1、地球運動知識整合及規(guī)律總結（精）一、日照圖判讀的基本步驟和技巧 1確定南北極(或南北方向)，判斷南北半球。 2根據(jù)經緯線與晨昏線的幾何關系，判斷直射點的緯度或節(jié)氣。 (1)若晨昏線與經線重合(或與緯線垂直)，則此時為春分日或秋分日，太陽直射赤道。 (2)若晨昏線與某一緯線相切，如相切于70S，且70S以南出現(xiàn)極晝，則太陽直射點的緯度為20S；若與晨昏線相切的緯線為極圈，則太陽直射點的緯度為2326，此時為二至日。 3時間計算的切入點： (1)根據(jù)晨昏線與赤道的交點：晨線與赤道交點所在經線的地方時為6時，昏線與赤道交點所在經線的地方時為18時。 (2)根據(jù)晝半球和夜半球：平分晝半球的經線的地方時

2、為12時，平分夜半球的經線的地方時為0時或24時。 (3)根據(jù)太陽直射點：太陽直射點所在經線的地方時為12時，與正午經線相對的另一經線的地方時為O時或24時。 (4)晨昏線與緯線圈相切的經線的地方時為12時或24時。 4確定太陽直射點的位置(經度和緯度)。 (1)經度位置的確定： 地方時為12時經線的經度數(shù)即為太陽直射點的經度； 平分晝半球經線的經度數(shù)即為太陽直射點的經度。 由以上可知，圖1各圖中太陽直射點所對應的經線為M經線，M經線的經度即為太陽直射點的經度。 (2)緯度位置的確定： 根據(jù)二分二至等特殊節(jié)氣來確定：夏至日太陽直射北回歸線，太陽直射點的緯度為2326N；冬至日太陽直射南回歸線，

3、太陽直射點的緯度為2326S；春秋分太陽直射赤道，太陽直射點的緯度為0。 根據(jù)極晝極夜的范圍來確定：太陽直射緯度與極晝極夜范圍的最低緯度互余，如：若此時70N以北是極晝現(xiàn)象，則此時太陽直射20N；若此時70N以北是極夜現(xiàn)象，則此時太陽直射20S。 二、正午太陽高度的時空分布規(guī)律 1正午太陽高度的形成：如圖2所示。 2正午太陽高度計算公式推導： H=90-B =90-AOB =90-(COB-COA) =90-緯度差(即所求點和直射點之間的緯度差，同半球相減，異半球相加) 3正午太陽高度的時空變化規(guī)律。 (1)正午太陽高度的空間變化規(guī)律 全球正午太陽高度的緯度變化規(guī)律：從太陽直射點所在緯線分別向

4、南北兩側遞減；離直射點距離越近(緯度差越小)，正午太陽高度越大，反之越小。下面結合圖3，看一下北半球二分二至日正午太陽高度的變化情況。 夏至日：正午太陽高度由北回歸線向南北兩側遞減。如圖3中D折線所示。 冬至日：正午太陽高度由南回歸線向南北兩側遞減。如圖3中C折線所示。 春秋分日：正午太陽高度由赤道向南北兩側遞減。如圖3中E折線所示。 (2)正午太陽高度的年變化規(guī)律 回歸線之間的地區(qū)：正午太陽高度最大值為90，全年有兩次太陽直射現(xiàn)象，即一年中有兩個正午太陽高度最大值。如圖4中A。 回歸線上：正午太陽高度的最大值為90，全年有一次太陽直射現(xiàn)象，即一年中有一個正午太陽高度最大值。如圖4中B。 回歸

5、線至極點之間的地區(qū)：正午太陽高度最大值小于90，全年沒有太陽直射現(xiàn)象。一年中有一個正午太陽高度最大值。如圖4中C。 北回歸線及其以北的緯度帶：每年夏至日(6月22日)正午太陽高度達一年最大值，冬至日(12月22日)正午太陽高度達一年最小值。 南回歸線及其以南的緯度帶：每年冬至日正午太陽高度達一年最大值，夏至日正午太陽高度達一年最小值。 (3)太陽高度的日變化規(guī)律 極點地區(qū)：在極晝期間，極點上的太陽高度在一天之內是沒有變化的，其太陽高度始終等于太陽直射點的緯度。(如圖5A) 非極點地區(qū)：非極點地區(qū)的太陽高度在一日內是有變化的。一天之內有一個最大值，即當?shù)氐恼缣柛叨取?如圖5B) 從全球范圍看

