地球的运动考点复习导航

2017-03-28卞文洲

试题与研究·高考文综地理 2016年3期

卞文洲

一、考纲解读

地球运动的规律是地理学科的重要基础理论，对于认识自然环境中的物质运动和能量交换、自然环境的整体性和差异性、自然环境对人类活动的影响都有重要意义。要分析地球运动的地理意义，需要认识地球的运动规律。地球的自转和公转是同时进行的，两种运动叠加、合成了地球的运动。地球运动产生的地理现象，主要包括昼夜交替和时间差异、沿地表水平运动物体运动方向的偏移、正午太阳高度的变化、昼夜长短的变化、四季更替、五带等，从成因分析，这些地理现象相当一部分是地球自转和公转共同形成的。地球自转和公转形成了黄赤交角，决定了地球表面太阳直射点的回归运动，导致正午太阳高度和昼夜长短的变化，从而形成四季和五带。

地球运动相关考点在历年高考试题中约占4～8分，考查的题型主要是选择题，考查的方式往往是与其他知识结合考查。

二、考点解读

1.昼夜交替现象

（1）昼夜现象是指不发光、不透明的地球被分为昼夜半球的现象，而昼夜交替是某地由夜到昼，再由昼到夜的不间断的循环变化过程，它是地球自转运动产生的，如果地球不自转只公转，也有昼夜更替现象，只不过周期为一年。

（2）昼夜的界线——晨昏线（圈）。

地球上昼夜的分界线叫晨昏线，它是一个大圆，任何时候都把地球分为相等的两个半球，即昼半球和夜半球。由于晨昏线是昼夜的分界线，因此站在晨昏线上的人看到太阳刚好在地平线上，是日出或日落现象。在晨昏线上各地，太阳高度为0°；太阳直射光线与晨昏线成90°。

（3）昼夜交替的周期。

昼夜交替的周期即太阳高度的日变化周期，为24小时，也就是一个太阳日。昼夜交替是地球自转与公转共同作用的结果，它的周期自然应该同时考虑这两个因素。地球昼夜交替的周期不长，使地表昼夜温差较小，保证地球上生命的存在与发展。

（4）晨昏线的判断与运用。

①晨线与昏线的识别：顺着地球自转方向由夜半球更替到昼半球的界线叫晨线；反之，顺着地球自转方向由昼半球更替到夜半球的界线叫昏线。

②晨昏线的特点：晨昏线就是太阳光照射地表所形成的昼、夜半球的分界线，它由晨线和昏线组成，若把地球看作一个正球体，不考虑大气对太阳光线的作用，地球上昼半球和夜半球的面积相等，晨昏圈应为一个大圆，并始终与太阳光线垂直，晨昏线上各点的太阳高度为0°，二分日时晨昏圈与经线圈重合，二至日时，晨昏圈与极圈相切。

③晨昏线的运动：晨昏线是不断变化的，一日内由于地球自西向东自转，在地球上某一位置观察，晨昏线在地球表面是自东向西移动的，一年内由于地球在绕日公转过程中存在着黄赤交角，导致太阳直射点在南北回归线之间来回移动，引起晨昏线在极圈和极点之间运动，从而引起各地昼夜长短的周年变化。

④晨昏线的画法：根据晨昏线的特点，晨昏圈所在平面永远与太阳光线垂直，其中心一定通过地球的球心，所以在太阳光照图侧视图上，过地球的球心作太阳光线的垂线即为该日的晨昏线，二至日晨昏线（圈）与极圈相切，反映出极圈内的极昼或极夜状况。

⑤晨昏线的运用：晨昏线是光照图中非常重要的线，在解题中有着十分重要的作用，根据它可以判断日期、季节、太阳直射点位置、昼长、夜长、太阳高度、日出、日落时间，以及地方时、区时等。一般来说，晨昏线与极圈相切时，表示该日是二至日，若北极圈内发生极昼，则为夏至日（6月22日），若北极圈内发生极夜，则为冬至日（12月22日）；晨昏线与经线重合时，表示该日是春分日（3月21日）或秋分日（9月23日）。过晨昏圈与纬线圈交点的经线是昼半球和夜半球的分界线，晨线与赤道交点的地方时是6时，昏线与赤道交点的地方时是18时。

