和南纬40°,H正位于40°纬线圈上。
‘肆’ 地理中tanx=p/l表示什么这怎么用来地理题关于楼间距计算
图中X为正午太阳高度角,P为楼高,l为楼间距,依据三角函数理论:tanX=P/l.
地理学用H表示正午太阳高度角,h表示楼高,乚表示楼间距。乚=h/tanH
‘伍’ h正=九十度剪纬度差什么意思
你那个H应该指的是正午太阳高度,的确是这样算的.至于最大,则要看上海的纬度位置以及太阳直射点最大可能到达的位置了.假如上海在南北回归线之间(也就是说,假如地轴倾斜度变成50度,那么上海也位于变化后的“回归线”之间了,最大太阳高度就是90°!但是我看那个上面的变化就是由23.5度变成25度,也就是上海还未与“北回归线”以北!这样自然也是在夏至日太阳高度最大,就是90-(30-25)=85度!
‘陆’ h代表的地形是盆地理由是什么
(1)气温最低的地方是青藏高原,影响因素是海拔高,读图可知,B为青藏高原;
(2)读图可知,图中H是四川盆地,四川盆地是盆地地形,周围的高山阻挡了寒冷气流进入,而长江中下游平原缺少高大山脉对寒冷气流的阻挡,因此这里的冬季气温比同纬度的长江中下游平原高;
(3)读图可知,图中E是东北平原,从温度带上看,这属于中温带;
(4)读图可知,图中G是秦岭,是1月份0℃等温线通过的地方;
(5)图中A、G、K三地中,K地为塔里木盆地,由于深居内陆,远离海洋,因此年降水最少.根据题意.
故答案为:(1)B;海拔高;(2)四川;周围的高山阻挡了寒冷气流进入;(3)东北;中温带;(4)秦岭;0;(5)K;深居内陆,远离海洋.
‘柒’ 地图上H和P一般是指什么
H是直升机停机坪
P是站点或者停车场
‘捌’ 地理中的Hctg是什么
H就是高度,ctg是一个三角函数,在RT三角形ACB中锐角A的领边比上对边可以表达为ctgA
总的来看,你看到的是一个影长与太阳直射点关系的公式完整的公式应该是这样的:
影长用S表示,太阳高度角用A表示: S=HctgA
‘玖’ 有没有初一地理的一些常识,考点.有答案
25.地球上任意两点间最短距离计算公式的推导方法解析:在讲《世界地理》下册的“世界的交通和联系”一节时,课文中有这样一段:“越过北冰洋的航空线是联系亚、欧和北美三大洲的捷径。从东京到伦敦,沿北极圈飞行,比经过莫斯科能缩短1100公里。现在从东京到西欧和美国已开辟有穿过北极上空的航线”。当讲到此时,学生们便常问:为什么沿纬线飞行反而要远些?第八章“南极洲”讲到交通位置的重要性时,也常提到同样的问题。对这个问题我们知道,地球上的两点的最近距离应是这两点的大圆弧,而除赤道以外的其它任何同在一条纬线上的两点,它们的纬线并不是经过这两点的大圆弧,所以要远些。那么地球上任意两点间的最短距离(大圆弧)又怎样计算呢?
对上面这一问题,可通过用几何和简单的推导将②③或分别代入上两式即得:
求得地球上任意两点分别与地心连线的夹角θ,只要求出θ,就可求出过这两点间最大圆弧长,也就是这两点最近距离S。
最后必须指出:该公式是考虑地球是正圆球时推导的。另外,在运用公式⑩时,纬度和经度δ本身带有正负号。通常取北纬为正,南纬为负,东j经为正,西经为负。
26.航空航海线遵循大圆弧线的数学证明解析:在地图上,航空线和大洋上的航线都是尽量遵循地球上大圆弧线。地球表面两点间距离,是指经过这两点间所有线中最短的一条线。这最短的线就是经过这两点的大圆劣弧长。
关于这一命题,地理课本和数学课本虽都作为定义但没有给予证明,本文试图对这一问题给出一个简单的证明,以帮助地理教师和感兴趣的学生增加理解。
27.指南针是如何指示方向的?
