黃赤交角變化引起的五帶范圍、晝夜長(zhǎng)短、日出日落時(shí)間及正午太陽(yáng)高度變化

使用說(shuō)明（1）赤道平面——過(guò)地心與地軸垂直的平面（2）黃道平面——地球公轉(zhuǎn)軌道所在的平面（3）黃赤交角—— 黃道平面（地球公轉(zhuǎn)軌道面）與赤道平面交角（4）目前黃赤交角為23°26′，地軸與黃道平面的交角為66°34′（5）地軸與黃道平面的交角會(huì)發(fā)生微弱的變化（6）文中指與原來(lái)相比，

變大后一定時(shí)期基本穩(wěn)定。

1、         黃赤交角變化引起晝夜長(zhǎng)短、日出時(shí)間、五帶范圍的變化及氣壓帶風(fēng)帶的移動(dòng)

（1）    若黃赤交角變大

——①地軸與黃道平面（公轉(zhuǎn)軌道面）的交角變小

——②太陽(yáng)直射點(diǎn)北界北推或南界南推——回歸線北進(jìn)或南進(jìn)

——熱帶變大；直射點(diǎn)移動(dòng)角度變大——晨昏線圈擺動(dòng)角度同幅度的變大——極晝、極夜的范圍變大（極圈的度數(shù)變小）——寒帶變大；熱帶和寒帶同幅度變大——溫帶變?。釒г龃蟮亩葦?shù)是北寒帶或南寒帶的2倍；北溫帶或南溫帶減少的度數(shù)與熱帶相同，是北寒帶或南寒帶的2倍；總之熱帶和寒帶等于溫帶減小的度數(shù)）

——③（常識(shí)鋪墊：黃赤交角與地球公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)狀況無(wú)關(guān)，因此黃赤變化時(shí)公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的軌道不變，周期不變，速度不變。）一年（回歸年）內(nèi)太陽(yáng)直射點(diǎn)與地心連線相對(duì)于赤道平面移動(dòng)的總角度增大（原來(lái)是4×23°26′）——每一日內(nèi)太陽(yáng)直射移動(dòng)角度增大——北半球：夏半年（北半球季節(jié)，以下同），同一日期同一緯度各地（已出現(xiàn)極晝范圍除外）與原來(lái)相比晝加長(zhǎng)夜縮短，晝夜比值變大——日出時(shí)間提前，日落時(shí)間推后；冬半年，同一日期同一緯度各地（出現(xiàn)極夜地區(qū)除外）與原來(lái)相比晝縮短夜加長(zhǎng)，晝夜比值變小——日出時(shí)間推后，日落時(shí)間提前。南半球類推?！普摚簾o(wú)論南北半球的夏半年或冬半年，與原來(lái)相比，同一緯度各地達(dá)到相同晝長(zhǎng)或夜長(zhǎng)的日期提前（原因：黃赤交角變大，相同日期內(nèi)太陽(yáng)直射點(diǎn)擺動(dòng)的幅度變大，擺動(dòng)相同角度的時(shí)間縮短）。

——④一年內(nèi)晨昏線圈的擺動(dòng)與直射點(diǎn)移動(dòng)同步調(diào)同角度——每日晨昏線圈擺動(dòng)的范圍擴(kuò)大——同一日期極圈內(nèi)出現(xiàn)極晝極夜的范圍變大（緯度變小）——原極圈內(nèi)的出現(xiàn)極晝極夜的日期提前（原因：黃赤交角變大，相同日期內(nèi)太陽(yáng)直射點(diǎn)擺動(dòng)的幅度變大，擺動(dòng)相同角度的時(shí)間縮短）

⑤太陽(yáng)直射點(diǎn)北界北推或南界南推——赤道低氣壓帶北移或南移幅度變大——副高及其它氣壓帶風(fēng)帶同樣。

（2）    若黃赤交角變小

與上面的情況相反，詳細(xì)內(nèi)容略去。

——（氣壓帶風(fēng)帶的位置推理略，推測(cè)如下：赤道低氣壓位置不變，副高北推，極地高壓南推，副極地低氣壓不變）

2、         黃赤交角變化引起正午太陽(yáng)高度的變化

（1）若黃赤交角變大

——南北回歸線分別南北進(jìn)推進(jìn)

——①新回歸線以北或以南地區(qū)   新北回歸線以北地區(qū)，夏半年同一緯度各地同一日期的正午太陽(yáng)高度與原來(lái)相比變大，冬半年相反；新南回歸線以南地區(qū)可類推?？傊?，太陽(yáng)直射的半球，新回歸線以外的地區(qū)，同一緯度各地同一日期正午太陽(yáng)高度與原來(lái)相比變大，相反的半球相反。——上述地區(qū)一年內(nèi)各地正午太陽(yáng)高度變化幅度（最大值與最小值的差）與原來(lái)相比變大。