2.地方时差

随地球自转，一天中太阳东升西落，太阳经过某地天空的最高点时（正午）此地的地方时为12点，因此，不同经线上具有不同的地方时。经度每隔15°，地方时相差1小时，经度每隔1°，地方时相差4分钟。

3.沿地表水平运动物体的偏移

（1）物體水平运动方向偏移的原因。

因为任何物体在运动时都有惯性，总是力图保持原来的方向和速度，由于受地球的形状和运动的影响，它们就逐渐偏离了原来的运动方向。但由于赤道上的经线是互相平行的，因此在赤道上水平运动的物体不会发生方向偏移，这也是全球唯一不产生方向偏移的地方。

（2）地转偏向力。

在地球自转时，会产生一种促使物体水平运动方向偏转的力，这种力叫地转偏向力，该力始终垂直于物体的运动方向，只对物体的运动方向有影响，而不影响物体的运动速度。在物体运动速度一定的情况下，纬度越高的地区，地转偏向力越大，因此水平运动物体的方向偏移越明显。

（3）水平运动物体的偏移规律与意义。

水平运动物体的偏移规律：在北半球向右偏，南半球向左偏，赤道上不偏。地球上，大气中的气流、河流中的水流、大洋中和洋流都受地转偏向力的作用，产生方向偏移，这对地表热量和水分的输送交换，对全球热量和水量平衡，有重要意义。水平运动物体的方向偏移现象在气流和水流的水平运动中表现得更加明显，如自西向东流的长江其南岸受到的侵蚀作用较为明显，长江三角洲地区的泥沙多沉积在北岸；南半球中心气压低，周围气压高的低压气流呈顺时针方向等。同时地形的自转运动对于地球形状的形成具有重要意义，地球自转的惯性离心力，使地球由两极向赤道逐渐膨胀，形成目前两极稍扁，赤道略鼓的旋转椭球体的形状。

4.黄赤交角及其影响

地球在公转过程中，有两个重要的特点：（1）地球是斜着身子绕日公转的。因此，地球公转轨道平面（即黄道平面）同赤道平面不重合，它们之间的交角就是黄赤交角。目前，黄赤交角是23°26'。（2）地轴在宇宙空间的方向不因季节不同而变化，而太阳与地球的相对位置随时在变，这就引起了太阳直射点纬度位置的周年变化。

黄赤交角的影响：由于黄赤交角的存在，并且地轴在宇宙空间的方向不因季节不同而变化，因此，太阳直射点相应地在南北回归线之间往返移动。

太阳直射点的判断方法有：太阳高度为90°的地方即为太阳直射点；太阳直射纬线（正午太阳高度为90°的纬线）与太阳直射经线（地方时为12时的经线）的交点即为太阳直射点；日期（每一天太阳直射不同的纬线）与时刻（某时刻一定有某个经线的地方时为12时）结合法。

5.昼夜长短的变化

（1）昼夜长短变化的原因。

由于黄赤交角的存在，太阳直射点并非始终位于赤道上，因此随着太阳直射点在南北回归线之间的移动，必然导致与太阳光线垂直的晨昏圈也会在极点与极圈之间“左右”摆动，从而使晨昏圈与纬线圈并不始终保持垂直平分状态，更多的时间是把昼弧和夜弧分割得不均匀，从而使同一纬线的昼夜长短不断地变化。

（2）昼夜长短的变化与太阳直射点移动的关系。

（3）昼夜长短状况与太阳直射点位置的关系

6.正午太阳高度的变化

（1）正午太阳高度的纬度变化。

正午太阳高度是一天中最大的太阳高度，一般说来，同一纬线上正午太阳高度相等。同一时刻正午太阳高度由太阳直射点向南北两侧递减，某点与太阳直射点相差多少纬度，正午太阳高度就相差多少度。

