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1、知识1昼夜长短的变化 季节变化规律 北半球昼夜长短年变化,知识清单,知识2正午太阳高度的分布 1.太阳高度和正午太阳高度 太阳光线与地平面之间的夹角,叫做太阳高度角,简称太阳高度(如图甲所示)。一天中太阳高度最大值出现在正午,称为正午太阳高度(如图乙所示)。 图甲太阳高度角示意图 图乙正午太阳高度示意图,2.太阳高度的分布规律 (1)太阳直射点的太阳高度为90,晨昏线上的太阳高度等于0,昼半球的太阳高度大于0,夜半球的太阳高度小于0。 (2)太阳高度分布规律:以直射点为中心,向四周递减,晨昏圈上为0。 3.正午太阳高度的分布规律 (1)纬度分布规律:同一时刻,正午太阳高度由太阳直射点向南北两侧
2、递减,如夏至日太阳直射在北回归线上,正午太阳高度由北回归线向南北两侧递减。 (2)季节分布规律:夏至日北回归线及其以北各纬度,正午太阳高度达到一年 中的最大值,南半球各纬度正午太阳高度达到一年中的最小值;冬至日南回归线及其以南各纬度,正午太阳高度达到一年中的最大值,北半球各纬度正午太阳高度达到一年中的最小值。,正午太阳高度随纬度的变化 a.夏至日随纬度变化;b.二分日随纬度变化;c.冬至日随纬度变化。 归纳同一纬线上,正午太阳高度相等;同一日期,距直射点所在纬线纬度差相等的两条纬线上的正午太阳高度相等;距离太阳直射点所在纬线越近的地点,正午太阳高度越大。,(3)正午太阳高度的计算 正午太阳高度
3、的计算公式:H=90-两点纬度差。 说明:“两点”是指所求地点与太阳直射点。两点纬度差的计算遵循“同减异加”原则,即两点同在北(南)半球,则两点纬度“大数减小数”;两点分属南北不同半球,则两点纬度相加。,知能拓展,考点一昼夜长短的变化规律 1.昼夜长短的纬度分布规律 (1)对称规律:同一时间,南北半球纬度数相同的地区昼夜长短“对称”分布,即北半球各地的昼长与南半球相同纬度的夜长相等,如23.5N的昼长等于23.5S的夜长。 (2)递增规律:太阳直射点所在半球昼长夜短,且纬度越高,昼越长。另一半球昼短夜长,且纬度越高,夜越长。 (3)变幅规律:赤道处全年昼夜平分;纬度越高,昼夜长短的变化幅度越大
4、。 (4)极昼、极夜规律: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。,(5)昼夜长短状况规律:太阳直射点的半球位置决定半球的昼夜长短状况。太阳直射点位于北半球,北半球各地昼长夜短,且越向北白昼时间越长,北 极点周围出现极昼现象;南半球则相反。如下图所示:,2.日出、日落方位规律 (1)太阳直射点位于赤道时,即春、秋分日,全球各地(除极点外)日出正东、日落正西。 (2)太阳直射点位于北半球时,全球各地(除极昼、极夜地区外)日出东北、日落西北。 (3)太阳直射点位于南半球时,全球各地(除极昼、极夜地区外)日出东南、日落西南。 (4)正好出现极昼的地方,北
5、半球太阳正北升起、正北落下;南半球太阳正南升起、正南落下。,3.昼夜长短的计算 (1)利用昼、夜弧的弧度数计算 昼(夜)长=昼(夜)弧/15,(2)利用日出、日落时间计算 如下图所示: 昼长时间=日落时间-日出时间=2(12-日出时间)=2(日落时间-12)=24-夜长 日出时间=12-昼长/2=夜长的一半 (3)利用昼夜长短的分布规律计算 同一纬线上各点的昼夜状况、日出和日落时间相同。 南北半球纬度数相同的两条纬线昼夜时长互等,即南半球某地的昼(夜)长=北半球同纬度数某地的夜(昼)长,(4)利用日期的对称性计算 关于二至日对称的两个时间,如A点和B点,太阳直射点位于同一个位置。 关于二分日对
6、称的两个时间,如B点和C点,太阳直射点位于不同半球,但纬度数相同。,考点二正午太阳高度的变化规律 1.太阳高度的日变化规律 (1)极点:在极昼期间,极点上见到的太阳高度在一天内无变化,其太阳高度等于太阳直射点的纬度(h)。 (2)极圈及其以内地区:极昼期间,太阳高度24小时内都大于或等于零度。刚好出现极昼地区的纬度与直射点纬度和为90,且该日该地区太阳高度最小值为0;其他极昼地区该日太阳高度最小值=当地纬度-刚好出现极昼地区纬度。某地某日刚好出现极昼,则该地当日正午太阳高度等于直射点纬度的2倍。,(3)赤道:赤道上正午太阳高度与直射点的纬度和为90。,2.不同区域的正午太阳高度年变化规律,续表
7、,3.正午太阳高度的应用 (1)确定地方时 当某地太阳高度达一天中最大值时,就是一天的正午时刻,此时当地的地方时是12时。 (2)判断所在地区的纬度 当太阳直射点位置一定时,如果知道当地的正午太阳高度,就可以根据“某地与太阳直射点相差多少纬度,正午太阳高度就相差多少度”的规律,求出当地的地理纬度。 (3)确定房屋的朝向 为了获得最充足的太阳光照,各地房屋的朝向与正午太阳所在的位置有关。北回归线以北的地区,正午太阳位于南方,房屋朝南;南回归线以南的地区,正午太阳位于北方,房屋朝北。,(4)判断日影长短及方向 太阳直射点上,物体的影子缩短为0。正午太阳高度越大,日影越短;反之,日影越长。正午是一天
