1、第第 3 3 课时课时 地球公转与自转共同作用下产生的地理意义地球公转与自转共同作用下产生的地理意义 学习目标 1.理解正午太阳高度角及昼夜长短变化的成因， 掌握正午太阳高度角和昼夜长短 的变化规律。2.理解四季的形成和划分。 一、正午太阳高度角的变化 1.太阳高度角 (1)含义：太阳光线与地平面的夹角。 (2)正午太阳高度角 含义：一天中，太阳高度角的最大值出现在正午 特例：太阳直射点所在纬度的正午太阳高度角为90 2.空间(纬度)变化规律：由太阳直射点所在纬度向南北两侧递减。 3.时间(季节)变化规律(以北半球为例) 节气 最大值地区 最小值地区 夏至日 北回归线及其以北地区 南半球各地区
2、 冬至日 南回归线及其以南地区 北半球各地区 二分日 赤道 极点 判断 1.日出时太阳高度角为 0 。( ) 2.同一纬线上正午太阳高度角相等。( ) 3.极点一天内太阳高度角不变。( ) 二、昼夜长短的变化 1.表现形式 (1)表现：晨昏线把所经过的纬线圈分成昼弧和夜弧两部分。 (2)结果：某点所处的纬线上昼弧长，夜弧短，则该点昼长夜短，反之昼短夜长。 2.变化规律 (1)空间变化 赤道上：全年昼夜平分 极圈内：出现极昼、极夜现象 其他地区：随纬度的增高，昼夜长短变化幅度加大 (2)时间变化(以北半球为例) (3)二分日前后：全球各地昼夜平分，均为 12 小时。 判断 1.太阳直射点所在的半
3、球，昼长大于夜长。( ) 2.某地太阳直射时，昼最长。( ) 3.纬度越高，昼夜长短的变化幅度越大。( ) 三、季节更替 1.成因 2.不同纬度的季节变化 (1)低纬度地区全年皆夏，季节更替现象不明显。 (2)高纬度地区全年皆冬。 (3)中纬度地区四季更替明显。 3.划分 类型 范围 春 夏 秋 冬 天文四季 过渡季节 白昼最长、 太阳高 度角最大的季节 过渡季节 白昼最短、 太阳高度 角最小的季节 气候四季(以北 半球为例) 3、4、5 月 6、7、8 月 9、10、11 月 12、1、2 月 中国传统四季 立春立夏 立夏立秋 立秋立冬 立冬立春 4.南半球季节与北半球相反。 探究点一 正午
4、太阳高度角 根据 2017 最新楼间距国家标准规定，房屋前后间距为：普通小区居住用房可以用“楼高/ 楼间距1/1.2”比值计算。并按以冬至日日照时间不低于 1 小时(楼房最底层窗户)为标准。 小区业主可根据该标准判断楼间距是否合理。 (1)小区业主为什么这么重视楼间距问题？ (2)在下图中画出二分二至日时的正午太阳高度角空间变化曲线，并总结变化规律。 (3)下表为正午太阳高度角的季节变化规律，把表格补充完整。 北回归线及其以北地区 一年有一次最大值(_日前后)， 一次最小值(_ 日前后) 南回归线及其以南地区 一年有一次最大值(_日前后)， 一次最小值(_ 日前后) 南北回归线之间(除赤道外)
5、 一年有_最大值(_时最大)， 一次最小值(南半 球出现在 6 月 22 日前后，北半球出现在 12 月 22 日前后) 赤道地区 一年有两次最大(_、_)、两次最小(夏至、冬至) 递变规律 来增去减(直射点向本地所在纬线移来，则正午太阳高度角 _，移去则_) 答案 (1)楼间距与太阳光照相关，在太阳高度角一定的情况下楼间距的大小会影响到采光条 件的好坏。 (2) 变化规律：正午太阳高度角从太阳直射点所在纬线向南北两侧递减。 (3) 北回归线及其以北地区 一年有一次最大值(6 月 22 日前后)， 一次最小值(12 月 22 日 前后) 南回归线及其以南地区 一年有一次最大值(12 月 22
6、日前后)， 一次最小值(6 月 22 日 前后) 南北回归线之间(除赤道外) 一年有两次最大值(太阳直射时最大)， 一次最小值(南半球出 现在 6 月 22 日前后，北半球出现在 12 月 22 日前后) 赤道地区 一年有两次最大(春分、秋分)、两次最小(夏至、冬至) 递变规律 来增去减(直射点向本地所在纬线移来，则正午太阳高度角 增大，移去则减小) 正午太阳高度角的应用 (1)确定地方时 当某地太阳高度角达一天中的最大值时，此时日影最短，当地的地方时是 12 时。 (2)确定房屋的朝向 在北回归线以北地区，正午太阳位于南方，房屋朝南；在南回归线以南地区，正午太阳位于 北方，房屋朝北。 (3)