（2）正午太阳高度的季节变化。

同一纬度，正午太阳高度的大小随季节不同而变化。任何地点的正午太阳高度，会因太阳直射点的位置不同而产生变化。某纬度地区，什么时间离太阳直射点最近，则该时间该地正午太阳高度最大；什么时间太阳直射点向某地靠近，则该时间该地正午太阳高度增大；反之，则相反。夏至日太阳直射北回归线，北回归线以北的地区，正午太阳高度达到最大值，南半球各地达到最小值；冬至日，太阳直射南回归线，南回归线以南地区的正午太阳高度达到最大值，北半球各地区达到最小值。在回归线之间的地区一年中太阳直射两次。

（3）正午太阳高度的运用。

①确定地方时：当某地太阳高度达到一天中的最大值时，此时日影最短，当地的地方时是12时。

②确定房屋的朝向：确定房屋的朝向要考虑正午太阳所在位置。为了获得更充足的太阳光照，在北回归线以北地区正午太阳位于南方，因此房屋应坐北朝南；在南回归线以南地区正午太阳位于北方，因此房屋应坐南朝北。

③确定当地的地理纬度：当太阳直射点位置一定时，两地的纬度差就是两地的正午太阳高度差。根据某地某日正午太阳高度，可判断该地区纬度大小。

④判断日影长短及方向：在太阳直射点上，物体的影子长度为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；直射时日影最短（长度为0）。

⑤确定楼间距、楼高：为了更好地保证各楼层都有良好的采光，楼与楼之间应当保持适当距离。以我国为例，南楼高度为h，该地冬至日正午太阳高度为H，则最小楼间距L=hcotH。如图6：

⑥计算太阳能热水器的安装角度：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，使太阳光与集热板成直角。集热板与地面之间的夹角（α）和当天的正午太阳高度角（H）互余，即α+H=90°时效果最佳。如图7：

⑦判断山地自然带在南坡和北坡的分布高度：一般情况下，由于阳坡正午太阳高度大，得到的光热多，阴坡得到的太阳光热少，因此在相同高度，阳坡温度较高，阴坡温度较低，从而影响到自然带在阳坡和阴坡的分布高度。

7.正午太阳高度分布和昼夜长短分布的对称性

正午太阳高度是一天中的最大太阳高度，其纬度分布规律是由太阳直射点向南北两侧递减，正午太阳高度角以直射点所在纬度呈对稱分布；太阳高度则以直射点为中心等距离对称。但正午太阳高度相同的两点，昼夜长短不一定相同，如果在同一纬线上，昼夜长短一定相同，如果不在同一纬度上，昼夜长短不相同。从时间变化上看，某地正午太阳高度角的年变化是以二至日（夏至日与冬至日）为对称点，呈对称分布，正午日影的长度与朝向也随之呈对称分布，因为二至日太阳直射点的纬度位置最高，此日过后，太阳直射点运动的方向就会变化，即回归运动。以北半球为例，北回归线以北的地区，二至日（夏至日与冬至日）正午太阳高度角达到一年中的最大值或最小值，也就是距离二至日时间相同的两点，正午太阳高度相同；赤道与北回归线之间的地区，二至日（夏至日与冬至日）正午太阳高度没有达到最大值（最大值为90°），但同样距离二至日时间相同的两点，正午太阳高度也相同。

同一纬线上各点的昼夜长短相同，南北半球同纬度的地区昼夜长短呈反对称，即南北半球的同纬度的地区，昼长等于另一半球的夜长。太阳直射点所在的半球，纬度越高，昼越长，另一半球相反。从时间上看，昼夜长短的年变化以二至日（夏至日与冬至日）为对称点，呈对称分布，夏至日是一年昼最长的一天，冬至日是一年昼最短的一天。

