地球运动知识点归纳.doc

一、经纬网
1、经线和纬线

经线
纬线
定 义
连接南北两极和纬线垂直相交的半圆
球面上和地轴垂直的圆
特 点
形状
半圆，且都不平行，相交于极点
一个圆，且都平行
方向
指示南北方向
指示东西方向
长度
都相等，纬度1°经线段长度=111
不等，自赤道向两极逐渐缩短
111千米*纬度的余弦值
相同点
地方时
正午太阳高度、昼夜长短、季节
2、经度：国际上统一规定，通过英国伦敦格林尼治天文台原址的经线为00经线，也叫本初子午线。从00经线算起，向东属于东经（E），越向东，经度值越大；以西属于西经（W），越向西，经度值越大以西经200和东经1600的经线圈，把地球平分为东、西两半球。经度立体概念为二面角，即某经线平面和0度经线所在平面组成的两个平面的夹角。
3、纬度：以赤道为基准，北半球向北极纬度增加，南半球向南极纬度增加。以赤道、纬度30°、纬度60°和极点划分低、中、高纬度。纬度立体概念为线面角，即地表某点和地心连线和赤道平面的夹角。

4、球面上两点间的最短距离：经过两点的大圆（经过两点和地球球心）的劣弧的长度。同一纬线上的两点最短的行进路径，一般是先向高纬度方向，再向低纬度方向。
5、定向：东西方向依据劣弧（两地经度差小于180度之间）原则确定，南北方向依据两点纬度高低确定。
6、定位：地球表面上任一点都对应一组确定的经纬度，故经纬度是区域定位的依据。
地球运动专题
一、地球自转和公转特征的比较
比较项目
地球自转
地球公转
示意图

运动轴心及轨道
(1)轨道为赤道
(2)绕地轴旋转，地轴北段始终指向北极星附近，并和公转轨道面成66034′夹角
(1)轨道为黄道，是一个近似正圆的椭圆轨道
(2)太阳位于椭圆的一个焦点上，地球有近日点（1月初）和远日点（7月初）之分
方向
自西向东，从北极上空看呈逆时针，从南极上空看呈顺时针
自西向东，从北极上空看呈逆时针，从南极上空看呈顺时针
周期
(1)恒星日，自转3600，23时56分4秒，是真正周期

(2)太阳日，自转360059′，24小时，是日常所用周期
(1)恒星年，公转3600，365天6时9分10秒，是真正周期
(2)回归年，太阳直射点移动一个周期，365天5时48分46秒，是日常所用周期
速度
(1)角速度，除极点为0外，其它各点均为150/小时
(2)线速度，自赤道向极点逐渐减小为0
(1)位于近日点（1月初）时速度快，位于远日点（7月初）时速度慢
(2)平均角速度为每日约10
(3)平均线速度为30千米/秒
2、地方时
（1）地方时：地球自西向东自转，不同的经线有不同的时刻，这就产生了地方时，同一条经线上的地方时相同。经度相差10，地方时相差4分钟，东边地点的时刻总是早于西边。
（2）时区和区时
全球分为24个时区，每个时区东西跨15个经度。划分方法如图。

时区号=已知经度÷150（取整数），除尽或者余数小于7.5°，商即为时区数，如果余数小于7.5°，时区数等于商+1。
区时：每一时区以中央经线的地方时为本时区共同使用的时间，这个时间为区时。
中央经线的度数=时区号×15°，中时区中央经线为0°，东1区中央经线为东经15°，东西12区中央经线为180度经线。
标准时间：各国统一使用的时间，中国使用东8区区时，即东经120度经线的地方时。国际标准时间，即0度经线的地方时。
国际日期变更线：国际上规定，把东西十二区之间的1800经线作为国际日期变更线，简称日界线。日界线的西侧是地球一天中最早的地点，东侧是地球一天中最晚的地点。自西向东过日界线日期减一天；自东向西过日界线日期加一天。日界线并不和1800经线完全吻合，它是一条折线。

地球上日期最多存在两天，分界线包括规定的日界线，还有事实上的日界线，即0点所在的经线，即夜半球正中央地点经过的经线，它不断变化。顺着地球自转方向，从0点经线到180度经线之间范围为新的一天，余者为旧的一天。当180经线为0点时，全球各地同属于一个日期。