（該地一年內(nèi)各地正午太陽(yáng)高度變化幅度原來(lái)為舊黃赤交角的2倍，現(xiàn)在為新黃赤交角的2倍，相比變大的數(shù)值為新舊黃赤交角增大值的2倍）（相比變大的數(shù)值最大）

——②原回歸線間的地區(qū)，某地及同一緯度各地，在太陽(yáng)直射其所在半球且直射點(diǎn)靠近時(shí)，與原來(lái)相比同一日期，正午太陽(yáng)高度變大。直射時(shí)，正午太陽(yáng)高度為90°，出現(xiàn)的日期提前。過(guò)后遠(yuǎn)離時(shí)，與原來(lái)相比同一日期，正午太陽(yáng)高度變小；某地及同一緯度各地，在太陽(yáng)直射其相反半球且直射點(diǎn)靠近時(shí)，與原來(lái)相比同一日期，正午太陽(yáng)高度變大，遠(yuǎn)離時(shí)，與原來(lái)相比同一日期，正午太陽(yáng)高度變小。

——上述地區(qū)一年內(nèi)各地正午太陽(yáng)高度變化幅度（最大值90°與最小值的差）與原來(lái)相比變大。

（該地區(qū)一年內(nèi)各地正午太陽(yáng)高度變化幅度：原來(lái)為舊黃赤交角度數(shù)+該地緯度；現(xiàn)在為新黃赤交角度數(shù)+該地的緯度；相比變大的數(shù)值為黃赤交角增大值）（相比變大的數(shù)值最小）

——③新舊回歸線之間的地區(qū)，某地及同一緯度各地，若太陽(yáng)直射其所在半球且由赤道向高緯運(yùn)動(dòng)，直射點(diǎn)靠近時(shí)，新的正午太陽(yáng)高度變大（較大變化幅度），舊的也變大（較小變化幅度），與原來(lái)相比同一日期，正午太陽(yáng)高度變大（變大幅度為新變大和舊變大的幅度差，變化幅度均指同一地點(diǎn)同一太陽(yáng)日內(nèi)兩者間的，下同。）。直射時(shí)，新的正午太陽(yáng)高度為90°，同日期舊的太陽(yáng)高度遠(yuǎn)小于（90°+舊黃赤交角－該地緯度）。過(guò)后遠(yuǎn)離時(shí)，新的正午太陽(yáng)高度由90°變小但大于（90°+該地緯度－新黃赤交角），原來(lái)的正午太陽(yáng)高度卻繼續(xù)增大但小于（90°+舊黃赤交角－該地緯度），因此與原來(lái)相比同一日期，正午太陽(yáng)高度變大變小視該地緯度而定（若該點(diǎn)處于新舊回歸線中點(diǎn)以上時(shí)正午太陽(yáng)高度與原來(lái)相比必為變大，此由該地緯度2倍與新舊黃赤交角度數(shù)和的差決定；處于以下時(shí)則不一定）；若太陽(yáng)直射其所在半球且由新回歸線向低緯運(yùn)動(dòng)，直射點(diǎn)靠近時(shí)，新的正午太陽(yáng)高度變大且逐漸接近90°（較大變化幅度），舊的變小且逐漸遠(yuǎn)離（90°+舊黃赤交角－該地緯度）（較小變化幅度），與原來(lái)相比同一日期，正午太陽(yáng)高度變大（變大幅度為新變大和舊變小的幅度和）。直射時(shí)，新的正午太陽(yáng)高度為90°，同日期舊的太陽(yáng)高度遠(yuǎn)小于（90°+舊黃赤交角－該地緯度）。過(guò)后遠(yuǎn)離時(shí)，新的正午太陽(yáng)高度由90°變小但大于（90°－該地緯度）（較大的變化幅度），原來(lái)的正午太陽(yáng)高度也變小但大于（90°－該地緯度）小于（90°+舊黃赤交角－該地緯度）（較小的變化幅度），其變化情況可以用逆向思維的方式判斷，與上文的由赤道向高緯運(yùn)動(dòng)且直射點(diǎn)靠近時(shí)的方向相反，對(duì)應(yīng)階段的太陽(yáng)高度相同：同一日期與原來(lái)相比，正午太陽(yáng)高度變大（變大幅度為新變大和舊變大的幅度差）。