解析:指南针可以指示方向,这是很普通的常识。可日常生活、生产应用中的方向是地理方位,指南针(磁针)所指示的是地磁方位。地理方位是以地理南北极为标准确立的,地磁方位是以地磁南北极确立的。难道二者是相同的吗?
地理南北极与南北磁极是两个截然不同的概念。地理南北极是依据地球
的自转来确定的,即地球自转轴与地面的交点定为两极,指向北极星一端的叫北极,另一端为南极。以此来确定经纬线、建立经纬网,进而确定地球上点的位置及方位等。一般来说是固定不变的。
地磁南北极呢?地球本身是一个大磁体,其磁场较弱,磁场强度平均约0.5 10-4特斯拉。比玩具马蹄形磁铁要小几百倍,赤道附近较弱,两极较强。
地磁场总的来说是比较稳定的,但其磁场强度也是不断变化的,有短期的变化,一般在几十个微特以内。长期的变化是在缓慢减弱。近百年间减少了5%,据古地磁研究,两千年以来,地磁场强度减小了1.5倍。
地磁南北极的位置也是变化的。目前是磁极西移,且比较明显。如70年代南磁极位置是北纬70 50′、西经96 。到了80年代移到北纬78.2 、西经102.9 。据研究500万年以来,地磁场的南北磁极已倒转了十余次。
为了全世界应用的方便,每隔一段时间国际上统一测量一次作为全世界统一使用的磁极。目前在地图上标出的是1985年的磁极位置。
在地球这个大磁体周围的不同位置,磁场的方向是不同的。其地磁要素磁偏角因地而异,且一般不为零。个别地方磁偏角较大,致使磁针所指示的方向与地理南北方向完全不同。我国境内的磁偏角比较小,基本上在10 以内,东部西偏,西部东偏。为使用方便各地都测出磁偏角的大小,使用指南针时,首先根据该地磁偏角的大小,将测出的方向进行修正后得出该地的地理南北方向。这就是运用磁针[指南针]来指示地理方向的原因。
28.如何理解“恒星日与太阳日”示意图?
解析:在学习恒星日时,有些同学对图1-16中三颗恒星为同一颗很难理解,这说明他们还未真正理解太阳日为什么不是地球自转的准确周期。
当地球公转到E2处,已自转了一周(360 ),但未满足太阳连续两次经过同一子午线平面的条件,就必须再行到E3处,时间为一太阳日,但地球多自转了α角度(59′)。而准确的自转周期是转动360 所用时间,α角度应趋于0 ,但地球公转运动是不容改变的,所以只能如图1-17所示改变参照点的距离——选一颗遥远的恒星,使α角度趋于0 。以恒星为参照点测定自转一周的时间为恒星日,从图1-17可知,恒星越远,α′角度就越小(由α成α′至0 )。L1和L2是从遥远的同一恒星中引出的射线,由于恒星十分遥远,可近似地认为它们是平行的,因此才出现了图1-16三颗恒星为同一颗的解释。
综上所述,选择太阳作为地球自转测定的参照点,由于地球除自转外,还针对太阳有明显的相对运动,所以得到的周期不精确;而选择遥远的某恒星作参照点时,地球的公转运动相对于恒地距离来说,就可忽略不记,测定的周期也就相当精确了。
29.3分56秒是如何计算出来的?
解析:教材中讲:“一个太阳日,地球要自转360 59′,比恒星日多出59′,所以时间上比恒星日多3分56秒。”这样,有人便认为59′(0.9833 ) 4分钟就是3分56秒。实际上,59′和4分钟这两个数据都是约数。
那么,精确的数据是多少?如何计算?
(1)关于59′的计算问题
已知地球公转一周为365.2564日,则地球日平均角速度是:
360 365.2564日=0.9856 (即59′8〃.19276)/日当地球自转一周,完成一个恒星日后,还须绕过59′8〃.19276,才能完成一个太阳日。
可见,太阳日比恒星日多出59′8〃.19276。
(2)关于4分钟的问题
已知恒星日地球自转一周为23时56分4秒(即1436.0666分),则地
球自转1 的时间是:
1436.0666分 360 =3.9891分(或24时 360 69′8〃.19276=3.9891分)
(3)3分56秒的计算方法
3.9891分 59′8〃.19276=3分55.9622秒
=3分56秒
30.地球自转角速度和线速度各是怎样衡量的?地球上不同点的角速度和线速度有何异同?
