第一单元 地球运动的意义

第二节　地球公转的意义

第3课时　昼夜长短的变化　五带与四季的形成

逐点探究(一)　昼夜长短的变化

[必备基础]

读二分二至日的光照图示，总结规律。

(1)昼夜长短反映了日照时间的长短。

(2)昼弧、夜弧

①形成：晨昏线(圈)将地球上的纬线圈分割而成。

②特点：除赤道和春、秋分日外，各地昼弧和夜弧不等长。

③意义：表征昼夜长短。若昼弧比夜弧，则白昼长，黑夜短；反之，则黑夜长、白昼短。

(3)变化规律

[微点拨]　(1)太阳直射某地，该地不一定昼最长夜最短，北半球各地夏至日这一天昼最长，南半球各地冬至日这一天昼最长。

(2)太阳直射点的纬度越高，地球上各地昼夜相差越大，出现极昼极夜的范围越大。

[关键能力]

1．巧妙理解昼夜长短的变化

昼夜长短的变化是地球运动的重要地理意义之一，突破此要点应主要抓住“两看”。

(1)昼夜长短分布——看“直射点位置”

太阳直射点所在的半球位置决定昼夜长短状况。太阳直射点在哪个半球，哪个半球就昼长夜短，且越向该半球的高纬度地区白昼时间越长。太阳直射点所在半球的极点周围出现极昼现象。如下图所示：

(2)昼夜长短变化——看“移动方向”

此处的“移动方向”主要是指太阳直射点的移动方向，它决定昼长、夜长的变化趋势，纬度高低决定昼夜长短的变化幅度。太阳直射点向哪个半球移动，哪个半球就昼变长、夜变短；且纬度越高，昼夜长短变化幅度越大。如下图所示：

2．巧妙总结昼夜长短变化的规律

[学科素养]

天安门广场国旗的升降时间，是根据北京的日出日落时间确定的。日期不同，国旗的升降时间也有所差异。每年1月11日到6月6日，升旗时间由7时36分逐渐提前到4时46分，平均每天依次提前约1分钟；6月22日至12月30日，升旗时间由4时46分逐渐推迟到7时36分，平均每天推迟52秒钟。12月31日到1月10日与6月7日到6月21日，每天的升旗时间分别为恒定的7时36分与4时46分。国旗的降旗时间同样分为逐渐推迟和逐渐提前的两个时段。遇到阴天、雨天和雪天，升旗和降旗的时间与前一天相同。

[思考探究]

1．从游览时间上看，我们中学生去北京旅游，应选择暑假去，还是寒假去？为什么？

提示：最好选择暑假去，因为此时为夏季，白天时间长，游览时间充足。

2．天安门广场升国旗的时间随不同季节调整的原因是什么？

提示：升旗时间是由日出时间确定的，日出日落时间是与昼长直接相关的。由于地球的公转，北京的昼长是随季节有规律变化的。

3．每年1月11日至6月6日和6月22日至12月30日两个时段，北京的昼长如何变化？

提示：每年1月11日至6月6日北京的昼长逐渐变长；每年6月22日至12月30日北京的昼长先变短后变长。

[训练评价]

下图是北半球冬至日四地纬线昼弧、夜弧分布状况示意图。据此回答1～3题。

1．四地中位于南半球的是(　　)

A．甲、乙　　　　　　　 B．乙、丙

C．丙、丁  D．甲、丁

2．图中乙和丁的周长相等，则(　　)

A．日期相反  B．雨季时间相反

C．日出、日落时间相反  D．昼夜长短相反

3．下列关于四地的叙述，正确的是(　　)

A．甲位于南极圈  B．乙可能位于赤道

C．丁不可能位于赤道  D．丙位于回归线

解析：1.B　2.D　3.C　第1题，北半球冬至日时，南半球昼长夜短。故乙、丙位于南半球。第2题，乙、丁的周长相等、昼夜长短不同，说明其纬度相同，但在不同半球；结合题意可知乙在南半球，丁在北半球，两地昼夜长短相反。第3题，丁地昼夜不平分，故不可能位于赤道。

