更新時間：2021-06-11 11:57:14作者：admin2
第一章 宇宙中的地球
第三節 地球的運動
一、地球的自轉
1、繞地軸自轉
地軸北段始終指向北極星附近。
2、地球自轉方向
從側面看高三地理評課記錄，地球自西向東自轉；從北極上空向下看，地球逆時針方向自轉；從南極上空向下看，地球順時針方向自轉。
3、地球自轉周期
恒星日：是地球自轉的真正周期，長23小時56分4秒，地球自轉360°。
太陽日：是地球上晝夜交替的周期，長24小時，地球自轉360°59′。
4、地球自轉的速度
角速度ω=360°／23小時56分4秒≈15°／小時
角速度的大小與轉動半徑無關，因此地球表面除南北極點外，任何地點自轉角速度相同。
線速度v=ω.r=ω.RcosФ（R為地球的赤道半徑，Ф為當地的地理緯度）
赤道處線速度最大，由赤道向兩極自轉線速度減小，南北緯60°處線速度減為赤道處的一半，兩極點線速度為零。緯度相同的地方，海拔較高的地點自轉線速度較大。
試比較廣州、武漢、北京、哈爾濱的自轉線速度大小。
二、地球的公轉
1、繞太陽公轉
地球公轉過程中，地軸在宇宙空間的指向永遠不變。
2、地球公轉軌道（黃道）
是近似于圓的橢圓，太陽位于橢圓的一個焦點上。在地球公轉過程中，日地距離會有微小變化。
3、地球公轉速度
1月初地球位于近日點附近，地球公轉速度最快；7月初地球位于遠日點附近，地球公轉速度最慢。一年內地球公轉速度的變化規律是：最快→減慢→最慢→加快→最快。
4、地球公轉方向
從地球公轉軌道側面看，地球自西向東公轉；從地球公轉軌道上空俯視，地球逆時針方向公轉。
5、地球公轉周期
1恒星年：地球公轉的真正周期，長365天6小時9分10秒。
1回歸年：太陽直射點回歸運動的周期，長365天5小時48分46秒。
現行公歷歷法即按照回歸年的長度制訂，有平年和閏年。一般年份凡能被4整除的即為閏年，其余為平年；世紀年中，凡能被400整除的為閏年，其余的為平年。
三、地球自轉和公轉的關系
1、地球的運動是兩種是兩種運動的疊加
地球自轉產生了赤道平面，地球公轉產生了黃道平面，地球運動可用兩平面之間的關系表示
2、黃赤交角及其影響
目前黃赤交角是23°26′，地球公轉過程中，地軸指向和黃赤交角大小不變，太陽直射點不斷移動。
3、太陽直射點的回歸運動
太陽直射點在地表南北回歸線之間作周期性的往復運動，周期為一回歸年。
4、太陽直射點回歸運動的意義
太陽直射點的回歸運動，使太陽輻射能在地表面的分配，具有回歸年的變化；使地表環境更適宜生物生存。
太陽直射點不移動 → 地表不同地區冷熱差異加大
地球不公轉 → 太陽直射點不移動
黃赤交角為0 →太陽永遠直射赤道
太陽直射點的回歸運動是地球自轉和公轉共同左右的結果。
第四節 地球運動的地理意義
一、晝夜交替
1、晝半球與夜半球的產生
地球是一個既不發光，也不透光球體。
2、昏線及其判斷
晝、夜半球的分界線即晨昏線，晨昏線平分地球，晨昏線平面與太陽光垂直；二分日晨昏線與經線圈重合；二至日晨昏線與經線圈夾角最大，夾角為23°26′。此時晨昏線與南北極圈相切。
黑夜→晨線→白晝；白晝→昏線→黑夜
3、太陽高度及其在一日內的變化
晝夜交替的實質是某地點在一日內太陽高度的變化。同一地點位于晝半球、夜半球、晨昏線上時，太陽高度不同（＞0，＜0，=0）；同一時刻不同地點的太陽高度不同（＞0，＜0，=0）。
4、晝夜交替
隨著地球自轉運動，晨昏線不斷移動（移動方向與地球自轉方向相反），各地太陽高度不斷變化，產生晝夜交替。