某地及同一緯度各地，在太陽(yáng)直射其相反半球且直射點(diǎn)靠近時(shí)，與原來(lái)相比同一日期，正午太陽(yáng)高度變大，遠(yuǎn)離時(shí)，與原來(lái)相比同一日期，正午太陽(yáng)高度變小。

——上述地區(qū)一年內(nèi)各地正午太陽(yáng)高度變化幅度（最大值與最小值的差）與原來(lái)相比變大。

｛該地區(qū)一年內(nèi)各地正午太陽(yáng)高度變化幅度：原來(lái)為舊黃赤交角度數(shù)2倍；現(xiàn)在為新黃赤交角度數(shù)+該地的緯度；相比變大的數(shù)值為黃赤交角增大值+該地緯度與舊黃赤交角的差（該值必小于黃赤交角增大值）｝（相比變大的數(shù)值其次大）

——上述所有地區(qū)，太陽(yáng)直射點(diǎn)逐漸靠近其所在的緯度時(shí)，正午太陽(yáng)高度變大；太陽(yáng)直射點(diǎn)逐漸遠(yuǎn)離其所在的緯度時(shí)，正午太陽(yáng)高度變??；若穿過(guò)其所在的緯度，正午太陽(yáng)高度最大，為90°。

（2）    黃赤交角變小

與上面推理類似，詳細(xì)內(nèi)容略去。

3、         黃赤交角變化引起各地冷熱狀況的變化

（1）    黃赤交角變大——7月，北半球新回歸線以北的溫帶和寒帶溫度升高，南半球溫度變低，1月南半球回歸線以南的溫帶和寒帶溫度升高，北半球溫度變低。

（2）黃赤交角變小——7月，北半球新回歸線以北的溫帶和寒帶溫度降低，南半球溫度有所升高，1月南半球新回歸線以南的溫帶和寒帶溫度降低，北半球溫度有所升高。

例題1、02年河南廣東高考35題

地軸與黃道平面的夾角會(huì)發(fā)生微弱的變化，據(jù)此討論下列問(wèn)題

（1）    若此角度變大，北京的正午太陽(yáng)高度和晝夜長(zhǎng)短會(huì)怎樣變化？

（2）    若此角度變小，則地球上太陽(yáng)直射范圍及北半球副熱帶高壓帶的位置如何變化？

例題2、05廣東21題雙選如果地球的黃道面與赤道平面夾角為0°，則下列說(shuō)法正確的是（  ）A. 北京與紐約的晝夜長(zhǎng)短一樣 B. 廣東地區(qū)的四季更加分明     C. 北半球中緯度7月份氣溫將降低 D.大氣環(huán)境將改變，兩極變暖

例3、03年上海34題略。

材料一，研究表明，黃赤交角會(huì)發(fā)生著微弱的變化。        B60°E

材料二，圖中外圓表示北半球的緯線圈，                             NNNN   D

N為北極點(diǎn)，AB弧表示某日期某時(shí)刻的夜弧。.                                              C

1.若黃赤交角變大，則同一日期D點(diǎn)的日出時(shí)刻最可能是（    ）

A.2時(shí)30分      B.2時(shí)10分      C.8時(shí)00分      D.3時(shí)30分     

2.若黃赤交角變小，下列四幅圖中AB弧表示夜弧，其中最能反映與圖1同緯度同日期同時(shí)刻夜弧狀況的是（    ）

B60°E                     B62.5°E                    B60°E                       B57.5°E

           a                                    b                                 c                                  d

A.   a   B.    b   C.    c    D.d

3.此時(shí)下列說(shuō)法正確的是（     ）

A.      C點(diǎn)可能是美國(guó)的領(lǐng)土          B.      贊比西河正處于汛期

C.      黃赤交角變大時(shí)，D點(diǎn)與原來(lái)相比的晝夜比值變大

D.     南海的海水由馬六甲海峽流向印度洋

4. 黃赤交角變大時(shí)，南北回歸線分別向南和北推進(jìn)，現(xiàn)將全球分為舊回歸線之間地區(qū)、新舊回歸線之間地區(qū)（包括南北半球）、新回歸線以外（包括南北半球）。下列有關(guān)以上地區(qū)一年內(nèi)正午太陽(yáng)高度最大值與最小值的變化幅度，說(shuō)法正確的是（   ）