8、中日影最短的时刻。日影永远朝向背离太阳的方向,北回归线以北的地区,正午的日影全年朝向正北(北极点除外),冬至日日影最长,夏至日日影最短;南回归线以南的地区,正午的日影全年朝向正南(南极点除外),夏至日日影最长,冬至日日影最短;南、北回归线之间的地区,正午日影夏至日朝向正南,冬至日朝向正北,太阳直射时日影最短(等于0)。,(5)计算楼间距、楼高 为了保证一楼全年有阳光照到,北回归线以北地区建楼房时,两楼之间的最短距离应大于L=hcotH(H为冬至日当地正午太阳高度)。如下图所示。,(6)计算太阳能热水器的安装角度 集热板与地面之间的夹角()和当天正午太阳高度(H)互余,如图,+H=90时效果最佳
9、。,实践探究,探究白天不懂夜的黑晨昏线图的判读及应用,探究典例 情境设题天安门广场的升旗时间与北京市的日出时间同步。甲、乙两图为晨昏线图。甲图以极点为中心(阴影部分表示黑夜),经线MO以东为东半球,以西为西半球,箭头表示地球自转方向。乙图中阴影区域为夜半球,A、C两点的地方时相同且所在弧线两侧的日期不同,A点位于北极圈;B、C两点永远昼夜等长,且两点的经度差为90;D为BC的中点。,甲乙 设问探究 (1)比较甲、乙两图所示日期,天安门广场升旗时间的早晚,并说明理由。 (2)指出图乙所示日期我国白昼最长的省份,并简述原因。 (3)分别计算甲、乙两图所示时刻的北京时间。,探究流程 (1)图甲为极地
10、俯视图地球自转方向为逆时针图示为北半球,O为北极点晨昏线与北极圈相切,且北极圈及其以北地区为极昼图甲所示日期为北半球夏至日。 图乙为侧视图B、C两点永远昼夜等长B、C两点位于赤道上A、C两点的地方时相同A、C两点位于同一条经线A点位于北极圈北极点位于A点北侧北极圈及其以北地区为极夜图乙所示日期为北半球 冬至日。 北半球夏至日北京白昼最长日出早、日落晚夏至日天安门广场的升旗时间最早。,(2)接上题分析:图乙所示日期为冬至日北半球越往南昼越长(或北半球纬度越低,昼越长)我国海南省的纬度最低(最靠南)白昼最长。 (3)图甲:经线MO以东为东半球,以西为西半球MO为20WM点为昏赤点M点的地方时为18
11、:00; 北京时间东八区区时120E的地方时; 20W与120E经度差为140时间差为9时20分计算得出:北京时间为次日的3:20。 图乙:B、C两点永远昼夜等长两点位于赤道上; A点位于北极圈上,为晨昏线与北极圈的切点,北极圈及其以北地区出现极 夜现象A点地方时为12:00(B、C两点经度差为90);A、C两点地方时相同A、C两点位于同一条经线A、C两点所在弧线两侧日期不同A、C两点所在经线为日界线,即180经线计算可知北京时间为8:00。,答案(1)图甲所示日期升旗时间早。理由:图甲所示日期为北半球夏至日,图乙所示日期为北半球冬至日。夏至日,北京昼长为一年中最长,日出时间为一年中最早,因此
12、升旗时间早。 (2)海南省。理由:图乙所示日期为北半球冬至日,北半球越往南昼越长(或北半球纬度越低,昼越长),我国各省级行政区中,海南省的纬度最低(最靠南),故该日海南省的昼长最长。 (3)3:208:00,探究感悟 晨昏线图的判读及应用,晨昏线图判读的要点 (1)地球自转方向 明确地球的自转方向:通过题干文字信息判断;通过图中的经纬度判断;通过极点的南北判断;通过相邻两点的东西方向判断;通过晨线或昏线判断。上图中地球呈逆时针方向自转,即图示半球为北半球。 (2)两线晨线、昏线(晨昏线上太阳高度为0) (3)五点晨昏线与赤道交点、晨昏线与纬线的切点、太阳直射点 晨线与赤道的交点,地方时为6:0
13、0。如上图中C点。 昏线与赤道的交点,地方时为18:00。如上图中A点。 晨昏线与纬线的切点,地方时为0时(如上图中B点)或12时。,太阳直射点:即日心和地心的连线与地球表面的交点。太阳高度为90,地 方时为12:00。 (4)点、线之间的关系 晨昏线与纬线相切于晨昏北(南)点。晨昏线与赤道相互平分。 只在春分日和秋分日时,晨昏线为南北走向,即晨昏线与经线圈重合(如图甲);太阳直射北半球时,晨线为西北东南走向(如图乙中AB),昏线为东北西南走向;太阳直射南半球时,晨线为东北西南走向,昏线为西北东南走向。,晨昏北点到北极点的纬度差=晨昏南点到南极点的纬度差=直射点到赤道的纬度差=直射点的纬度。 太阳直射点的纬度与切点的纬度之和始终等于90(互余)。 (5)面面关系 二至日时,晨昏圈平面与赤道面的夹角为6634。 二分日时,晨昏圈平面与赤道面的夹角为90。晨昏圈平面与某一经线圈所在平面重合。 地球公转轨道面始终与赤道面呈2326的夹角。 (6)角度关系 二至日时,晨昏圈与地轴夹角为2326。 二分日时,晨昏圈与地轴夹角为0。,