基本规律:
1.昼夜长短的纬度变化
2.昼夜长短的季节变化(北半球)
方法技巧
1.“三看”昼夜长短的变化
(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,昼夜长短变化幅度越大;还可推理出距春(秋)分日越近的日期,昼夜长短变化幅度越小的规律。如下图所示:
(3)昼夜长短变化——看“极昼、极夜分布”。
极昼(极夜)的起始纬度=90°-太阳直射点的纬度。纬度愈高,极昼(极夜)出现的天数愈多。
2.日出、日落方位与昼夜长短的关系
(1)北半球夏半年:太阳直射北半球,日出东北、日落西北,北半球昼长夜短;南半球相反(极昼、极夜区除外)。
(2)北半球冬半年:太阳直射南半球,日出东南,日落西南,北半球昼短夜长;南半球相反(极昼、极夜区除外)。
(3)二分日:太阳直射赤道,日出正东,日落正西,全球昼夜平分。
(4)出现极昼的地方(除极点外):北半球正北升起,正北落下;南半球正南升起,正南落下。
3.昼夜长短的计算
(1)根据昼弧夜弧计算。昼长=昼弧所跨经度数/15°,夜长=夜弧所跨经度数/15°。
(2)利用与赤道的昼长恒为12小时的比较关系计算。
(3)根据日出、日落时间计算:图示如下。
昼长时数=(12-日出时间)×2=(日落时间-12)×2
夜长时数=日出时间×2=(24-日落时间)×2
正午太阳高度
1.纬度变化规律
同一时刻,正午太阳高度从太阳直射点所在纬度向南北两侧递减。具体如图1所示(以北半球为例)。
2.季节变化规律
来增去减,即太阳直射点向本地所在纬线移来,则本地正午太阳高度增大;移去则减小。如图2所示。
方法技巧
1.正午太阳高度的分布及其变化特点的判断技巧
(1)分布看“远近”——远小近大。
距离直射点所在的纬度越近,正午太阳高度越大;距离越远,正午太阳高度越小。
(2)变化看“移动”——来增去减。
太阳直射点向某地所在的方向移来时,该地的正午太阳高度逐渐增大;太阳直射点远离某地移去时,该地的正午太阳高度逐渐减小。
(3)位置看“数值”——90°的出现。
2.正午太阳高度的计算
(1)所求地点的正午太阳高度=90°-所求地点与直射点的纬度差。
(2)极点的太阳高度=直射点的纬度。
(3)出现极昼(极夜)的纬度与直射点的纬度互余。
3.正午太阳高度的应用
(1)确定该地地方时为12时。
(2)求出当地的地理纬度(根据正午太阳高度的计算公式)。
(3)确定房屋的朝向:北回归线以北的地区,正午时太阳位于南方,房屋朝向南方;南回归线以南的地区相反。
(4)确定日期、日影长短及方向:太阳直射点上,物体的影子缩短为零。正午太阳高度越大,日影越短;反之越长。正午是一天中日影最短的时刻。日影永远朝向背离太阳的方向,如北回归线以北地区,日影永远朝向北方;南回归线以南地区,日影永远朝向南方;南、北回归线之间的地区,日影则有南、北朝向的变化。
(5)确定楼距、楼高:为了更好地保持各楼层都有良好的采光,楼与楼之间应当保持适当距离。
(6)太阳能热水器的倾角调整:为了更好地利用太阳能,应不断调整太阳能热水器与楼顶平面之间的倾角,使太阳光与受热板之间成直角。
1.纬度对称
同一天,纬度数相同的南北两条纬线上昼夜长短完全相反。
如:夏至日这一天,北极圈上昼长24小时,南极圈上夜长24小时;北回归线上昼长13小时24分、夜长10小时36分,南回归线上夜长13小时24分、昼长10小时36分。
2.日期对称
若同一地点两日期相距二分二至日的时间尺度相同,则两日期为二分二至日的对称日期,则两对称日期的昼夜长短和正午太阳高度有如下特点:
同一地点两日期对称特点
同一地点两日期昼夜长短特点
两日期正午太阳高度特点
关于春分日(或秋分日)对称
相反
关于夏至日(或冬至日)对称
相同
相同
(1)图a中的A日与B日以夏至日为对称中心,则A日与B日的昼夜状况完全相同,即日出和日落时刻均相同,当地两日期的正午太阳高度也相同。其对应的日期应是太阳往返直射同一条纬线上的日期,即图b中的M日与N日。若M日期已知,则N日期=6月22日+(6月22日-M日期)。图a中C日与D日,图b中P日与Q日亦同理。
(2)图a中的D日与A日以春分日为对称中心,则D日与A日的昼夜状况完全相反,即D日的昼长等于A日的夜长、D日的夜长等于A日的昼长。其对应的日期应是太阳直射点所在纬线距赤道(以春分日为对称中心)距离相同的日期,即图b中Q日与M日。若Q日期已知,则M日期=3月21日+(3月21日-Q日期)。图a中B日与C日,图b中N日与P日亦同理。
(3)正午太阳高度的对称
以太阳直射的纬线为对称轴,在南北对称分布的纬线上,正午太阳高度相等。
方法技巧地球运动类试题涉及的地理概念、原理比较多,比较难于理解,因此做题分析的难度比较大,分析此类题目,应充分调运所学基础知识,培养空间思维能力。
(1)领会“一二三四”字诀,理清基本知识点
地球运动原理涉及面较广,知识间的逻辑关系强。核心要点可概括为以下数字歌诀:
“一”是指一个中心,即太阳直射点的位置;一条准线,即晨昏线(圈)。
“二”是指南北两半球。
“三”是指三种计算,即时间计算、昼夜长短的计算、正午太阳高度的计算。
“四”是指地球公转运动轨道上的四个基本点,即二分二至点。
(2)核心理论精要整合
紧紧抓住直射点,牢记自转和公转;想法找出晨昏线,找到交点和切点(晨昏线与赤道的交点、晨昏线与某经线的交点、晨昏线与某纬线的切点);求时间、算昼夜、太阳高度更简单;新旧日期不难算,时区轴上易发现;两半球、对称观,二分二至是关键。
(3)掌握常用解题技巧
以上的核心理论都是建立在获得了较为完整的地球运动相关基础知识上的,但要把它们熟练运用到实际解题过程中,还必须要掌握一些常用解题技巧,最为关键的解题技巧是“图文转换”和“图图变换”等技巧。
所谓图文转换就是把题干中的相关文字说明材料和题设条件全部或部分转绘到示意图中,用图形语言来帮助解读试题中的显性以及隐性条件,进而使解题更直观、更准确。
所谓图图变换即把一些较抽象或不完整的图转换成具体或完整的图,使信息呈现更直观、更透彻、更全面,此类题目多见于光照图的判读。