7、判断日影长短及方向 太阳高度角越大，影子越短，太阳高度角越小，影子越长。一天中日影的变化规律是：日出 时最长 逐渐变短 正午时最短 逐渐变长 日落时最长，且日影方向与太阳方向相反。 (4)计算楼间距 一般来说，纬度较低的地区，楼距较近；纬度较高的地区，楼距较远。解题关键是计算当地 冬至日的正午太阳高度角，并计算影长。以我国为例(见下图)，南楼高度为 h，该地冬至日正 午太阳高度角为 H，则最小楼间距 L 为：Lh cotH。 (5)计算热水器安装角度 应使太阳能热水器集热面与太阳光线垂直，其倾角和正午太阳高度角的关系为 h90 (如 下图)。 正午太阳高度角的计算方法 (1)公式：H90 两点
8、纬度差 (2)含义 H：观测点的正午太阳高度角。 两点：太阳直射点、观测点。 纬度差：若两点在同一半球，用较高纬度减去较低纬度；若两点分属于南、北半球，将两 点的纬度求和。 如下图所示： 当太阳直射 B 点(10 N)时，A 点(30 N)正午太阳高度角是：HA90 AB90 (30 10 ) 70 。 当太阳直射 B 点(10 N)时，C 点(23 26S)正午太阳高度角是：HC90 BC90 (10 23 26)56 34。 (2018 四川成都中学月考)我国物权法指出，住宅间距必须保证北面楼房底层窗台面 日照时间不少于 1 小时(如下图)。据此回答 12 题。 1.“日照时间不少于 1
9、小时”的日期指的是( ) A.春分日 B.夏至日 C.秋分日 D.冬至日 2.按照采光要求，下列四个城市相邻同高楼房的间距最宽的应该是( ) A.北京(40 N) B.哈尔滨(45 N) C.广州(23 N) D.台州(29 N) 答案 1.D 2.B 解析 第 1 题，我国大部分地区在冬至日北面楼房底层易被南面楼房遮住太阳光。第 2 题， 冬至日，选项中四个城市越靠北其楼房的影子越长，楼间距应越宽。 探究点二 昼夜长短 “日出而作，日落而息”，是我们大多数人的生活状态。但有那么一些人，他们生活在 极地地区，要面对极昼或极夜的困扰。极昼期，人的生物钟紊乱；极夜期，长时间的黑暗给 人们带来心理上
10、的负面影响。 (1)在下列图中画出太阳光线及晨昏线，用阴影标注夜半球。(提示：以北半球为例，晨昏线与 太阳光线垂直。) (2)图 a 为“北半球夏至日全球的昼长分布图”，总结北半球夏至日全球昼夜长短分布规律。 (3)图 b 为“北半球冬至日全球的昼长分布图”，总结冬至日全球昼夜长短分布规律。 (4)图 c 为“春分日和秋分日全球的昼长分布图”，总结二分日全球昼夜长短分布规律。 (5)指出太阳直射点位置与极昼、极夜范围的关系。 答案 (1) (2)北半球昼长夜短，纬度越高，昼越长、夜越短，北极圈及其以北地区出现极昼；南半球昼 短夜长，纬度越高，昼越短、夜越长，南极圈及其以南地区出现极夜现象。 (
11、3)北半球昼短夜长，纬度越高，昼越短、夜越长，北极圈及其以北地区出现极夜；南半球昼 长夜短，纬度越高，昼越长、夜越短，而南极圈及其以南地区出现极昼。 (4)全球昼夜平分。 (5)出现极昼、极夜的最低纬度90 太阳直射点所在纬度。 太阳直射点与昼夜长短的分布和变化 1.昼夜长短状况看“位置” 太阳直射点的位置决定昼夜长短状况。太阳直射点在哪个半球，哪个半球昼长夜短，且越向 该半球的高纬度地区白昼时间越长。如下图所示： 2.昼夜长短变化看“移动” 太阳直射点的移动方向决定昼夜长短的变化趋势，纬度高低决定昼夜长短的变化幅度。太阳 直射点向哪个半球移动，哪个半球昼变长、夜变短；且纬度越高，昼夜长短变化
12、幅度越大。 如下图所示： 昼夜长短的计算方法 (1)根据昼弧或夜弧的长度进行计算：昼(夜)长时数昼(夜)弧度数/15 。 (2)根据日出或日落时间进行计算： 地方时正午 12 时把一天的白昼平均分成相等的两份。 昼长日落时间日出时间 昼长(12日出时间)2 昼长(日落时间12)2 注意：公式中的日出、日落时间可以不是地方时，只要两者统一标准即可。公式中的 日出、日落时间必须是地方时。 (3)根据相关性计算 相同纬度地区昼长相同。 分别位于南北半球但纬度数相同的两地，一地的昼长等于另一地的夜长。如北纬 40 昼长 是 15 小时，那么南纬 40 夜长是 15 小时。 同一纬线的昼夜长短，在一年中