解析:地球自转角速度是以经线平面在单位时间内所转过的角度来衡量
的。例如:24小时转过360 ,1小时转过15 ,4分钟转过1 。
角速度除极点为零外,全球一致。
地球自转线速度是以地球上某点在单位时间内所转过的距离来衡量的。
线速度因纬度而异。如:赤道为1674公里/小时,南北纬60 为837公里/小时,极点为零。
31.昼夜更替不仅仅是地球自转的结果,对吗?
解析:教材中指出:“地球自转产生了昼夜更替现象”。严格地说,昼夜更替现象不仅仅是地球自转的结果,而是地球自转和公转的联合结果。地球在绕轴自转的同时,还在绕日公转,恒星日是地球自转的真正周期,而昼夜更替的周期却是太阳日。从教材“恒星日与太阳日图”可以看出,恒星日的长短与地球公转没有关系,而太阳日的长短却与地球公转有关,因此,昼夜更替就不能单纯归结于地球自转,而应该是地球自转和地球公转的联合结果。教材上讲的“地球自转产生了昼夜更替现象”只不过是一种通俗直观的说法而已。
严格说昼夜更替是地球自转与公转的联合结果,还必须有一个前提,那就是地球自转与地球公转的周期不等,即不同步。若地球自转与公转的周期相同,就会产生象月球绕地球公转那样的现象,即地球以同一半球永远对着太阳,而背太阳的半球则永远见不到阳光,这样,地球上就只有永昼的半球和永夜的半球,而不会有昼夜更替的现象。
32.地球自转线速度纬度差异的数学推导解析:地球绕轴自转使得地球表面任何一点都在作圆周运动,所以地球自转既有的速度也有线速度。其角速度除南北两极点外,任何地点都是每小时15 (经度),而其线速度则因各地纬度的不同而有差异,表现为由赤道向两极递减的特点,该特点可用数学方法推导其计算公式。下面以计算北半球某地点(纬度为)的地球自转线速度为例,图中为点的自转半径,设为地球的平均半径(即为赤道上的自转半径),则有。
PrP
RRr=Rcos
由上述可知,质点的“固定大圆”运动和地球自转线速度的纬度变化,是水平自由运动偏向的根本原因。地球上的水平自由运动不外乎下列三种情况:一是向高纬运动;二是向低纬运动;三是沿赤道运动。向高纬运动时东偏,向低纬运动时西偏,沿赤道运动时不偏,具体表现为:北半球右偏,南半球左偏。
34.地球表面水平运动的物体为什么会发生偏向?
解析:地球自转引起地表物体水平运动的偏向力,简称地转偏向力,这种力最早是法国物理学家科里奥利(1792~1843年)发现确定的,因此,地球自转使物体运动发生偏向的力,称为地转偏向力,也称科里奥利力,物理学上叫做“科氏力”。
地球表面水平运动的物体发生偏向,是地球自转所产生的偏向力,作用于物体运动的质点所产生的结果。物体运动的惯性,总是保持物体运动初始时的原始方向和速度,而地球表面上的经线和纬线随着地球的自转而偏转。
此使地球表面运动的物体发生偏向,在北半球向右偏,在南半球向左偏,在赤道上因为那里的经线是互相平行的,所以水平运动的物体没有右偏或左偏的现象。物体运动向左偏和向右偏,是观测者面向物体运动的前进方向,按人体的左方和右方而言。物体运动的偏向,以北半球为例如下:
(1)以北半球的风为例:图1-26中气流在水平气压梯度力的推动下由
南向北运动,但在水平地转偏向力的影响下,使风向偏右。
(2)在赤道与极地之间,南、北运动的物体,因物体运动惯性保持着原始的运动方向和速度,而地球的自转由于在不同纬度地方运动的方向和速度
不同,因此使物体运动在空间分布上发生了偏向。由低纬度地区向高纬度地区运动的物体,地球自转速度低纬度快、高纬度慢,物体运动的源地快,并保持原始的快速度运动,而物体运动的前进方向,愈向高纬地球自转速度愈慢。因此物体运动的质点跑到了源地经度的前方,物体发生了偏向,在北半球偏右,在南半球偏左,而且愈向高纬偏向愈大。反之,由高纬度地区向低纬度地区运动的物体,地球自转源地速度慢,而运动前进的方向速度快,物质运动的质点落到源地经度的后面,物体运动在北半球向右偏,在南半球向左偏。
(3)除赤道外,东西向运动的物体也发生偏向。沿纬线向东运动的物体,它的速度大于当地的地球自转速度,该物体必然具有较大的惯性离心力。
甲乙两图中的F为垂直于地轴的离心力,F1为垂直分力,F2为水平分力。
甲图上的垂直分力抵消了一部分重力作用,水平分力使向东运动的物体偏向低纬,在北半球偏右,南半球偏左。在乙图上,物体沿纬度线向西运动,离心力为负值,指向地轴,而垂直分力增加了重力的作用,水平分力使运动的物体偏向高纬,在北半球偏右,在南半球偏左。
下面四幅图中的A表示物体运动的初始方向,A′表示物体在运动过程中保持着初始时的运动方向和速度向前运动。由于地转偏向力的影响,相对于纬线的东西方向,物体在向前运动过程中,逐渐偏离了纬线的东西方向,在北半球偏右,在南半球偏左。
35.回归年是地球公转的真正周期吗?
