地球运动思维导图

《地球运动思维导图》

一、地球自转

1. 定义:

  • 地球绕地轴的旋转运动。

2. 方向:

  • 自西向东 (北极上空俯视逆时针,南极上空俯视顺时针)。

3. 周期:

  • 恒星日: 23小时56分4秒 (地球自转的真正周期,以遥远恒星为参照物)。
    • 太阳日: 24小时 (比恒星日略长,以太阳为参照物)。

4. 速度:

  • 线速度: 赤道最大(约465米/秒),向两极递减,两极为0。
    • 角速度: 各纬度相等(约15°/小时)。

5. 意义:

  • 产生昼夜更替: 地球是不透明球体,自转导致向阳和背阳面的交替。
    • 产生地方时: 同一经线上,纬度不同,地方时相同;经度每隔15°,地方时相差1小时。
    • 产生地转偏向力:
      • 北半球:右偏
      • 南半球:左偏
      • 赤道:无偏转

6. 地转偏向力的影响:

  • 洋流:
    • 北半球:向右偏,形成北半球顺时针大洋环流
    • 南半球:向左偏,形成南半球逆时针大洋环流
      • 风向:
    • 信风:南北半球信风分别向西偏转
    • 西风:南北半球西风分别向东偏转
      • 河流: 影响河流的冲刷与堆积,北半球河流右岸易受侵蚀,南半球河流左岸易受侵蚀。
      • 交通运输: 影响航线的设计。

7. 特殊时间:

  • 0点: 地方时为0点的经线是对日线的背日点。
    • 12点: 地方时为12点的经线是对日线的向日点。

二、地球公转

1. 定义:

  • 地球绕太阳的运动。

2. 轨道:

  • 近似正圆的椭圆轨道。

3. 方向:

  • 自西向东 (北极上空俯视逆时针)。

4. 周期:

  • 恒星年: 365天6小时9分10秒 (地球公转的真正周期,以遥远恒星为参照物)。
    • 回归年: 365天5小时48分46秒 (太阳连续两次直射同一纬度的时间间隔,历法采用此周期)。

5. 速度:

  • 近日点: 速度快 (1月初)。
    • 远日点: 速度慢 (7月初)。

6. 意义:

  • 产生昼夜长短变化: 地球自转轴倾斜,公转过程中太阳直射点在南北回归线之间移动。
    • 产生四季: 太阳直射点位置变化影响各地获得太阳辐射的多少和昼夜长短,形成四季。
    • 产生正午太阳高度角变化: 太阳直射点位置决定正午太阳高度角。

7. 地球公转的地理意义的具体表现:

  • 春分日(3月21日前后): 太阳直射赤道,全球昼夜平分。
    • 夏至日(6月22日前后): 太阳直射北回归线,北半球昼最长夜最短,南半球昼最短夜最长。
    • 秋分日(9月23日前后): 太阳直射赤道,全球昼夜平分。
    • 冬至日(12月22日前后): 太阳直射南回归线,北半球昼最短夜最长,南半球昼最长夜最短。

8. 影响因素:

  • 黄赤交角: 地球公转轨道面与赤道面的夹角。
    • 地球自转轴倾斜: 地球自转轴始终指向北极星附近,与公转轨道面的垂直线夹角约为23.5°。

9. 黄赤交角变化的影响:

  • 黄赤交角越大,太阳直射点移动范围越大,四季变化越明显,高纬地区昼夜长短变化幅度越大。

三、时间计算

1. 地方时:

  • 随地球自转而变化,同一经线上地方时相同,经度每隔15°,地方时相差1小时。
    • 东早西晚。

2. 区时:

  • 为便于管理,将全球划分为24个时区,每个时区经度跨越15°。
    • 以本初子午线 (0°经线) 为标准,向东为东时区 (+1到+12),向西为西时区 (-1到-12)。
    • 区时计算:东加西减。
    • 北京时间(东八区区时)。

3. 日界线:

  • 理论日界线: 180°经线。
    • 实际日界线: 为了避免同一国家出现两个日期,日界线在某些地区有所偏离。
    • 日界线方向: 从东向西,日期减一天;从西向东,日期加一天。

四、地球运动的综合应用

1. 太阳高度角的计算:

  • H = 90° - | φ - δ |
    • H:太阳高度角
    • φ:当地纬度
    • δ:太阳直射点纬度

2. 昼夜长短的判断:

  • 春分日、秋分日: 全球昼夜平分。
    • 夏至日: 北半球昼最长夜最短,南半球昼最短夜最长。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: 北半球昼最短夜最长,南半球昼最长夜最短。北极圈及其以北地区出现极夜现象,南极圈及其以南地区出现极昼现象。
    • 昼长 = 24 - 夜长

3. 极昼极夜范围的判断:

  • 极昼极夜的范围随太阳直射点的位置变化而变化。
    • 极昼范围:90° - 太阳直射点纬度 = 极昼开始的纬度
    • 极夜范围:与极昼范围对称于地心。

4. 特殊日期的判断:

  • 通过昼夜长短、正午太阳高度角等特征判断日期。

5. 实际应用:

  • 农业:根据光照、温度等变化安排农事活动。
    • 交通运输:考虑地球自转偏向力的影响,设计航线。
    • 通信:利用昼夜变化规律安排通信时间。
    • 军事:根据地球运动规律制定作战计划。
    • 旅游:根据季节变化选择旅游目的地。
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