13、有两个日期相同(除二至日)，且这两个日期近似关于二至 日对称。 (2018 太原期末)下图是北京时间 2016 年 11 月 18 日甲、乙、丙、丁四地的昼夜长短分布 示意图，图中阴影部分表示黑夜。读图完成 34 题。 3.四地自北向南排列正确的是( ) A.甲、乙、丙、丁 B.丙、丁、乙、甲 C.乙、甲、丁、丙 D.甲、乙、丁、丙 4.四地中最有可能为石家庄的是( ) A.甲地 B.乙地 C.丙地 D.丁地 答案 3.D 4.B 解析 第 3 题，北京时间 2016 年 11 月 18 日，此时为北半球冬季，越往北昼越短、夜越长。 结合题目可知，四地自北向南排列正确的是甲、乙、丁、丙，D 正
14、确。第 4 题，北京时间 2016 年 11 月 18 日，此时石家庄昼短夜长，排除丙和丁。石家庄位于北京附近，故当地的正午(白 昼的平分线)应在北京时间 12 时附近，故乙地最符合。B 正确。 下图为“某日 150 E 经线上日出时刻随纬度的变化关系示意图”。 读图， 完成 12 题。 1.太阳直射点位于( ) A.0 B.23 26N C.20 S D.20 N 2.甲地昼长为( ) A.8 小时 B.10 小时 C.14 小时 D.16 小时 答案 1.D 2.B 解析 第 1 题，读图分析出 70 N 以北的地区为极昼，太阳则直射 20 N。第 2 题，甲地地方 时 7：00 日出，则
15、 17：00 日落，昼长为 10 小时。 读“某地正午太阳高度角年变化折线图”，完成 34 题。 3.根据该地正午太阳高度角年变化规律，判断该地可能位于( ) A.北温带 B.南温带 C.0 23 26N 之间 D.0 23 26S 之间 4.图中 A 处所表示的这一天，该地( ) A.黑夜最短 B.正午旗杆的影子最短 C.气温最高 D.受太阳活动影响强烈 答案 3.D 4.B 解析 第 3 题， 该地 12 月 22 日前后有两次正午太阳高度角达到 90 ， 说明有两次太阳直射。 根据正午太阳高度角变化规律可以判定该地位于赤道至南回归线之间。第 4 题，A 处表示太 阳直射，正午旗杆的影子最
16、短。 5.下图为“某日某时刻半球昼夜分布示意图”，阴影为黑夜。读图回答下列问题。 (1)写出该日的日期：_。 (2)写出该时刻太阳直射的纬度：_以及北京时间：_。 (3)此时 B 点旗杆影长为一天中的_(填“最大”或“最小”)值，旗杆影子的方向为 _方向。 (4)该日 C 地的昼长是_，该日后，D 点将向 N 地靠近，C 地的昼长将变_(填 “长”或“短”)，B 地的正午太阳高度角将变_(填“大”或“小”)。 (5)该日 A 地体育场馆的太阳能电池板与建筑物外墙(墙面与地面垂直，见右图)之间最合适的 夹角约为_， 若此夹角可以调节，那么其一年中的变化幅度(一年中最大夹角与最小夹角之差)为 _。
17、 答案 (1)12 月 22 日前后 (2)23 26S 15：40 (3)最小 正北 (4)14 小时 短 大 (5)36 34 46 52 解析 (1)图示北极圈以北出现极夜，南极圈以南出现极昼，是北半球的冬至日 12 月 22 日前 后。(2)北极圈以北出现极夜，太阳直射南回归线，即 23 26S。图示 65 E 是 12：00，北京 时间 120 E 是 15：40。(3)B 点在赤道上，此时是正午时刻，太阳在其正南，B 点的旗杆影子 朝向正北，影长是一天中最小。(4)C 地在 30 S，其昼长与同纬度北半球 A 点的夜长相等；A 点在晨线上且在 10 W 经线上，已知 65 E 是
18、12：00，则 A 点的日出时间是 7：00，由日出 时间可算出 A 点的昼长242日出时间10 小时， 即 C 的昼长241014 小时。该日 是北半球冬至日，此日后，太阳直射点北移，北极的极夜范围变小，C 地昼长将变短，B 地 的正午太阳高度角将变大。(5)太阳能电池板和建筑物外墙的夹角与太阳高度角相等，当日 A 点的正午太阳高度角90 (30 23 26)36 34， 所以太阳能电池板与建筑物外墙最合 适的夹角是 36 34。该地一年中最大太阳高度角是夏至日正午太阳高度角，最小太阳高度 角是冬至日正午太阳高度角，所以一年中最大夹角与最小夹角之差夏至日正午太阳高度角 冬至日正午太阳高度角46 52。