解析:高中地理上册叙述到:“地球绕日公转一周所需的时间为一年;
天文上通常所说的年是365日5时48分46秒,这是一个回归年。地球绕日一年转360 ,大致每日向东推进1 “。这就使人们误为公转”一周“是360 ,所需的时间就是回归年,即是地球公转的真正周期。其实不然。黄道和天赤道都是天球上的大圆圈,由于黄赤交角的存在,两者相交于两点,即春分点和秋分点。天赤道不因天球的周日旋转而改变位置,在天球上基本上是固定的;黄道与天赤道斜交,随着天球的周日旋转而时刻发生视位置的改变。这样,就使春分点每年沿黄道向西移动50〃.29。这样,当地球由春分点自西向东公转不到一周时,又回到了春分点。(图1-33)回归年是视太阳在黄道上连续两次回归春分点的时间间隔,长度为365日5时48分46秒。
因此,回归年不是地球公转的真正周期。我们如果把太阳中心位置同任一地球轨道面的恒星连成一直线,那么地球将会一年一度地经过这条直线和地球轨道的交点,即地球公转了360 ,这段时间间隔称为恒星年(图1-34)。因为这颗恒星既然位于地球轨道面上,就一定位于轨道上。太阳周年视运动是地球公转的真实反映,那么地球公转360 ,太阳在黄道上也是运行360 。由此可知,地球公转真正周期是恒星年,它比回归年多运行了50〃.29(即长20分24秒),所以恒星年的长度为365日6时9分10秒。
36.远(近)日点就是夏(冬)至点吗?
解析:高中地理上册30页“地球公转”图,将太阳画在地球椭圆轨道的中心,并且把夏至点和冬至点画在长轴的两端点上。再与29页“日地距离和公转速度”图对照,使人们就误认为远(近)日点就是夏(冬)至点。其实,两者是不同地理意义的点。在地球的椭圆轨道上,距太阳最近的点称为近日点,即14960万公里 (1-0.0167)=14710万公里;距太阳最远的点称为远日点,即14960万公里 (1+0.0167)=15210万公里。由于其它天体的引力作用,地球椭圆轨道的长轴在宇宙空间指的方向自西向东移动,近日点和远日点在轨道上也自西向东移动,每年移动11〃。因此,近日点和远日点的日期不是固定不变。地球经过近日点的周期(近日年)比长25分7秒。所以,地球经过近日点的时刻,大约每57年要推迟一日。现阶段地球每年一月初经过近日点,七月初经过远日点。如1982年地球经过近日点和远日点的时间分别为1月4日19时和7月4日22时。太阳周年运动的周期,真实地反映了地球公转的周期。太阳经过春分点和秋分点,夏至点和冬至点的周期都是回归年,所以,二分二至日的阳历日期基本固定不变。太阳直射在南回归线上为12月22日,即冬至日;直射在北回归线上为6月22日,即夏至日。
因此,远(远)日点与夏(冬)至点的距离将越来越大。(参看图1-35)
从以上所述可知,近(远)日点和冬(夏)至点是两种不同概念的点。
近(远)日点表示地球在椭圆轨道离太阳最近(远)的位置;冬(夏)至点
是表示太阳直射在南(北)回归线上时地球在椭圆轨道上的点。由于两者移动方向相反,所以两者间的距离越来越远,时间间隔也越来越长。同时,近(远)日点和冬(夏)至点有着不同的地理意义,前者是地球公转速度最大(小)的位置,后者是太阳直射在地球最南(北)的位置。
.怎样理解“日地距离和公转速度”图?