时间计算：从1800经线自西向东绕地球一周再到1800经线，时间越来越早，即时间不断增加。
①地方时差=两地经度差×4分钟两地经度差在00经线的同侧为“—”，异侧为“+”）
②所求地的地方时=已知地的地方时±经度差×4分钟（已知西边求东边用“＋”，已知东边求西边用“－”）
③区时差=时区差×1小时（时区差在零时区的同侧为“－”，异侧为“＋”）
④所求地的区时=已知地的区时±时区差×1小时（已知西边求东边用“＋”，已知东边求西边用“－”）。
2、正午太阳高度角的计算和变化规律
（1）正午太阳高度角的计算
计算公式：900－纬度差（纬度差指所求地点和太阳直射点之间的纬度差；若两点在同一半球，纬度差为两地纬度值相减；若两点分别在南、北半球，纬度差为两地纬度值相加）
（2）正午太阳高度角的纬度变化规律
——太阳直射点的正午太阳高度角最大，为900，分别向南、向北逐渐递减。
（3）正午太阳高度角的周年变化规律
①北回归线及其以北地区的正午太阳高度的变化：

注：北回归线上一年中有一次直射，即6月22日的正午太阳高度角为900。
②南回归线及其以南地区的正午太阳高度的变化：

注：南回归线上一年中有一次直射，即12月22日的正午太阳高度角为900。
③南、北回归线之间的正午太阳高度的变化：一年中有两次太阳直射
赤道——北回归线：

赤道~南回归线：

注：赤道上有两次直射，即3月21日、9月23日的正午太阳高度角为900；有两次最小值，即6月22日、12月22日的正午太阳高度角为66034′。
五、日出日落问题
（一）、日出和日落方位问题：
不论是南半球还是北半球的任何地点（出现极昼和极夜的区域除外），其太阳出没点的地平方位是偏南还是偏北，取决于太阳直射南半球还是北半球，而和观测地点位于南北半球无关。具体来说：
（1）在两分日时，太阳直射赤道，全球各地太阳正东升，正西落（极点除外）
（2）北半球的夏半年（太阳直射点位于北半球，即从春分日经过夏至日到秋分日），全球各地太阳东北升，西北落，而且纬度越高，太阳升落的方位越偏北（极点和出现极昼夜的地方除外）；北半球的冬半年（太阳直射南半球，从秋分经过冬至到春分日），全球各地太阳东南升，西南落，纬度越高，太阳升落的方位越偏南（极点和出现极昼夜的地方除外）。
（3）就某一地点而言，在太阳直射点向北运动期间，太阳升落的方位将日渐偏北；反之则日渐偏南。
（4）南北极点上，太阳高度在一天中是不变的（即太阳周日视运动轨迹总是和极点的地平圈平行），太阳在一天中没有明显的升起和落下。
（二）、太阳视运动图的判断方法：
太阳视运动是地球自转造成的，一天中，地球自西向东自转，看太阳在天空中以观测者为中心，自东向西运动，一天转一圈。观测者所在的平面是地表切面，叫做地平圈，以观测者为中心的大球面为天球，天体在天球上运动。
（1）太阳视运动最高位置为正午，正午太阳高度为从地平圈中心向太阳最高位置的连线和地平圈的交角，地平圈以上部分长度反映昼长，以下表示夜长。
（2）不同半球的正午太阳偏向：北回归线以北和南回归线以南地区，太阳轨迹是平行的。北回归线以北地区，一年中太阳总是偏向南方，每天太阳最高时太阳在正南，南回归线以南地区，一年中太阳总是偏向北方，太阳最高时在正北，根据一年中太阳视运动最高、最低、居中位置来判断季节。

（3）南北回归线之间地区，太阳轨迹也是平行的，只不过正午时太阳有时位于观测者以北，有时位于观测者正头顶（正午太阳高度为90度，正午太阳高度为太阳和地平圈中心连线和地平圈夹角），有时位于观测者以南。赤道上每天都昼夜平分，太阳每天都垂直升落，但正午太阳高度并不同。其余位于回归线之间纬度太阳运动轨迹倾斜，但和地面夹角较大。

