当前
日期1月1日
北半球冬半年
日地距离(约 1.471–1.521 亿 km)—
公转角速度(约 0.95–1.02°/日)—
北半球冬半年(秋分→春分)约 179 天,夏半年(春分→秋分)约 186 天。
0°20°40°
回归线 = 交角23°26′
极圈 = 90° − 交角66°34′
要点
- 黄赤交角 23°26′:赤道面(蓝环)与黄道面(金环)的夹角。地轴在公转中始终指向北极星附近,倾斜方向保持不变。
- 黄赤交角的存在,使太阳直射点在南北回归线之间往返移动——下一节。
- 北半球冬半年地球离太阳较近、公转较快,所以冬半年(约 179 天)比夏半年(约 186 天)短。
高考链接:黄赤交角变化引起五带范围变化,是选考常见情境题;易错:1 月初近日点公转最快,7 月初远日点最慢。
偏心率已夸大(图中 e = 0.12,实际约 0.0167),天体大小、二分二至位置为示意;读数按真实轨道计算。拖动旋转视角、滚轮缩放。
当前
日期6月22日
直射点纬度23°26′N
移动方向—
所在半球—
1月1日7月12月31日
太阳光从右侧平行射入,红点为直射点;右下小窗的游标随日期移动。
要点
- 往返路线:春分(3月21日)直射赤道 → 夏至(6月22日)到北回归线 23°26′N → 秋分(9月23日)回到赤道 → 冬至(12月22日)到南回归线 23°26′S → 再北返。
- 直射点向北移:北半球昼渐长、正午太阳高度渐大;向南移则相反。
- 直射次数:南北回归线之间一年两次直射,回归线上一年一次。
高考链接:直射点位置与移动方向是判断昼夜长短、正午太阳高度变化的起点;易错:6 月 22 日到 9 月 23 日直射点在北半球但向南移。
侧视示意:为保持光线水平,地轴随日期向太阳倾斜或背离。曲线按 δ = 23.44°·sin(2π(d−80)/365) 的正弦形状,在二分二至日分段校准。拖动旋转视角、滚轮缩放。
当前
日期6月22日
直射点纬度 δ23°26′N
昼长—
夜长—
日出(地方时)—
日落(地方时)—
状态—
要点
- 太阳直射哪个半球,哪个半球昼长夜短,且纬度越高昼越长;北极圈内可出现极昼。
- 赤道全年昼夜等长;春分、秋分全球昼夜等长。
- 夏至日北半球各地昼长达一年最大值;冬至日达最小值。
- 直射点向北移动,北半球昼渐长;向南移动,北半球昼渐短。
高考链接:昼夜长短由直射点所在半球决定,纬度越高差值越大,赤道终年昼夜平分;易错:日出时间=12−昼长/2,是地方时不是北京时间。
侧视示意:太阳光从右侧平行射入,地轴随日期向太阳倾斜或背离;直射点纬度按第 5 章同一公式计算,不计大气折射。拖动旋转视角、滚轮缩放。
当前
日期6月22日
直射点纬度 δ23°26′N
正午太阳高度 H = 90° − |φ − δ|—
影长(杆高倍数)—
正午影子朝向—
太阳能板倾角 90° − H—
当地冬至楼间距 ≥ 楼高 ×—
计算—
要点
- 北回归线以北:夏至日最大、冬至日最小。
- 南回归线以南:冬至日最大、夏至日最小。
- 南北回归线之间:一年有两次直射(回归线上一次)。
- 楼间距:保证冬至日正午底楼有阳光,楼间距 ≥ 楼高 × cot H冬至(右下角已按所选纬度算出)。
- 太阳能热水器:集热板与地面夹角 = 90° − H,使阳光直射板面。
高考链接:正午太阳高度常结合楼间距、太阳能板倾角、影长变化考查;易错:公式里 φ 与 δ 同半球取差、异半球取和;太阳能板倾角 = 90° − H。
侧视示意:太阳光从右侧平行射入,红点为直射点,金环为所选纬线;直射点纬度按第 5 章同一公式计算,不计大气折射。拖动旋转视角、滚轮缩放。
当前
日期6月21日
纬度 φ30°N
昼长—
正午太阳高度 H—
天文四季(以二分二至为中点)—
我国气候四季(3–5 月春、6–8 月夏、9–11 月秋、12–2 月冬)—
所选纬度所在半球—
要点
- 昼夜长短与正午太阳高度随季节变化,使各地获得的太阳热量不同,形成四季。
- 天文意义:夏季是一年中白昼最长、太阳最高的季节,冬季相反,春秋是过渡。
- 天文四季以二分二至为中点:北半球夏季约 5 月初(立夏)至 8 月初(立秋),夏至居中。
- 我国气候四季:3–5 月春、6–8 月夏、9–11 月秋、12–2 月冬。
- 南北半球季节相反:北半球夏季时,南半球为冬季。
高考链接:四季的实质是昼长与正午太阳高度共同引起的太阳辐射季节变化;易错:近日点在 1 月初,北半球却是冬季,四季与日地距离无关。
公转轨道俯视示意:太阳居中,地轴倾斜 23°26′、指向北极星不变;轨道偏心率已夸大。昼长与正午太阳高度按第 5–7 章同一公式计算,不计大气折射。