解析:高中地理上册的“日地距离和公转速度”图,主要是用来说明地球公转速度因日地距离的远近而不同。
从图上可以看出,地球绕太阳公转的轨道是一椭圆,太阳位于椭圆的一个焦点上,而不是中心。在公转轨道上的三个小圆圈分别表示地球位于近日点、远日点和它们中间的位置上。图上的小黑点是椭圆中心。为了说明的方便,另在原图上标上P1、P2、P3、P4、P5、P6,分别表示地球在轨道上的位置。
因为地球的公转轨道是椭圆形的,所以地球在围绕太阳公转的过程中,地球和太阳之间的距离是不断变化着的,时近时远。地球公转轨道上距太阳所在的焦点最近最远的两点,位于椭圆长轴的两端,分别称为近日点和远日点。每年1月初(3日或4日)通过近日点,近日点的日地距离(日心到地心)是14710万公里;每年7月初(3日或4日)通过远日点,远日点的日地距离是15210万公里。平均距离为14960万公里。
地球绕日公转有面速度、线速度和角速度。地球向径(自太阳至地球的直线)在单位时间内所扫过的面积,称为地球公转的面速度。根据开普勒第二定律:行星与太阳的联线,在相等时间内扫过相等的面积。从图上看,即行星(地球)在轨道上的位置面积SP1P2=面积SP3P=面积SP5P6。由此可以看出,地球公转的面速度,不因季节而变化。地球的向径因季节而不同,而其面速度始终不变。因此,地球公转的线速度与角速度都与地球的向径成反比,
即地球公转的线速度和角速度因日地距离的远近而不同。
线速度是单位时间转过的弧长。弧长等于半径乘弧所对的角。当角相同时,半径越长则弧长越长。地球公转的线速度与日地距离(向径)成反比。
当地球位于近日点时,在单位时间内通过的弧线越长,因此线速度较快,每秒钟为30.3公里;位于远日点时,通过的弧线较短,因此线速度较慢,每秒钟为29.3公里。平均每秒钟为30公里。
角速度是作圆周运动的物体单位时间转过的角度。地球公转轨道全长为94000万公里,地球公转的周期是365日5时48分46秒(回归年)。当地球靠近太阳的时候,距离小,速度较快,每日公转的角速度61′11〃;而靠近远日点时,距离大,速度较慢,每日公转的角速度为57′11〃。平均每日为59′。
38.当地球运行过远日点以后几天内,地球上出现的地理现象有:A.我国江淮地区将要进入梅雨期;B.蒙古高压势力强盛;C.非洲西南端的开普敦进入多雨季节;D.大阳直射点向南移动。(CD)
解析:当地球运行到过远日点以后几天内,即每年的7月中旬,我国江淮地区将要进入梅雨期是错误的,因为我国江淮地区每年春末夏初进入梅雨期,最迟一般不会到7月中旬进入梅雨期,一般来说,7月中旬,江淮地区将要进入伏旱季节。每年7月中旬,亚洲大陆上印度低压突出,蒙古高压消失了。每年7月中旬,太阳直射点从北回归线向南移动,此时,太阳直射点仍然正射在北回归线与赤道之间。南半球是冬季,开普敦为地中海式气候,冬季是多雨季节。
39.为什么离太阳近是冬天,离太阳远则是夏天?
解析:高中地理上册P28写道:“每年1月初,地球离太阳最近,这个位置叫近日点;7月初,地球离太阳最远,这个位置叫远日点”。细心的学生一定会问:为什么离太阳近时是冬天?离太阳远时反而是夏天?