太陽日時間不長，使地表溫度日變化不是很劇烈，有利于生命生存和發展。
東行的觀測者看到晝夜交替周期縮短，西行的觀測者看到晝夜交替的周期延長。
例如：假定有一觀測者乘飛機沿某條緯線向東飛行，飛行速度與地球自轉速度相同，起始位置為60°E，一小時后飛機將飛到90°E上空，12小時后飛到60°E，完成一個晝夜交替周期。
如果地球只有自轉沒有公轉，地球上會有晝夜交替，晝夜交替的周期是一個恒星日；如果地球沒有自轉，只有公轉，地球上也會有晝夜交替，晝夜交替的周期是一恒星年；如果地球的自轉周期等于公轉周期，地球上不會有晝夜交替。
二、地方時
1、地方時的產生
地球自西向東自轉，比較偏東的地點先看到日出，偏西的地點后看到日出，產生了地方時。使用地方時有很多不便。
經度每隔15°，地方時相差1小時，經度每隔1°，地方時相差4分鐘。
某地地方時=已知地地方時±4分鐘／1°×兩地經度差
某地經度=已知地經度±1°／4分鐘×兩地地方時差（分鐘）
2、時區的劃分和區時
7.5°W～7.5°E為零時區，零時區向東、西兩側每隔15°劃分出一個時區。172.5°E～180°為東12區，172.5°W～180°為西12區，全球共劃分為24個時區。每個時區中央經線所在地的地方時間為該時區的區時。
3、時區和區時的計算
時區計算：經度數除以15，商的小數點后第一位四舍五入。
例如：140°E位于哪個時區？
140÷15≈9.3 即東9區
區時的計算：先算兩地時區差，即用偏東地點時區數減去偏西地點的時區數（東時區取正，西時區取負）；然后用已知地的區時減去或加上時區差即可（已知偏西地點求偏東地點用加，已知偏東地點求偏西地點用減）
4、日期變更線
有兩條，地方時為0時的經線；國際日期變更線。國際日期變更線不完全與180°經線重合，三處有彎曲。
日界線兩側鐘點相同，日期差1天。東12區日期比西12區日期早一天（多一天）
由西向東行過日界線，日期減一天；由東向西行過日界線，日期加一天。地方時為0
時的經線位置是不確定的，經常變化。由西向東行過0時經線，日期加一天，由東向
西行過0時經線，日期減一天。
5.日期范圍的判定
地球上新的一天開始于地方時間0時的經線，隨著0時經線西移，“今天”的范圍逐漸擴大，“昨天”的范圍逐漸縮小。
已知某時區的區時，如何判定“今天”的范圍占全球的比例？
⑴由該時區區時推算出東12區是區時X，再用東12區區時X除以24.如果東12區屬于“今天”，“今天”在全球的范圍為X/24，如果東12區屬于“明天”，則“今天”的范圍為1-X/24。
⑵由該時區區時推算出0時所在的時區，再算出該時區與東12區的時區差，用該差值除以24即可。
如果0時區為0點，全球“今天”與“昨天”的范圍各占一半；如果0時區為12點，全球屬于同一天，即此時地方時為0時的經線與180°經線重合。
6.法定時
中國：東8區區時 印度：東5.5區區時 朝鮮、日本：東9區區時
三、沿地表水平運動方向的偏移
1、偏向規律
北半球向右偏，南半球向左偏，赤道上不偏
2、偏轉方向的判斷
北半球用右手，南半球用左手；將手掌伸平，掌心向上，讓四指指向物體不受力時運動方向，拇指指向為近似的物體偏轉方向。
3、偏向產生的原因
地轉偏向力 F=2mvωsinФ
地轉偏向力大小與當地緯度的正弦值成正比，緯度越高，地轉偏向力越大，偏角越大。兩極點附近地轉偏向力最大，赤道上為零。
4、地轉偏向力的應用
⑴對河岸的影響，河流兩岸不對稱