（4）正好出现极昼的地区，北极圈以北地区表现为正北升，正北落，南极圈以南表现为正南升，正南落（升落在同一地点）。已经处于极昼的地方（不包括极点），太阳虽一直在地平圈以上，但仍有高度变化，正午时太阳最高，午夜时太阳最低，如图中a点。正午太阳高度可以计算，最小太阳高度可以通过直射点运动推算。由于太阳运动轨迹是平行的，正午太阳高度变化即为最小太阳高度变化，变化数值为直射点移动范围。例如：北纬80度地区，太阳直射点位于北纬10度时，该纬度正好出现极昼现象，最小太阳高度为0度，正午太阳高度为20度，夏至时，直射点位于北回归线，最大太阳高度为33°26′，最小太阳高度为13°26′。

（5）北极点和南极点的太阳视运动
（1）北极点：一天内太阳高度不变，太阳高度可以通过正午太阳高度计算出来，从地平面向上看，太阳逆时针在地平面以上旋转，地平圈中心为观测者位置，即北极点，四周方向都是正南方向。
（2）南极点：站在地平圈中心向上看，太阳顺时针在地平面以上旋转，地平圈中心为观测者位置，即南极点，四周方向都是正北方向。
注意问题：读此类图要注意以下两点：①若正东日出、正西日落，说明太阳直射在赤道。北回归线以北（除北极外）正午时的太阳总是在南方的天空，南回归线以南（除南极外）正午时的太阳总是在北方的天空，北极点上空的太阳总在南方的天空，南极点上空的太阳总在北方的天空。②若太阳在地平圈以上运行的时间短于在地平圈以下的时间，说明该地处于冬半年，反之，说明位于夏半年。如下图为北半球某地太阳运行图，从图中可以看出太阳在地平圈以上的运行时间短于在地平圈以下的时间，说明太阳直射在南半球，日落点和正东、正西连线的交角为20°，说明太阳直射点位于南纬20°，由该地正午太阳高度为40°和太阳直射南纬20°两个条件可算出当地的纬度。

（三）、利用日照图来判断日出日落方位
1、太阳直射赤道

在晨线上看到的是日出，在昏线上看到的是日落。在上图中，选任意一点A，我们来分析一下A地日出日落的方位。因为纬度相同的地方，日出日落的方位也相同，所以我们首先作过A地的纬线，找到该纬线和晨线的交点B、和昏线的交点B"。只要得出太阳光线相对于B地的方向，就可知道A地日出的方位；只要得出太阳光线相对于B"地的方向，就可知道A地日落的方位。可以看出，相对于B地而言，太阳光线来自正东方向，所以在A地太阳从正东方向升起；相对于B"地而言，太阳光线来自正西方向，所以在A地太阳从正西方向落下。
总结规律为：春秋二分日，全球各地的日出日落方位除了南北两极点外均为从正东方向升起、从正西方向落下。
2、太阳直射北半球

我们讨论一下任意一点C地的日出日落方位，作过C地的纬线，找出该纬线和晨线的交点D、和昏线的交点D"，可以看出，太阳光线相对于D地来说来自东北方向；相对于D"地来说来自西北方向，所以，在C地太阳从东北方向升起，从西北方向落下。
总结规律为：太阳直射北半球时，全球各地除了极昼、极夜地区以外，太阳都是从东北方向升起、从西北方向落下，而且太阳直射点的纬度越接近北回归线，各地日出、日落的方位就越偏北；纬度越高的地方日出日落的方位也越偏北。
3、太阳直射南半球

在上图中找任意一点E，用上述同样的方法，可以看到，E地日出的方向是东南，日落的方向是西南。
总结规律为：太阳直射南半球时，全球各地除了极昼、极夜地区以外，太阳都是从东南方向升起，从西南方向落下，而且太阳直射点的纬度越接近南回归线，各地日出、日落的方位越偏南；纬度越高的地方日出日落的方位也越偏南。
4、总结
太阳直射点的纬度位置决定了各地的日出日落方位是偏南还是偏北，以及偏南或偏北的程度。可以看出，在同一天，在全球各地观察到的日出日落的方位，偏南或偏北的方向是一致的，和所在的半球位置无关。当地纬度位置的高低，会影响到日出日落方位偏南或偏北的程度。当太阳直射在北半球时，纬度越高的地方日出日落的方位就越偏北；当太阳直射在南半球时，纬度越高的地方日出日落的方位就越偏南。

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