Question

正午太阳高度的周年变化过程规律

分时间段、分为度空间讨论，特别是南北回归线之间正午太阳高度变化. 示例:夏至日: 赤道——高度角最小值 赤道至北回归线——达到一年中的极小值 北回归线至北极圈——... 北极圈到北极点——... 南半球亦如北半球一般列明.

Answer 1

地球每年自西向东围绕太阳公转一周，日地中心连线也随之在宇宙空间扫动一圈的平面，就是地球的公转轨道面，同时也就使得太阳直射点每年在公转轨道面上自西向东移动一圈。由于太阳直射点始终落在地球表面上，从而引起太阳直射点周年运动。周期为一个回归年。由于地轴总是指向北极星附近，与地球的公转轨道面保持一个66°34ˊ的角度，不随着季节的变化而并变化，从而产生了黄赤交角。使太阳直射点在地球表面的运动范围在南北回归线之间。其运动规律用文字表示为：太阳直射点在南北回归线间做着周年回归运动。由于太阳直射点的周年运动，造成太阳辐射在地球表面分配不同，从而引起了昼夜长短、正午太阳高度角随着各地纬度的不同和季节的变化而有规律的变化，形成四季的更替。以上内容用文字来体现，其规律和信息表述是相对比较抽象的，对地球运动知识点的掌握，仅仅停留在对学科知识认知的水平上，如果抓住太阳直射点和黄赤交角、与地球运动的地理意义间存在的内在联系，建构地球运动的知识体系，紧扣太阳直射点的概念、位置特征和周年移动的规律，将地球的运动特点转化成太阳直射点移动示意图上，可以使之相对比较直观，更便于学生理解和记忆。2、太阳直射点移动示意图应满足的几个条件
太阳直射点移动示意图可以有多种形式，如上图所示，无论其形态如何，要能体现地球运动的规律，都应满足以下要求：1、构建一个座标体系，要能体现太阳直射点空间上的移动范围的地理纬度和时间上的移动顺序；2、太阳直射点的移动方向在示意图像上要有体现。3、示意图中最好标明二分、二至日的时间和位置，这是作为解题的重要的参照物4、太阳直射点的移动曲线至少要画出一个周期，要能体现出回归运动的特点。二、太阳直射点移动示意图在解题中的应用在解题过程中，在建构地球运动的知识体系的基础上，太阳直射点移动示意图大致的可以在以下几个方面的类型题中进行应用。（一）、判断太阳直射点的位置判断某个日期太阳直射点在地球表面位置，或是地球绕日公转在宇宙空间的位置和时间的这种类型的题目，要求有学生有很强的空间想象能力，如果仅仅通过回忆基础知识和空间想象，来进行判断是比较困难，学生有无从下手的感觉。解题过程中如果充分的利用太阳直射点移动示意图，将空间思维转化成空间定位，将空间想象转化成图像定位，则具有化繁为简、化动态为静态的功效。例如：当地球位于公转轨道的远日点时，太阳光在地球表面直射点的位置是：（ ）A.在北回归线以南,并向北移动 B.在北回归线上C在北回归线以南,并向南移动.D.在北回归线以北,并向北移动图一
如（图一）所示，在示意图以中二分、二至日时的时间和太阳直射点在地球表面的特殊纬度位置为参照，直接在图像中找出远日点（7月初）在太阳直射点移动轨迹中的位置，并标明出来，根据太阳直射点移动运动曲线特点，通过读图可知，此时太阳直射点位于北半球，正向南移。由此选择C。在此解题过程中，将太阳直射点移动特征，地球绕日公转空间运动的形式，从一个抽象的空间概念转化成太阳直射点移动的直观图像，落实在示意图上，降低解题难度，并将空间想象与图像运用能力贯穿于地理认知的始终。集中体现了地理学科的特殊认知要求。除此之外，由太阳直射点移动从而引起的气压带、风带的季节性移动的方向的判别，也可以转化成判断太阳直射点位置，充分的利用太阳直射点示意图来进行判别。(二)、判断昼夜长短变化分析昼夜长短的变化，要从本质上要抓住它与太阳直射点的位置的内在联系这个关键，紧紧抓住二分二至日时的全球昼夜长短的基本特点和规律作为参照点，通过将昼夜长短变化规律落实在太阳直射点移动示意图中。如（图二）所示：（北半球为例）：同时在图像中可总结出以下规律：北半球春、秋分日全球昼夜平分，夏至日昼最长，冬至日昼最短，赤道上终年昼夜平分。太阳直射点在北半球，北半球昼长于夜太阳直射点向北移动，北半球昼变长图二