北半球河流右岸侵蝕為主，河流岸邊比較陡峻，一些凹岸處可建港口；左岸以沉積為主，河岸比較平緩，水淺。
⑵對大氣運動的影響
大氣環流，三圈環流，近地面風向的形成
⑶對洋流運動的影響
5、下落物體的偏向規律
從高處垂直下落的物體，落地點偏東（無論南北半球）。赤道上東偏的距離最大，隨緯度增加，東偏距離逐漸減小。
原因：地球自西向東轉，高處的線速度大于地面，物體從高處下落，由于慣性保持它在原來高處的線速度，因此落到地面對應點的東面。
四、對地球形狀的影響
地球自轉產生慣性離心力，使赤道略鼓，兩極稍扁，形成橢圓球體。赤道半徑略大于極半徑。
五、晝夜長短的變化
晨昏線把所經過的經線圈分割成晝弧和夜弧。晝弧大于夜弧，則白晝長于黑夜；反之則反
由于太陽直射點的回歸運動，地球上同一地點在一年中晝夜長短不同，同一時刻不同地點（緯度）晝夜長短不同，會有規律變化。
1、晝夜長短隨緯度變化
夏至日，晝長由南向北逐漸延長，北極圈以北出現極晝（極晝范圍最大），夜長由北向南逐漸延長，南極圈以南出現極夜(極夜范圍最大)。
北半球晝長夜短，南半球晝短夜長。夏半年晝夜長短情況同夏至日類似。
冬至日晝長由南向北縮短，夜長由北向南延長，北極圈以內出現極夜（極夜范圍最大），南極圈以內出現極晝（極晝范圍最大）。
二分日全球晝夜等長。
同一時刻，地球上某地點的晝長等于該地點緯度數相同的另一半球對應點的夜長。
2、晝夜長短隨時間變化
赤道上全年晝夜等長
北半球夏半年晝長夜短，夏至日北半球各地白晝最長，夜長最短；南半球晝短夜長。北半球冬半年，晝短夜長，冬至日北半球各地夜最長，晝最短；南半球各地夜最短晝最長。
同一地點的最長晝等于最長夜。除二分日外，緯度越高的地點晝長與夜長差異越大，例如二至日南北極圈晝長與夜長相差24小時
3、晝夜長短的計算
晝長=晝弧所跨經度÷15
晝長=（12-日出時間）×2
=（日落時間-12）×2
=日落時間-日出時間
六、正午太陽高度的變化
隨著太陽直射點的回歸運動，不同地點不同日期除晝夜長短不同外，正午太陽高度也不同。
1、正午太陽高度隨緯度的變化
太陽直射點上正午太陽高度最大達90°，同一時刻正午太陽高度從太陽直射點向南北兩側降低。某一時刻正午太陽高度相同的地點可能有兩個（位于同一條經線上，與太陽直射緯度之間緯度差相同），也可能只有一個（正午太陽高度為90°的地點；正午太陽高度小于太陽直射點緯度數的地點）。
二分日、夏至日、冬至日、正午太陽高度由赤道，北回歸線，南回歸線向南北兩側降低。
2、正午太陽高度隨時間的變化
夏至日北回歸線以北地區正午太陽高度達一年最大值（南半球各地正午太陽高度最小），冬至日南回歸線以南地區正午太陽高度達一年最大值，北半球各地正午太陽高度最小；南北回歸線之間地區太陽直射點上正午太陽高度最大。
一年內，赤道上正午太陽高度在90°～66°34間變化，二至日正午太陽高度最低
南北回歸線之間，一年有兩次陽光直射，回歸線上有一次直射，回歸線以外無陽光直射。
3、正午太陽高度的計算
H=90°-∣Ф-δ∣
Ф為當地地理緯度，取正值，δ為太陽直射點緯度，當地夏半年時取正值，冬半年時取負值。
例：計算北京在二至日，二分日正午太陽高度
夏至日：H=90°-∣40°-23°26′∣=73°26′
冬至日：H=90°-∣40°-（-23°26′）∣=26°34′
二分日：H=90°-∣40°-0°∣=50°
4、太陽高度分布的一些規律
⑴極晝所在半球極點的太陽高度在數值上等于太陽直射點的緯度數。