8.日影的方位

物体影子的方位与太阳的方位相反，因此只要知道太阳的方位就可以确定物体影子的方位。

在二分日，全球各地太阳从正东方升起，正西方落下。因此日出时日影朝西，日落时日影朝东。

北半球夏半年，太阳直射点位于北半球，北半球各地昼长于夜，全球各地（极昼区与极夜区域除外）太阳从东北方升起，西北方落下，在北回归线以北的地区，正午太阳在正南，南回归线以南的地区，正午太阳在正北。日出时日影朝向西南，日落时日影朝向东南，在北半球，从春分日至夏至日，随着太阳直射点北移，太阳升起和落下的方向也逐渐北移；从夏至日至秋分日，太阳直射点南移，太阳的升落方向也逐渐向南移。

北半球冬半年，太阳直射点在南半球，北半球各地昼短于夜，全球各地（极昼与极夜区域除外）太阳从东南方升起，西南方落下，因而日出时日影朝向西北，日落时日影朝向东北。在北半球，从秋分日至冬至日，随着太阳直射点南移，太阳的升落方向也逐渐南移；从冬至日至第二年的春分日，太阳直射点北移，太阳的升落方向也逐渐北移。

北半球极昼地区，由于太阳一直在地平线以上，所以太阳的升落方位实际上是一天中太阳高度的最低点方位，由于地方时12时，太阳的方位在正南，所以0时（24时）太阳开始升起和下落到的最低点方位角均为正北；南半球极昼地区，由于地方时12时，太阳的方位在正北，所以0时（24时）太阳开始升起和下落到的最低点方位均为正南。在南、北极点极昼期间，由于一天中的太阳高度没有变化，所以太阳只有方位变化而没有所谓的升落，因而不存在升落方位问题。

由此可见，太阳的升落方向（日影的朝向与升落方向相反）不仅随空间，而且随时间的变化而变化。从赤道开始，随着纬度的升高，太阳的升落在南北方向上的变化幅度也逐渐增大。

9.四季和五带的划分

四季的划分：夏季就是一年内白昼最长，太阳高度最高的季节；冬季就是一年内白昼最短，太阳高度最低的季节。五带的划分：五带反映了年太阳辐射总量从低纬地区向高纬地区减少的规律，五带的划分是进一步研究地表地域分异规律的基础。五带分别为热带、北温带、南温带、北寒带、南寒带。

三、题型回顾

1.考查相关的时间计算

例1 （2016年高考浙江文综卷）5月23日，当太阳直射墨西哥某城市（103°W）时，北京时间是（）

A.24日2时52分 B. 24日2时08分

C.23日3时08分 D. 22日2时52分

【解题思路】当太阳直射墨西哥某城市时，该市（103°W）的地方时为12时，北京（120°E）位于该市東侧，经度相差223°，即可计算得到相差14时52分，该市为5月23日12时，加上14时52分，所以北京时间为24日2时52分。

【参考答案】A

2.考查昼夜长短的变化

例2 （2016年高考上海地理卷）北京（40°N）某中学高中生开展地理课外活动，在连续三个月内三次测量正午太阳高度角，获得测量的数据见表1。回答（1）～（2）题。

（1）从第一次到第三次测量期间，该地昼夜长短状况及其变化是（）

A.先昼短夜长，后昼长夜短，昼渐短

B. 先昼长夜短，后昼短夜长，夜渐短

C. 先昼短夜长，后昼长夜短，夜渐短

D. 先昼长夜短，后昼短夜长，昼渐短

（2）三次测量中，其中一次测量的当天，正值（）

A.春分日 B.夏至日

C.秋分日 D.冬至日

【解题思路】第（1）题，读表中资料可知，在连续3个月内，该地太阳高度在递减；由公式：正午太阳高度（H）=90 -（当地纬度±直射点的纬度）计算可得，第1次测量时，太阳直射点在北半球（太阳直射10°N）；第2次测量时太阳直射点在赤道，第3次测量时太阳直射点在南半球（太阳直射10°S），所以三次测量北京昼长的变化是：先昼长夜短，后昼短夜长，昼渐短。第（2）题，第1次测量时，太阳直射北半球，第2次测量时太阳直射赤道，第3次测量时太阳直射点在南半球，根据太阳直射点移动的规律，可知第2次测量时是当地的秋分日。