在解题过程中，只需按题目的具体要求,在示意图找出直射点的相应位置，便可根据示意图中不同区间的曲线所代表的运动特征进行解题。1、相同地点不同时间昼夜长短变化：例如：北半球中纬度地区，下列日期中一年昼夜长短相差最小的一天是（ ）A、儿童节 B、劳动节 C、我国国庆节 D、我国教师节 如（图三）所示，由于赤道上终年 昼夜平分，在解题过程中,可将这图三4个节日的时间在示意图中所在的位置标出，只须在太阳直射点运动轨迹中比较哪个点离赤道最近，则该点的昼夜长短相差最小。该题选择C。2、相同地点一段时间内昼夜长短变化：再如：5月1日到6月1日这段时间内在上海（ ）A、昼长夜短，昼继续延长 B、昼长夜短，昼不断缩短C、昼短夜长，夜继续延长 D、昼短夜长，夜不断缩短如（图四）所示，在解题过程中，从图像中找出5.1--6.1这个时间区间内太阳直射的相应位置， 判断太阳直射点此时在北半球，图四正向北移，所以北半球任何一点昼长于夜，且昼在不断的增长。在解题过程中，通过改变学生观察事物的视角，将空间想象与图像运用能力贯穿于地理认知的始终，使知识在得以迁移的同时，提高地理信息的获取与整合能力。（三）、判断正午太阳高度变化正午太阳高度的周年变化，也是由太阳直射点运动所产生的，只要抓住太阳直射点这个关键，正午太阳高度变化规律就容易掌握了。具体计算某地的正午太阳高度角，通常用90°减去太阳直射点与某地纬度差，事实上在计算过程中,利用太阳直射点示意图中的座标体系,可将单纯的公式计算转化成图像表达，将逻辑思维转化成形象思维，减少了计算难度，帮助学生充分理解概念。特别是对一些要求分析正午太阳高度的周年变化动态特征的类型题，不但可以减少无须的计算，用直观的形式表达出来，更可以提高地理的判定、预测和推理的能力。例如：6月22日至9月23日,香港地区正午太阳高度变化为（ ） A、低-高-低 B、高-低-高 C、低-高 D、高-低如（图五）所示：香港位于北纬22°，一年有两次太阳，直射现象，当太阳直射点的纬度落在北纬22°时，香港图五的太阳高度角达到一年中的最大值90°，同时通过地理推理和预测，太阳直射点越靠近北纬22°，香港的正午太阳高度角越大。所以解题时，只须在6.22—9.22区间中找出北纬22°度所在的位置，这点为一年中正午太阳高度最大所在的位置，即可得到相应的答案A。（四）、黄赤交角变化所引发的黄赤交角的存在是产生太阳直射点移动的原因，这是地球运动的最基本特点，一般来说，黄赤交角在短时间内变化的范围是十分小的，可忽略不计。但有一些题目通常会转化角度，假设黄赤交角发生变化，目的是突破思维定势，发展学生的逆向思维和发散思维，解题中，同样可以利用太阳直射点移动示意图。例如：假如黄赤交角扩大为25°度,北京正午太阳高度的变化为：( )A、冬至日变大 B、冬至日变小 C、夏至日变大 D、夏至日变小如（图六）所示在示意图中扩大太阳直射点的移动范围，当太阳直射点移动到与北京最近的位置时，也就是夏至日时，此时从图像中可直观判断出，现在的纬度差比原来的小，则太阳高度角变大。由此可得答案为B、C。图六
太阳直射点移动示意图在地球运动学习和在解题过程中，作为一个有效的解题工具，起着构建空间运动与直观读图间的桥梁的作用，使学生能应用自如来解决一些地理问题。学生在画图，读图、用图，判图，变图的过程中，学生掌握的不仅仅是一种解题技巧，而是地理技能的提升。同时，太阳直射点移动示意图在地理解题中的应用，也渗透着地理学科能力培养的核心所在——地理思维能力及思维方式的应用能力，使学生带着具有地理特征的学习方法和思维过程去解决地理问题，这也是培养学生创新能力和改变地理学习方式的目的所在。