例如：太陽直射點位于20°N，北極點的太陽高度為20°
出現極晝的緯線圈，其“夏至日”正午太陽高度等于當日太陽直射點緯度數的2倍。
⑵極晝區最低緯度數值在數值上等于90°減去太陽直射點的緯度數。
例如：太陽直射20°N，北半球極晝范圍為90°-20°=70°N
⑶極晝區最低緯度處子夜的太陽高度為0°。極晝區其它地點的子夜太陽高度在數值上等于該處緯度值減去極晝區最低緯度數。
例如：當70°N以北出現極晝時，75°N處子夜的太陽高度H=75°-70°=5°
⑷一日內，位于同緯度的各地，其太陽高度由正午12點所在地點向東、西兩側降低；如
果太陽直射赤道，赤道上某地太陽高度在數值上等于90°減去兩地經度差。
例如：某日太陽直射赤道上120°E的地點，此時90°E的太陽高度為
90°-（120°-90°）=60°
5、等太陽高度線圖
等太陽高度線圖是同心圓狀，中心太陽高度為90°，即太陽直射點；最外圈太陽高度為0，即晨昏線。
七、四季、五帶的形成和劃分
1、四季的形成和劃分
正午太陽高度和晝夜長短隨時間變化形成四季。夏季就是一年中正午太陽高度最高、白晝最長的季節；冬季就是一年中正午太陽高度最低、白晝最短的季節；春秋季過渡。
四季的劃分：3～5月為春季，6～8為夏季，9～11月為秋季，12～2月為冬季。
2、五帶的形成和劃分
正午太陽高度和晝夜長短隨緯度變化形成五帶。
五帶劃分：南北回歸線之間為熱帶，極圈與回歸線之間為南、北溫帶，極圈以內為南、北寒帶。
太陽輻射總量從低緯區向高緯區減少。
熱帶：有陽光直射，無極晝極夜。
溫帶：無陽光直射，無極晝極夜。
寒帶：無陽光直射，有極晝極夜。
第五節 光照圖的判讀
一、常見的光照圖
常見的光照圖有側視圖、俯視圖、展開圖，它們分別又包括全球圖、半球圖、四分之一圖、局部圖等。
二、光照圖的判斷
1、判斷南北極或南北半球
⑴側視圖，通常是上北下南
⑵俯視圖：可根據地球自轉方向判斷；根據經度變化規律判斷（東經度沿逆時針方向增大的為北極圖；沿順時針方向增大的是南極圖）
2、確定晨昏線
晨昏線是過球心的大圓，所在平面永遠與太陽光線垂直，晨昏線平分赤道，晨線、昏線各占一半，緯度最高的兩點即位其分界點。晨昏線在地表每小時西移15°。
一般地，在二分日晨昏線與經線重合，晨昏線與緯線垂直，晨昏線過極點。其余任何時候晨昏線都與經線斜交，其夾角范圍在0°-23.5°之間。
順著地球自轉方向，由白晝過渡到黑夜為昏線，由黑夜過渡到白晝為晨線。
3、確定地方時
同一條經線上各點的地方時相同，經度相差15°，地方時相差1小時，越往東鐘點越大。 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地方時為18時，太陽直射點所在地方時為12時。
晨昏線與極晝圈的切點處地方時為0點或24點，與極夜圈的切點處地方時為12點。
俯視圖中，晝半球最中間經線所在地方時為12點，夜半球最中間經線所在地地方時為0點，側視圖中晝半球最外圈經線所在地為12點，夜半球最外圈經線所在地為子夜0點。
4、太陽直射點位置的判斷
經度的判斷：太陽直射點的經度即地方時為12點經線的經度。
緯度的判斷：二分日赤道，夏至日北回歸線，冬至日南回歸線。若北緯（南緯）Φ度以北（以南）出現極晝。太陽直射點緯度為北緯（南緯）90°—Φ；太陽直射點的緯度在數值上等于晨昏線與經線的夾角。
5、判斷日出、日落時間