6、：太陽直射點上，太陽高度角為90；從直射點開始，太陽高度向四周降低，呈同心圓分布；晨昏線上太陽高度為0。例如太陽直射在15N、60W時，太陽高度的分布如圖6所示。 4正午太陽高度(H)的應用。 (1)正午太陽高度分布的變形圖。 (2)利用正午太陽高度計算垂直物體的日影：cotH=影長物體長度。 (3)太陽能熱水器的安裝傾角等于緯度差(即當?shù)鼐暥群吞栔鄙潼c緯度的差值)。 (4)南北半球中緯度地區(qū)樓房間隔L和采光問題： L=樓高cotH(H即當?shù)厝曜钚〉恼缣柛叨冉?。如圖7所不。 在樓房布局時建議采用東北一西南走向或西北一東南走向。 (5)有前檐的窗戶與房頂之間距離L的設定：L=前檐長度ta

7、nH。 5影子問題。 (1)影子的朝向與光源的方向相反。 (2)太陽高度越大，影子越短；反之，越長。一天中日影的變化規(guī)律是：日出最長變短正午最短變長日落最長。(從理論上說晨昏線影子無限長) (3)正午日影的朝向和長短變化 北回歸線以北：北回歸線以北太陽終年南射，正午日影始終朝北；緯度越高，日影越長；6月22日達一年中最短，12月22日達一年中最長。 南回歸線以南：南回歸線以南太陽終年北射，正午日影始終朝南；緯度越高，日影越長；12月22日達一年中最長，6月22日達一年中最短。 南北回歸線之間的地區(qū)：正午時，在南北回歸線內，太陽有直射、南射和北射。正午日影有時無，有時向南，有時向北；長短由正午太

8、陽高度確定。 (4)極點：任何時候日影始終朝南或朝北(北極點朝南，南極點朝北)，且日影長短無日變化。三、晝夜長短的變化 1晨昏線(圈)的運動。 隨著地球自西向東自轉，晨昏線不停地由東向西運動；由于太陽直射點的南北移動，且晨昏線始終與太陽光線垂直，晨昏線以極點為中心，以一個回歸年為周期，在極圈和極點之間來回擺動。 (1)側視圖中晨昏線的運動過程，AB為晨線，虛線為回歸線和極圈，陰影為黑夜，如圖8所示。 (2)俯視圖中晨昏線的運動過程：AB為晨昏線(圈)，虛線為北極圈，大圓為赤道，陰影部分為黑夜，如圖9所示。 (3)總結規(guī)律 由于晨昏線把緯線分成晝弧和夜弧兩部分，晨昏線的擺動導致晝弧和夜弧的增長或

9、縮短，導致晝夜長短的變化。 當晨昏線離開極點時，極點周圍出現(xiàn)極晝或極夜，其極晝極夜范圍是與晨昏線相切的那條緯線和極點之間的區(qū)域。 9月23日至次年3月21日，太陽直射在南半球，北半球晝短夜長，在北半球晨線隨緯度增大而東偏，昏線隨緯度增大而西偏；3月21日至9月23日，太陽直射在北半球，北半球晝長夜短，在北半球晨線隨緯度增大而西偏，昏線隨緯度增大而東偏。 2晝夜長短變化的各時段分析。 3晝夜長短的計算方法。 (1)利用一個地區(qū)晝弧所跨的經度范圍來計算。方法：晝長(單位：小時)=白晝弧度數(shù)15，即在日照圖上某條緯線與晨昏線有兩個交點，兩點之間在晝半球的弧度數(shù)除以15就是白晝的小時數(shù)。 (2)利用已

10、知的日出和日落的地方時來求算。方法是：晝長=2(12-日出時間)或晝長=2(日落時間-12)。因為地方時正午12時總是會把一天的白晝平分成相等的兩等份(如圖10所示)。 (3)同緯度地區(qū)晝長相同，而分別位于南北半球但緯度數(shù)相同的兩地，一地的晝長等于另一地的夜長。如北緯40地區(qū)的晝長是15時，那么南緯40地區(qū)的夜長為15時。 (4)極晝區(qū)、極夜區(qū)的晝長分別是24時和O時。 (5)赤道地區(qū)全年晝夜平分，各為12時。 四、太陽周日視運動 1周日視運動規(guī)律。 (1)太陽直射赤道時，全球各地太陽從正東方向升起，在正西方向落下。 (2)太陽直射北半球時，全球各地太陽從東北方向升起，在西北方向落下(極晝和極夜地區(qū)除外)。 (3)太陽直射南半球時，全球各地太陽從東南方向升起，在西南方向落下(極晝和極夜地區(qū)除外)。 2根據(jù)下圖(圖11)，比較甲、