我们知道,地球是个不会自身发光的球体,它的光和热主要来自太阳辐射。根据距离热源远近,应该说,离太阳近时,得到太阳的光热多,是夏天;离太阳远时,得到太阳的光热相对少一些,是冬天。离太阳远近是地球在公转轨道上的位置问题,是全球性因素。因为地球公转轨道是个椭圆,椭圆轨道的长半轴是15210万公里,短半轴是14710万公里,日地距离变化于这两者之间,即成100与97之比。由这一因素,得到太阳热能的总量极小值与极大值成(97)2与(100)2之比,即93与100之比,全年差值仅7%。得到太阳热量多少的变化,除了地球在公转轨道上的位置因素外,主要还要看太阳直射点在地理纬度上的变化。地球在公转轨道上运动时,太阳直射点是在南、北纬23 26′之间来回移动,当阳光直射在北半球时,北半球得到的太阳热能占太阳投射到全球热能总量的70%,南半球只占30%;当阳光直射南半球时,北半球只得总量的30%,南半球得70%。由于这一原因,南、北半球所得太阳热能对全球总量所占的百分数,变化于30~70%之间,即成100与43之比,其差值是57%,所以地球上的冷热季节变化,起决定性作用的是半球性因素。
两种因素结合,1月初,地球处于近日点,这时阳光直射南半球,北半球得到的热能是100中的30%;7月初,地球处于远日点,这时阳光直射在北半球,北半球此时得到热能是93中的70%,所以对于我们北半球的人来说,1月是冬天,7月是夏天。
40.地球轨道就是黄道吗?
解析:高中地理中讲到:地球“有公转,就有轨道平面,即黄道平面”
的提法,人们往往忽视“平面”二字,将地球的轨道误认为就是黄道。从图1-37可知,地球在公转中运行的路线是一种封闭曲线(不考虑太阳在银河系中的绕转运动),叫做地球轨道,即图1-37中的A→B→C→D→A。它是一个十分接近正圆的椭圆形,偏心率只有0.0167。当地球在轨道上从A公转到B时,太阳在天球上的视运动也从a到b。经过一年以后,地球回到A,太阳也回到a。太阳周年视运动的路线,即太阳的周年运动在天球上的投影就是黄道,即图1-37中的a→b→c→d→a。所以,地球轨道和黄道是两种不同运动方式和不同地理意义的图形。两者虽有区别但又有联系。从图1-37中可知,地球轨道和黄道位于同一平面,黄道是地球轨道平面无限扩大与天球相交的圆圈。所以说,地球轨道平面即黄道平面。太阳周年视运动是地球绕太阳公转的真实反映,是地球公转造成的表现现象。但是,地球轨道是地球实际运行路线,有形状(椭圆)又有大小(长短半轴平均为14960万公里),它是以太阳为中心描述地球的运动状况;黄道是人们假想在天球上的圆圈,只有真实的平面,而无真实的形状和大小,它是以地球为参考点描写太阳的运动状况。
41.黄赤交角为什么不是固定的?黄赤交角变小或变大对地球上的五带范围有什么影响?
解析:地球环绕太阳公转的轨道平面扩大到与天球相交的大圆称为黄
道。黄道与赤道的交角称为黄赤交角。由于黄道和赤道平面受到日、月、行星的摄动,黄赤交角也随之不断地发生微小的变化。近来,黄极向天极靠近,黄赤交角每世纪减少约47〃,延续约1.5万年,然后将转为增大。1976年第16届国际天文学联合会大会通过,用新的行星质量值计算其长期变化,并换算到标准历元2000年,新的黄赤交角数值为23 26′21.448〃,规定从1984年开始正式使用。
地球上的地轴与赤道平面是垂直相交的,地轴与赤道平面之间的夹角是90 。因此,轴黄交角(地轴与黄道的交角)与黄赤交角之和为90 。在地球上,回归线的纬度,即为黄赤交角数值,极圈的纬度即轴黄交角的数值。
以现在使用的黄赤交角数值23 26′为标准,如果黄赤交角变小为23 15′,轴黄交角就是90 -23 15′=66 45′。
因此,地球上的南北回归线为23 15′,南、北极圈为66 45′。所以,如果黄赤交角变小,地球上的热带和南、北寒带范围将要缩小,南、北温带的范围将扩大。同样道理,如果黄赤交角变大,地球上的热带和南、北寒带的范围将扩大,南、北温带的范围将缩小。
2.太阳高度角是怎样变化和分布的?计算太阳高度角的方法和原理是什么?
