地球运动

一、地球的自转及地理意义

地球绕地轴所作的旋转运动叫自转。这里要强调的是在地球运动过程中，地轴的位置基本上是稳定的，即地轴北端始终指向北极星附近。

关于地球自转需要掌握三个方面的基本内容：

①自转方向：自西向东。从北极上空看，地球是逆时针方向旋转；从南极上空观察，呈顺时针方向旋转。

②自转周期：地球自转的真正周期（即自转360°）是23时56分4秒，称为恒星日。由于地球自转的同时还在绕太阳公转，因此，太阳在天球上的视运动周期（转一圈）为24小时，称为太阳日。一个太阳日地球自转了 。

③自转速度：地球自转速度有角速度和线速度之分。依据地球自转周期，我们计算出地球自转的角速度为15°/小时，除南北极点外，地球表面所有地点的角速度都是一致的，而地球自转的线速度，则因纬度的不同而有差异，赤道自转一圈约4万千米，南北纬60°纬线圈自转一圈大致只有赤道的一半。即自转线速度由赤道向南北两极递减，南北两极既无角速度，也无线速度。

地球自转的地理意义具体表现在三个方面：

①自转运动（实际上是自转与公转的合运动）与昼夜更替

由于地球是一个不发光、不透明的球体，所以同一时间，太阳总是只能照亮半个地球，即昼半球，另一半为夜半球。正是由于地球的旋转（自转）运动，使得地球的昼夜不断更替。我们将昼夜半球的分界线称为晨昏线，晨昏线上太阳高度为零度，该线以内的昼半球太阳高度大于零度（直射点上为90°），另外的一半为夜半球，太阳高度小于零度。昼夜更替的周期为24小时（ 即太阳日）。

②地方时

由于地球是球体，因此，在地球上同纬度的偏东地区总是比偏西的地点先看到日出，这种因经度而不同的时刻，称为地方时。如135°E（经过日本）就比120°E（经过中国）早1小时，上海（121°E）的地方时较无锡（120°E）大约早四分钟。地方时使用起来很不方便，因此1884年国际上采用了划分时区，实行分区计时的办法来统一时间，以本初子午线为中央经线向东、向西各7.5°经度划为一个时区，即中时区或称零时区；由中时区向东向西每隔15°划一个时区，依次从东（西）一区至东（西）十二区（东西十二区各占7.5°经度，合起来为一个区）。全球共划分24个时区，各时区都以中央经线的地方时为本区的区时。相邻两个时区的区时相差1小时。北京时间就是北京所在东八区的中央经线（120°E）的地方时。伦敦为零时区。华盛顿为西五区。

地方时和区时的计算：

试一试，你会熟练地完成下列计算吗？例：当伦敦时间为9月10日6点时，北京时间，华盛顿时间、洛杉矶（西八区）时间分别是什么时间？此时，尚有哪几个时区未进入9月10日？（答案：北京时间为9月10日14时，华盛顿时间为9月10日1点，洛杉矶时间为9月9日22点，尚有西七~西十二区未进入9月10日。）

③地球表面水平运动物体的偏向

地球自转，使北半球水平运动物体向右偏转，南半球向左偏转（注意，在赤道上无偏转）。

二、地球的公转运动及其地理意义：

地球绕太阳的公转运动轨道称为黄道，形成的平面称黄道平面。黄道平面是一个近似于圆的椭圆，因此，地球在公转轨道上有近日点、远日点之分。

关于公转，首先要了解是公转运动的方向、周期和速度：

（1）公转运动的方向：自西向东或者说是“在北极上空观察地球公转为逆时针方向”。

（2）公转速度：角速度大致每天向东1°，线速度大体是30千米/秒，但重要的是要掌握“近日点时（1月初）公转速度较快，远日点时（七月初）公转速度较慢的地理现象。”

（3）公转周期：了解有恒星年和回归年二个不同周期。

其次，掌握黄赤交角的有关知识。

黄赤交角是掌握本部分内容的关键。什么是黄赤交角？地球自转的同时斜着身子绕太阳公转，因此，地球自转产生的赤道平面与公转产生的转道平面——黄道平面之间有一个交角（目前是23°26′），即黄赤交角。黄赤交角的大小决定了太阳直射点的范围，即南北回归线的度数；极昼极夜现象的范围，即南北极圈的度数（＝90°－黄赤交角），由此也决定了热带、温带、寒带的范围。黄赤交角的存在产生了太阳直射点的位置移动，从而引起了正午太阳高度和昼夜长短的周年变化，并由此形成了四季的更替。

地球公转的地理意义：

（1）正午太阳高度的周年变化过程

①夏至日，太阳直射北回归线，北回归线上正午太阳高度为90°，并由此向南北两侧递减，此时北回归线及其以北各地，正午太阳高度达到一年中的最大值，南半球各纬度，正午太阳高度达到一年中的最小值，此后，太阳直射点向南移，北回归线以北各地正午太阳高度逐渐降低，南半球各地正午太阳高度逐渐增大，秋分日太阳直射点越过赤道以后北半球所在各地正午太阳高度继续减小，南半球南回归线以南各地正午太阳高度继续增大。冬至日，南回归线及南回归线以南各地正午太阳高度达到一年中的最大值，北半球所有各地达到一年中的最小值。

②南北回归线之间地区每年从冬至日到夏至日有两次直射。

③有关正午太阳高度角的计算：由于地球是球体，因此，太阳在地球上任何时候都只有一个直射点，从直射点向四周，太阳高度渐次递减，就正午太阳高的纬度变化而言，即从直射点开始，随着纬度而变化，例如：春分日某时，太阳直射于赤道，无锡（北纬30°）的正午太阳高度为60°，计算公式为：无锡正午太阳高度=90°－直射点到无锡两地之间的纬度差（30°）。

（2）昼夜长短的周年变化过程

①春分日、秋分日，全球昼夜平分；夏至日北半球昼最长，南半球昼最短；冬至日时与夏至日情况正好相反。

②春分日至秋分日，北半球的夏半年，太阳直射北半球，北半球各纬度昼长夜短，而且越往北昼越长。期间又可分二个阶段：春分日至夏至日，北半球昼渐变长直至昼最长（整个北极圈在夏至日极昼）；夏至日至秋分日，北半球白昼由最长逐渐变短至昼夜平分。

③秋分日至第二年春分日，北半球的冬半年，全球昼夜长短情况与“春分日~秋分日”的情况正好相反。

（3）四季的更替、五带的划分

正午太阳高度和昼夜长短的周年变化，直接导致全球各地获得的太阳热量的时空变化，由此形成了四季的更替和五带的划分。虽然中国古代和西方国家在四季划分阶段上有差异，但其基本原理都是大同小异的。现代的专家学者则依据直接的观测结果，客观地划分四季和五带。

可归纳成以下所示：

地球自转                                           地球公转

        

太阳直射点的移动

正午太阳高度的变化

昼夜长   纬度变化 周年变化 短的变化

赤道平面

黄赤交角

黄道平面

 

纬度变化   周年变化

 

                           

地面获得量的时间变化

   

四季的产生

地面获得热量的空间变化

五带的形成