4．读不同地点昼长随季节变化统计曲线图，回答下列问题。

(1)判断A、C、D三地的地理纬度：A_______，C________，D________。

(2)昼夜长短因季节而变化，但________地区例外，这里全年昼夜________。

(3)从A到D四幅图中可以发现，昼夜长短变化幅度的规律是_______________________。

解析：第(1)题，图中A地全年昼夜等长，应位于赤道，纬度为0°。C点冬至日昼长24小时，出现极昼现象，夏至日昼长为0，出现极夜现象，应位于南极圈，纬度为66°34′S。D点半年极昼、半年极夜，应位于极点；图中D点从春分经夏至到冬至为极昼，应为北极点，纬度为90°N。第(2)题，晨昏圈与赤道均为球面大圆，球面大圆相互平分，因此赤道地区全年昼夜等长。第(3)题，结合第(1)小题可知纬度越高，昼夜长短的变化幅度越大。

答案：(1)0°　66°34′S　90°N　 (2) 赤道　平分

(3)纬度越高，昼夜长短的变化幅度越大

逐点探究(二)　昼夜长短的计算

[关键能力]

1．利用已知的日出或日落的地方时来计算

一个地区一天的日出和日落时间反映了该日的昼夜长短状况。白昼以12时为界，上午与下午时间间隔相等；黑夜以午夜(0时或24时)为界，上半夜与下半夜时间间隔相等。

因此已知某地某一天的昼长，可求出该日的日出、日落时间(地方时)，其方法为：

日出时间＝12－；日落时间＝12＋

相反，根据某地某一天日出、日落时间可计算昼长、夜长，其方法为：

某地昼长＝日落时间－日出时间＝(正午12时－日出时间)×2＝(日落时间－正午12时)×2

某地夜长＝(子夜24时－日落时间)×2＝(日出时间－子夜0时)×2

2．利用一个地区昼弧所跨的经度范围来计算

方法：昼长＝白昼弧度数/15°，即在日照图上某条纬线与晨昏线有两个交点，两点之间在昼半球的弧度数/15°，就是白昼的时长。

3．有关昼夜长短时间计算的三个规律

(1)对称规律：日出、日落时间以当地时间12时为中心对称。已知日出或日落时间，可据此推算出昼长。若观测到的日出、日落时间不以12时为中心对称，说明观测点不位于所在时区的中央经线上。

(2)反对称规律：纬度相同的南北半球两地，在同一天，北半球一地的昼长等于南半球另一地的夜长。例如，夏至日60°N纬线上各地昼长为18小时29分钟，则当日60°S纬线上各地夜长为18小时29分钟。

(3)等值规律：由于太阳直射点的回归运动，一年中地球上同一地点的正午太阳高度、昼夜长短、日出日落方位会出现两次等值。

①关于夏至或冬至对称的两个日期，其昼夜分布是一样的。因为关于夏至或冬至对称的两个日期，其太阳直射点在同一条纬线上。如下图：

(a与b这两个日期关于夏至对称，c与d这两个日期关于冬至对称)

②关于春分或秋分对称的A、B两天，其昼夜分布关于赤道对称，即A昼长等于B夜长，A夜长等于B昼长。因为关于春分或秋分对称的两个日期，其太阳直射点所在纬线关于赤道对称。如下图：

(a与b这两个日期关于秋分对称，c与d这两个日期关于春分对称)

[学科素养]

菊花是一种短日照花卉，其开花期对日照时长非常敏感。当日照时长低于10小时30分时，某品种菊花才进入开花期。下表为武汉市不同日期的日出日落时间(北京时间)。

[思考探究]

1．3月1日时，武汉市的昼长是多少？

提示：11小时33分钟。

2．在自然状态下，该品种菊花在武汉市进入开花期的时间可能是哪个月份？

提示：11月份。

[训练评价]

