巧用太阳直射点南北移动图快速掌握正午太阳高度和昼夜长短的变化规律

肖能位

摘 要：正午太阳高度的变化和昼夜长短的变化，是高中地理教学的重点和难点，在分析比较不同地区气温的高低，或者同一地区不同季节气温的变化，总是需要用正午太阳高度和昼夜长短来加以说明，而快速准确判断正午太阳高度的大小和昼夜长短就显得尤为重要。

关键词：巧用;太阳直射点移动图;掌握;正午太阳高度和昼夜长短;变化规律

鲁教版必修一第一单元第三节“二、正午太阳高度的变化”和“三、昼夜长短的变化”是高中地理教学的重、难点，对学生来说比较困难，分析回答这样的问题往往不够理想。如果把太阳直射点的南北移动与正午太阳高度的变化和昼夜长短的变化规律密切联系起来分析，就能快速准确的掌握了。

一、原理说明并证实太阳直射点南北移动规律

原理说明：由于地球绕日公转，在公转过程中地轴始终保持与黄道平面66°34的夹角，导致太阳直射点在南北回归线之间往返移动，其回归运动周期约为365天5时48分46秒，即一个回归年。每年的春分日，约3月21日左右，太阳直射点向北移动到在赤道上，之后继续向北移动;夏至日，约6月22日，直射点移动到北回归线上，之后不再向北移动，转而向南移动;秋分日，约9月23日左右，直射点向南移动到赤道上，之后继续向南移动;冬至日，12月22日左右，直射点移动到南回归线上，之后直射点不再向南移动，转而向北移动，次年春分，直射点又回到赤道上，太阳直射点就是这样在南北回归线之间往返移动，大约一个月移动8个纬度左右。

实验及方法：

【方法一】动画演示

地球的公转本身就是一个运动过程，如果仅仅记住一些结论，不去研究它的过程，学起来会觉得很困难。因此，形象地演示地球公转过程就成为突破难点的必要手段之一。动画演示，让学生观察随地球绕日公转太阳直射点在地球表面的移动情况，同时观察南北半球昼夜长短及昼夜长短的变化情况。用动画演示，给学生留下生动直观的印象，学生易于接受太阳直射点南北移动的事实，激发了学习兴趣。

【方法二】实验证明

【实验一】地球仪演示

实验器材：地球仪、电筒、激光笔

实验准备：事先用水彩笔把赤道、南北回归线加粗涂起来，赤道涂成实线，回归线涂成虚线，激光笔红点代表太阳直射点。

实验过程：地球仪放在讲台上，激光笔固定在适当位置。教师一手安稳地球仪底座，一手转动地球。注意转动地球时，地轴也要动起来，同时让学生观察：随着地球的转动，地球身子倾斜转动，代表太阳直射点的红点也会随之在南北回归线之间南北移动。

【实验二】真人演示

实验器材：教师或者学生，电筒、激光笔，红带子。

实验准备：教师或者学生代表地球，以裤带或者在裤带位置系一根红带子代表赤道，激光笔红点代表太阳直射点。

实验过程：演示者站在讲台上，激光笔固定在适当位置。演示者在讲台上，倾斜着身子慢慢转身，让学生观察代表太阳直射点红点会在红带子的南北移动。

演示和实验目的：证实由于黄赤交角的存在，太阳直射点在南北回归线之间来回移动。

二、分析正午太阳高度的变化规律

（一）图示解释概念

太阳高度（角）——太阳光线与地平面的夹角（即当地对太阳的仰角）;

正午太阳高度（角）——当地正午时的太阳高度角（H）。

（二）多媒体显示“二分、二至日不同纬度正午太阳高度图”

归纳出，同一时刻，正午太阳高度的纬度变化规律：正午太阳高度由太阳直射点向南北两侧递减。

进一步强调：距离太阳越近，正午太阳高度越大，反之越小;离开直射点多少个纬度，正午太阳高度就降低多少度，计算方法：H=90°-纬度差（直射点纬度与当地纬度的差）。

用距离原理可以推知：

夏至日，北回归线以及以北地区各纬度，正午太阳高度达到一年中最大值;南半球各纬度一年中达到最小值。

冬至日，南回归线以及以南地区各纬度，正午太阳高度达到一年中最大值;北半球各纬度一年中达到最小值。

二分日，除赤道上中午太阳高度达到一年中最大值外，其他地区中午太阳高度介于最大和最小值之间。

三、分析昼夜长短的变化规律

导读课本P17“图1—3—8昼弧和夜弧”

1. 以晝（夜）弧的长短说明昼（夜）的长短。

2. 用太阳位置和昼夜变化动态图演示，以展示太阳直射点的位置与昼夜长短的关系。在此仅以二分二至日照图显示说明，最后归纳总结昼夜长短的变化规律。

归纳总结：太阳直射点南北移动与正午太阳高度变化、昼夜长短变化的关系。

（1）快速确定太阳直射点位置及移动方向

夏至日，太阳直射北回归线上;冬至日，太阳直射南回归线上;二分日，太阳直射赤道上;例5月1日，太阳直射北半球，向北移动;10月1日，太阳直射南半球，向南移动。

（2）快速确定正午太阳高度的变化规律

正午太阳高度由太阳直射点南北两侧递减。离直射点越近，正午太阳高度越大，反之越小。

夏至日，北回归线以及以北地区各纬度，正午太阳高度达到一年中最大值，南半球各纬度一年中达到最小值。

冬至日，南回归线以及以南地区各纬度，正午太阳高度达到一年中最大值;北半球各纬度一年中达到最小值。

二分日，除赤道上中午太阳高度达到一年中最大值外，其他地区中午太阳高度介于最大和最小值之间。

（3）快速确定昼夜长短

太阳直射点所在半球昼长夜短，另一半球相反。例5月1日，太阳直射北半球，北半球昼长夜短，南半球相反;10月1日，太阳直射南半球，南半球昼长夜短，北半球相反。

（4）快速确定昼夜长短的变化

太阳直射点向北移动，北半球昼变长，夜变短，南半球相反;太阳直射点向南移动，南半球昼变长，夜变短，北半球相反。例5月1日，太阳直射点向北移动，北半球昼变长，夜变短，南半球相反;10月1日，太阳直射点向南移动，南半球昼变长，夜变短，北半球相反。

（5）二分二至日昼夜长短

二分日，全球各地昼夜等长。夏至日，北半球各纬度昼最长，夜最短。北极圈及其以北地区，出现极昼现象;南极圈及其以南地区，出现极夜现象。冬至日，南半球各纬度昼长最长，夜最短。南极圈及其以南地区，出现极昼现象;北极圈及其以北地区，出现极夜现象。夏至日和冬至日，南北半球昼夜状况相反。

（6）全球昼夜状况

北半球夏半年，全球自南向北昼越来越长，夜越来越短;北半球冬半年，自南向北昼越来越短，昼越来越长。

参考文献

[1]纳爱琼.中学地理教材分析[M].昆明：云南教育出版社，1998.

[2]潘玉君.地理学基础[M].北京：科学出版社，2001.

[3]张伦业.高中地理考试图册[M].济南：山东地图出版社.