【参考答案】（1）D （2）C

3.考查太阳的方位

例3 （2016年高考天津文综卷）2011年7月17日，我国南极中山站（69°22′S，76°22′E）越冬科考队的队员们迎来了极夜后的第一次日出。据此回答（1）～（2）题。

（1）当中山站“第一次日出”时，若在天津观测太阳，太阳位于观察者的（）

A.东北方向 B.东南方向

C.西北方向 D.西南方向

（2）中山站极夜持续的时间是（）

A.30天左右 B. 50天左右

C. 70天左右 D. 90天左右

【解题思路】第（1）题，南极中山站迎来极夜后的第一次日出，说明日出时间相当短，也就是南极中山站的地方时接近12时，由此可以计算天津（大约为120°E）的地方时为15时左右，此时太阳在天空中位于南偏西的位置，所以太阳位于观察者的西南方向。第（2）题，南极圈6月22日有1天极夜，此时中山站已经有极夜了，而7月17日中山站极夜结束，说明从6月22日之后中山站出现了约25天极夜，所以中山站的极夜持续日数约为 50天。

【参考答案】（1）D （2）B

4.主要考查地球公转运动的特征

例4 （2015年高考福建文综卷）图10为某摄影爱好者在图9中广袤草原上拍摄的“日出”美景。读图，完成（1）～（2）题。

（1）摄影爱好者拍摄“日出”美景的方向和北京时间分别是（）

A.东南 7月1日06时

B.东北 7月1日06时

C.东北 1月1日12时

D.东南 1月1日12时

（2）拍摄“日出”美景的地点是图9中的（）

A.甲 B.乙 C.丙 D.丁

【解题思路】第（1）题，7月时，南北半球都是日出东北，1月时，南北半球都是日出东南，所以A、C项错误；结合图9中经度可知该区域位于东二区，与北京时间相差6小时，当北京时间为6时，该地为0时，不可能有日出，所以B项错误；当北京时间为12时，该地为6时，综合判断为1月1日12时，日出美景的方向位于东南。第（2）题，从等高线分析，图9中甲、丁两地东侧地势较高，不能看见日出景观；乙地临近湖泊，不属于广袤草原；而丙地等高线稀疏，属于广袤草原，且东南侧视野广阔，是拍摄日出的最佳地点。

【参考答案】（1）D （2）C

四、命题预测

分析近几年高考试题可以发现，本专题的内容有以下考查趋势：一是联系生产与生活实际，或者以各种光照图为载体，考查地球自转与公转的基本特征、昼夜更替现象（晨昏线）、昼夜长短的分布与变化规律、正午太阳高度的分布与变化规律、四季更替与工农业生产等；二是根据相关背景材料，进行时间计算、正午太阳高度的计算和昼夜长短的计算。

五、能力测试

（改编）日晷是利用日影测得时刻的一种计时仪器，其原理就是利用太阳的投影方向来测定并划分时刻。日晷由晷针和晷面组成，晷针垂直晷面，安放在石台上，呈南高北低，顶部指向北极星，晷面两面都有刻度。读日晷图（图11），回答1～3题。

1.夏至日湖北省宜昌市某中学校园日晷影子的移动规律是（）

A.从西南呈顺时针方向移动到东南

B.从西南呈逆时针方向移动到东南

C.从西北呈顺时针方向移动到东北

D.从西北呈逆时针方向移动到东北

2.某日湖北省宜昌市某中学校园（111°E）日晷晷针影子刚到“午”的位置，此时（）

A.北京时间为12时 B.地方时为12时

C.刚好日落 D.刚好日出

3.若該日晷由湖北省宜昌市移到广东省某中学，晷面与地面的夹角（）

A.保持不变 B.减少