(2020·山东等级考·节选)2020年5月27日上午11点整，中国珠峰高程测量登山队将五星红旗插上世界最高峰峰顶，实现了四十五年后我国测绘队员的再次登顶。从位于5 200 m的大本营向上，队员们要经过甲、乙、丙、丁四个营地(下图)，其中一个营地由于空气流通不畅，容易引起高原反应，被称为“魔鬼营地”。据此完成下题。

1．5月27日位于28°N的温州昼长为13时44分，该日珠峰顶部(28°N,87°E)日出时刻在北京时间(　　)

A．7：20以前　　　　　 B．7：20～7：39

C．7：40～8：00  D．8：00以后

解析：选A　由题干信息可知，珠峰与温州位于同一纬线上，同一纬线上日出日落地方时相同，根据温州的昼长，可以计算出温州的日出地方时为5：08，温州地方时非常接近北京时间，再根据珠峰(87°E)与120°E之间的经度差为33°，结合经度相差1°，地方时相差4分钟来计算，两者时差为2小时12分钟。珠峰位于120°E以西，日出时刻晚，所以把温州的日出时间加上2小时12分钟，可估算出珠峰所在地日出的北京时间约在7：20，因珠峰海拔高，日出更早，故A正确。

下图为太阳光照图，回答2～3题。　

2．图中A点的昼长为(　　)

A．24小时　　　　 B．12小时

C．10小时  D．20小时

3．图中所示日期，下列各地白昼最长的是(　　)

A．太原  B．长春

C．南昌  D．昆明

解析：2.D　3.B　第2题，读图可知，图示半球平均分为6等份，每一等份为30个经度，A点的夜长为4个小时，昼长为20小时，故选D。第3题，读图可知，图中北极圈以北出现极昼，太阳直射北回归线，北半球昼长夜短，纬度越高，昼越长，选项四个城市中长春纬度最高，所以昼长最长，故选B。

10月31日是世界勤俭日。该节日的确立旨在号召人们勤俭节约以共同应对日益严重的资源危机，进而促进社会的健康发展。下表是世界节俭日这天北京和甲地日出日落时刻表(北京时间)。回答4～5题。

4．判断甲地位于北京的(　　)

A．东北  B．东南

C．西北  D．西南

5．北京下一次06：42(北京时间)日出时，最接近下列哪个节日(　　)

A．中秋节  B．植树节

C．端午节  D．国庆节

解析：4.C　5.B　第4题，根据两地日出时间判断，甲地比北京更晚日出，故甲地位于北京的西面。10月31日，太阳直射点位于南半球，除出现极昼极夜的地区外，昼长由北向南逐渐变长；此时，北京昼长10小时31分，甲地昼长10小时10分，甲地昼长比北京短，故甲地位于北京北侧。因此，甲地位于北京的西北方。第5题，根据太阳直射点的移动规律，10月31日与冬至日相隔约52天；因此，北京大约在冬至日52天后，即2月14日左右再一次06：42(北京时间)日出，最接近选项中的植树节。

逐点探究(三)　五带与四季的形成

[关键能力]

1．五带的划分

2．四季和五带的形成

[拓展延伸]

(1)四季和五带都是描述太阳辐射热量在地球上的分布，但是四季描述的是热量在时间上的分布规律，五带描述的是热量在空间上的分布规律。

(2)四季更替最明显的是温带；热带地区有阳光直射现象，长夏无冬；寒带地区有极昼极夜现象，长冬无夏，四季更替不明显。

[学科素养]

“天地有大美而不言，四时有明法而不议，万物有成理而不说。”天地的大美、四时的序列、万物的枯荣，都是自然的伟力所致，非人为所能改变。西方人只有春夏秋冬，中国人却通过观察自然现象发明了二十四节气，从惊蛰到芒种，从霜降到大雪，24个如诗如画的名字串起了我们与众不同的四季。

[思考探究]

