师:今天我们来学习地球的公转。先来明确一下学习目标:一、掌握地球公转运动的轨道、方向和周期;二、理解地球公转运动产生的地理意义。现在请同学们打开课本第13页,我们开始学习。
首先,地球公转的基本知识。请同学们观看地球公转的动画演示,思考地球公转的绕转中心、方向和周期。我们看到,地球在自转的同时,还围绕着太阳不停地公转,公转方向与自转方向一致,都是自西向东。
现在我们来描述地球公转的周期,请同学们看图1.18。地球运动到公转轨道a点时,正值我国的春分节气,大概是每年的3月21日前后,我们参照这一点计算地球公转的周期。当地球运动到公转轨道的b点时,是夏至节气,大概是每年的6月22日前后。然后地球继续公转,运动到公转轨道的c点时是秋分节气,大概是每年的9月23日前后。当地球运动到公转轨道的d点时是冬至节气,大概是每年的12月22日前后。当地球再一次回到a点时,是第二年的春分日。因此,地球公转一周的时间是一年。
那么,地球公转我们能感受得到吗?哪些现象跟地球公转有关呢?下面我们进一步了解地球公转的地理意义。
太阳光线照射到地球与地面形成的夹角叫太阳高度。正午时分是一天中太阳最高的时候,所以我们通常讲正午太阳高度。当太阳光线与地面形成的夹角是90度的时候,说明太阳光线是垂直照射的,我们把这个点称为太阳直射点。那么,是不是所有的地方都有太阳直射呢?请同学们仔细看图。
由于地球是一个球体,除了太阳直射点以外,其余的地方太阳光线都是斜射的。那么,太阳直射的区域和斜射的区域地表获得的热量一样吗?我们来对比一下,两束能量相同的光线以不同的角度照射到地面上,哪一束光线照射的面积更小?面积相同的a、b两处,哪一处获得的热量更多?不难看出,直射光线照射的面积更小,能量更集中,单位面积获得的热量更多。因此,太阳直射的地方地表获得的热量多。
那么,地球上哪些区域有太阳直射?太阳直射点是始终不变的吗?接下来,请同学们仔细阅读课本第13页地球公转示意图。我们看到,地球在公转时,地轴是倾斜的,而且它的空间指向保持不变,北极始终对准北极星方向。这样,地球在公转轨道不同的位置,表面受到太阳照射的情况就不完全相同了。接下来我们通过一段视频了解一下太阳直射点在一年中变化的情况。请同学们找出二分日、二至日太阳直射点的位置,并且观察直射点的移动方向。
地球公转的轨道被称为黄道。在宇宙中观察地球公转的姿态,我们会发现地球是在斜着身子运动。这是因为地球的自转轨道面赤道面和公转轨道面黄道面之间存在着约为23度26分的夹角,它叫做黄赤交角。由于黄赤交角的存在,我们发现地球公转一年,太阳光直射在地球上的点,它的轨迹相当于黄道在地球上的投影。
一年中直射点的位置在不同纬度之间运动,这种移动被称为太阳直射点的回归运动。每年的3月21日前后,太阳直射点第一次到达赤道,我们将这一天定为春分日。6月22日前后,太阳直射点北移到北纬23度26分,这是太阳直射点所能达到的最北的纬线,被称为北回归线,这一天定为夏至日。接下来太阳直射点从北回归线向南移动,并第二次经过赤道,这一天大约是9月23日前后,我们将其定为秋分日。当太阳直射点南移到南纬23度26分,也就是到达南回归线时,大约是12月22日前后,这一天是冬至日。过了冬至日,太阳直射点向北移动,并在第二年的春分日重新到达赤道。
从视频中我们了解到,春分时太阳直射赤道,此后直射点向北移动。到了夏至日,太阳直射点在北回归线,此后太阳直射点向南移动。到了秋分,太阳直射点再一次回到赤道,此后太阳直射点继续往南移动。到了冬至,太阳直射点直射南回归线,此后太阳直射点又向北移动。可见,北回归线是太阳直射最北的位置,而南回归线是太阳直射最南的位置。
太阳直射光线总是在南北回归线之间来回移动,所以我们把这两条纬线叫做回归线。那么,我们在生活上能不能感受到地球的公转呢?比如我们生活在北半球,当太阳直射北回归线时,我们能感知得到吗?巧了,广州的从化刚好坐落在北回归线上,那里有一座北回归线标志塔。在夏至日的正午,由于太阳光线是垂直照射地面的,这里有立竿不见影的奇观哦。那夏至日过后,随着太阳直射点远离北回归线,这个竹竿的影长又会发生什么变化呢?或许在这个视频中你会找到答案。
圭表是我国发明的最早、最简单的一种天文仪器,它是由直立在地上的一根杆子“表”,和一把对着南北方向平放在地上的尺“圭”组成的,合称为圭表。圭表的主要用途是通过测量正午时的影长来估计当时的节气,从而指导农牧业生产。影长最长的一天就是冬至,古人叫做“日南至”,就是说太阳到了最南点。影长最短的一天就是夏至。春分和秋分的影长则在冬至和夏至之间。人们还可以根据影长的观测资料确定一年的长度。早在春秋战国时期,就有人根据圭表的长期记录,定出一年为365.25天。圭表对我国农牧业生产起着重要的作用,并促进生产发展。