日出（日落）時間即該地所在經線與晨線（昏線）交點時刻，即該交點所在地的地方時。同一緯線上的各地同一日晝夜長短相等，日出、日落時刻相同。二分日全球均為6點鐘日出，18點日落；赤道上全年6點日出，18點日落。
日出時刻=12-晝長／2=日落時刻-晝長
日落時刻=12+晝長／2=日出時刻+晝長
6、判斷日出、日落方位及日影朝向
太陽直射赤道時，全球各地日出正東方向，日落正西方向；夏半年太陽直射北半球，除極晝極夜區外，全球各地日出東北，日落西北。北極圈上日出正北，24小時后復在北點落下。南極圈上日出正北，隨即落下；冬半年太陽直射南半球，除極晝極夜區外，全球各地日出東南，日落西南。南極圈上日出正南，24小時后復在南點落下。北極圈上日出正南，隨即落下。
日影朝向始終和太陽升落方向相反。
7、判斷正午日影朝向及長短
正午日影朝向取決于太陽直射點的位置。正午日影朝向隨空間、日影長短隨時間和空間變化。
北回歸線以北地區，終年日影朝北（極點除外）；南回歸線以南地區日影終年朝南（極點除外）；北半球夏（冬）至日，北（南）回歸線及其以北（南）地區，正午太陽高度達一年最大值，正午日影最短；南（北）半球各地正午太陽高度最小，日影最長。南北回歸線之間的地區，日影有時朝南有時朝北。
8、計算樓距
為了更好地保持各樓層都有良好的采光，樓與樓之間應當保持適當的距離。
以我國為例，設南樓高度為H，則兩棟樓間最小距離:
L=Hcot(90°-∣Ф-δ∣)
Ф為當地地理緯度，取正值；δ為太陽直射點緯度，取負值（冬至日）。
南樓越高，樓間距應越大；緯度較低的地區樓距可較小些；緯度較高的地區，樓間距應較大些。最小樓間距實質是南樓在一年中最長的影長。山坡的陽坡上兩座樓之間的樓距可近些；山坡上的陰坡兩座樓之間的樓距應遠些。
9、計算太陽能熱水器安裝角度
要最大限度利用太陽能資源，應合理設計太陽能熱水器是傾斜角度，使太陽能熱水器集熱面與太陽光垂直。
太陽能集熱面與地面的夾角=90°-（90°-∣Ф-δ∣）=∣Ф-δ∣
Ф為當地地理緯度，取正值；δ為太陽直射點緯度，當地夏半年去正值，冬半年取負值。該夾角與當日正午太陽高度互余。
冬至日、夏至日太陽能熱水器集熱面轉動角度為2倍的黃赤交角。
10、判斷日期和節氣
北（南）極圈以內出現極晝（夜），為北半球夏至日，6月22日；北（南）極圈以內出現極夜（晝），為北半球冬至日，12月22日；晨昏線和經線圈重合時，為二分日，3月21日或9月23日。
11、判斷山地自然帶在南北坡的分布高度
一般而言，向陽坡正午太陽高度較大，得到的光熱多；背陽山坡得到的光熱少。因此在相同高度，陽坡溫度較高，陰坡溫度較低。同一自然帶在陽坡分布的高度較高，在陰坡分布的高度較低。
三、等太陽高度線圖的判讀
等太陽高度線圖可以看作以太陽直射點為中心的俯視圖，解題時一定要注意把等太陽高度線圖轉化為光照圖。
⑴太陽高度從該圖中心點向四周逐步降低；通過該點的經線即太陽直射點所在經線，通過該點的緯線正午太陽高度為90°，正午太陽高度由太陽直射點向南北降低。
⑵在太陽直射的經線上，太陽高度差多少度，緯度就相差多少度；如果太陽直射赤道，則赤道上太陽高度差多少，經度就相差多少度。
⑶一般而言，圓中最外圈為0°等太陽高度線，即晨昏線）（左邊半圓為晨線，右邊半圓為昏線）。
⑷太陽直射赤道時，太陽直射經線上最北點為北極點，最南點為南極點；太陽直射北（南）回歸線時，北（南）極點在最北（南）點以南（北），最北（南）點為北（南）極圈（其經度與太陽直射經線經度差180°），南（北）極點看不見，最南（北）點為南（北）極圈。