1．分析四季的成因是什么？我国与众不同的四季是如何划分的？

提示：四季的形成与正午太阳高度和昼夜长短的变化有关。我国的四季与欧美四季的划分有明显不同，是以二十四节气为基础划分的。

2．判断北半球四季更替最明显的地区在哪里？

提示：北半球中纬度地区正午太阳高度变化幅度最大，昼夜长短变化也较大，且同时达到极值，获得的太阳热量变化最大，成为四季更替最明显的地区。

3．如今在寒冬腊月来临之前，许多东北的老人愿意到海南三亚过冬，主要原因是什么？

提示：海南三亚纬度较低，属于热带，冬季时气温较高。

[训练评价]

读五带分布图，完成1～2题。

1．下列地区四季变化最明显的是(　　)

A．热带　　　　　　　　 B．北温带

C．北寒带  D．低纬度地区

2．假设黄赤交角为30°时，则地球上(　　)

A．寒带的范围变大  B．温带的范围变大

C．热带的范围变小  D．寒带的范围变小

解析：1.B　2.A　第1题，热带地区终年正午太阳高度大，气温高，全年皆夏，四季变化不明显；位于南、北两极地区的寒带终年正午太阳高度小，气温低，全年皆冬，四季变化不明显；只有位于中纬度地区的南、北温带，一年中冬、夏季正午太阳高度和昼夜长短变化大，气温变化大，因而季节更替最明显。第2题，黄赤交角的大小对五带划分影响很大。当黄赤交角为30°时，热带的范围变为从赤道到南北纬30°。如果热带的纬度范围变为赤道到南、北纬30°，那么寒带的纬度范围就为南、北纬60°到南、北纬90°。由此可知，黄赤交角变大，则热带、寒带范围变大，温带范围变小。

下图为我国北京、广州、武汉、哈尔滨四个城市的季节分配示意图，读图回答3～4题。

3．图示季节分配自上而下依次为(　　)

A．北京、广州、武汉、哈尔滨

B．北京、武汉、哈尔滨、广州

C．广州、武汉、哈尔滨、北京

D．广州、北京、哈尔滨、武汉

4．下列关于季节更替的叙述错误的是(　　)

A．低纬度地区季节更替不明显

B．中纬度地区季节更替明显

C．高纬度地区季节更替明显

D．季节更替取决于昼夜长短和正午太阳高度的季节变化

解析：3.D　4.C　第3题，纬度越低的地区热量越充足，夏季时间应越长，故夏季时间由长到短的顺序为纬度由低到高的顺序，结合选项可知，D项正确。第4题，低纬度地区由于接受太阳辐射较多，热量变化较小，故季节变化不明显，故A项正确；中纬度地区不同地区热量差异明显，季节性较强，故B项正确；高纬度地区接受太阳辐射较少，温度较低，季节变化不明显，故C项错误；季节更替取决于昼夜长短和正午太阳高度的变化，故D项正确。故选C。

[体系构建]

[学以致用]

1．东北地区的冬天天寒地冻，仿佛在宣告这里是生命的禁地。就连黑熊也蛰伏在山洞里，躲避来自西伯利亚寒风的侵袭。猫冬，是中国东北人民应对寒冷冬天的一种智慧。具体做法是在地窖或者院子里提前储藏上一冬的食粮，大白菜和土豆可提供充足的维生素，而蛋白质的获取则要寄希望于腊月时节，待宰的年猪足够肥壮。

请思考：从地球运动的角度分析，冬季东北地区的人们喜欢猫冬的原因。

提示：北半球的冬季，太阳直射南半球，我国东北地区纬度较高，昼长较短，夜长较长，室外的日照时间短，人们的室外活动时间短。

2．路灯为城市道路提供夜间照明，一般闭灯时刻为日出，开灯时刻为日落。下表为北京市(40°N)一年内路灯的开关时刻表。

请计算上述日期北京市的昼长时间，分析昼夜长短状况、昼夜变化状况，将结果填入表格。

提示：填表如下：