解析:太阳高度一般是指一个地方观测点的正午太阳高度角。太阳高度角就是太阳光线对于观测点地平面的交角,即观测点的地平面到太阳的仰角。世界各地正午太阳高度角的大小,在同一季节和同一日期内,由于纬度的不同而不同;一个地方正午太阳高度角的大小,随着日期和季节的变化而不断变化。正午太阳高度的变化,是由于太阳直射点的南北移动而引起的。
太阳高度分布的规律,一般是从太阳直射点的地方向南北侧计算的。在太阳
直射点上,太阳高度是90 ;在晨昏线上,太阳高度是0 。一个地方的正午太阳高度就是该地一日内最大的太阳高度。太阳高度因纬度不同而分布的
规律是:春秋二分日太阳高度由赤道向南北方向逐渐降低;6月22日由北回
归线向南北方向逐渐降低;12月22日由南回归线向南北方向逐渐降低。太阳高度随季节的变化而变化的规律是:在北回归线以北的地方,每年6月22日前后正午太阳高度达到最大值,每年12月22日前后达到最小值;在南回归线以南的地方,每年12月22日前后正午太阳高度达到最大值,每年6月22日前后达到最小值;在南、北回归线上的各地,每年有一次受到太阳直射;在南北回归线之间的各地,每年有两次受到太阳直射;地球上的其它地方全年均无太阳直射。
计算一个地方的正午太阳高度角,首先应该知道该地的地理纬度。我国在北半球,因此我国各地均位于北纬。各地的地理纬度一般可以用以下三种方法获得。
第一,查找地理资料:我国大中城市的地理纬度,可在许多地理资料上找到。
第二,从地图中量算。尽可能找一个大比例的中国地图上量算出该地到赤道的距离,算出该地距赤道多少公里,然后被111公里除即得。如利用中国地图册,在1∶30 000 000的中国政区和交通图上,量得枝城到赤道的图上直线距离为11.l厘米,实地距离则为30 000 000 11.1=3330公里。纬度1 的长度平均约为111公里(纬度1 在赤道附近长110.569公里,在纬度85 附近纬度1 长约111.692公里,故纬度1 的长度大约平均为111公里)。因此枝城的地理纬度大约是3330 111=30,即北纬30 。
第三,利用北极星测量地理纬度。在晴朗的夜晚,利用量角器测出当地地面到北极星的仰角,仰角的度数就是当地的地理纬度。
计算一个地方太阳高度的公式是:
H90- += δj
H为正午太阳高度,为当地地理纬度,δ为太阳直射点的地理纬度。j我国位于北半球,因此,求我国各地正午太阳高度时,当太阳直射点在北半球时,δ为正值;如果太阳直射点在南半球时,δ为负值。
公式中为什么以90 为减和加的基数呢?请看以右图示例题:
1-39春分日和秋分日图示例题:A为观测地点;BC线为A点的地平
(圆上的点切线);线为点到地心的直线;为点的地理纬度;AAOAAj
AO线垂直于BC线;OA的延长线为法线(垂直于A点地
平的线);为点的太阳高度角。太阳光线为平行线。角′角(同位H A = j j角)。设点的地理纬度为 。δ= (太阳直射赤道)。因′A 45 N 0 H + j′=90 ,所以当春分日和秋分日太阳直射赤道时,A点的H=90 -45 +0 =45 。
北半球夏至日正午太阳直射北回归线,δ为23 26′(正值)。A点的H=90 -45 +23 26′=68 26′。
图1-41冬至日图示例题:北半球冬至日时太阳直射南回归线,δ为-23 26′(负值)。A点的H=90 -45 -23 26′=21 34′。
又例:北半球夏至日正午,或冬至日正午,观测点位于南北回归线之间,出现δ>,太阳高度> 的情况,公式则为 。j H 90 180 - H例如:夏至日正午,观测点为10 N,求10 N的H,
则为:10 N的H=180 -(90 -10 +23 26′)
=180 -103 26′=76 34′。
‘拾’ 高中地理中的“H”是什么意思怎么求
太阳高度角H=90°-纬差
同半球:纬差=当地维度-太阳直射角 异半球:纬差=当地维度+太阳直射角