A.      新舊回歸線之間的地點(diǎn)變化幅度最大

B. 舊回歸線之間的地點(diǎn)變化幅度最小

C.      新回歸線以外的地點(diǎn)變化幅度最小

D.       三個(gè)區(qū)域地點(diǎn)的變化幅度相同

附一1.地方時(shí)日期不同區(qū)域的分界線

理論上  地方時(shí)0點(diǎn)所在的經(jīng)線和180°經(jīng)線

實(shí)際上  地方時(shí)0點(diǎn)所在的經(jīng)線和國(guó)際日界線（并不完全與180°經(jīng)線重合）

2. 區(qū)時(shí)日期不同區(qū)域的分界線

僅指理論上  （1）180°經(jīng)線地方時(shí)為整數(shù)時(shí)，另一分界線的經(jīng)度為（180°—整數(shù)×15°—7.5°），正值則表示東經(jīng)，負(fù)值表示西經(jīng)。

（2）180°經(jīng)線地方時(shí)為非整數(shù)時(shí)，先取整數(shù)，然后非整數(shù)部分化分?jǐn)?shù)×15，當(dāng)所得值小于7.5，另一分界線的經(jīng)度為（180°—整數(shù)×15°—7.5°），正值則表示東經(jīng)，負(fù)值表示西經(jīng)。（此時(shí)地方時(shí)同日期區(qū)域小于此區(qū)域）。當(dāng)所得值大于7.5，另一分界線的經(jīng)度也為（180°—整數(shù)×15°—7.5°），正值則表示東經(jīng)，負(fù)值表示西經(jīng)。（此時(shí)地方時(shí)同日期區(qū)域大于此區(qū)域）。

注：180°經(jīng)線地方時(shí)為非整數(shù)時(shí)，意味著全球不存在區(qū)時(shí)為0時(shí)的地點(diǎn)，這一界線僅表示日期與另一側(cè)不同的分界線。

附二1、因?yàn)?月初，地球位于公轉(zhuǎn)軌道的近日點(diǎn)，公轉(zhuǎn)的速度快，而自轉(zhuǎn)一周為一天，在此附近停留日數(shù)少；7月初，地球位于公轉(zhuǎn)軌道的遠(yuǎn)日點(diǎn)，公轉(zhuǎn)的速度慢，在此附近停留日數(shù)多，7月處于北半球夏半年（南半球的冬半年），1月處于北半球的冬半年（南半球的夏半年），所以北半球的夏半年（南半球的冬半年）比北半球的冬半年（南半球夏半年）長(zhǎng)?！谝荒曛斜卑肭虻拇悍种燎锓秩眨ㄏ陌肽辏睒O點(diǎn)全都處于極晝，南極點(diǎn)全都處于極夜；在秋分至次年春分日（冬半年），北極點(diǎn)全都處于極夜，南極點(diǎn)全都處于極晝。因此北極點(diǎn)出現(xiàn)極晝（極夜）的日數(shù)比南半球出現(xiàn)極晝（極夜）的日數(shù)多（少）。

2、太陽(yáng)直射點(diǎn)的移動(dòng)速度與公轉(zhuǎn)速度有關(guān)。北半球夏半年時(shí)間長(zhǎng)冬半年時(shí)間短，而無(wú)論是夏半年還是冬半年，太陽(yáng)直射點(diǎn)與地心連線相對(duì)于赤道平面移動(dòng)的總角度相同（2×23°26′），所以太陽(yáng)直射點(diǎn)在北半球移動(dòng)（即夏半年）速度較慢，太陽(yáng)直射點(diǎn)在南半球移動(dòng)（即冬半年）速度較快。）——因?yàn)楣D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)引起了直射點(diǎn)的移動(dòng)，所以公轉(zhuǎn)速度越快，直射點(diǎn)的移動(dòng)越快。（可以用農(nóng)歷的四季分為四段討論：四季太陽(yáng)直射點(diǎn)移動(dòng)的總角度一樣，但天數(shù)不同。）從赤道到北回歸線，直射點(diǎn)移動(dòng)的速度由較快變較慢，從北回歸線到赤道，直射點(diǎn)移動(dòng)的速度由較慢變最慢又變較快；從赤道到南回歸線，直射點(diǎn)移動(dòng)的速度由較快變快，從南回歸線到赤道，直射點(diǎn)移動(dòng)的速度由快變最快又變較快。

附三太陽(yáng)直射緯度的變化引起全球各地某直立物體正午影長(zhǎng)變化的探討

常識(shí)鋪墊：太陽(yáng)直射點(diǎn)及所在的經(jīng)線的地方時(shí)為12時(shí)，反過(guò)來(lái)可知地方時(shí)為12時(shí)的地點(diǎn)都在這條經(jīng)線上，正午的地方時(shí)為12時(shí)，因此處于正午地點(diǎn)的物體的影子都在這一條經(jīng)線上，除直射點(diǎn)向下外均或南或北，故經(jīng)線又叫子午線。                    D                   

1、北半球  赤道——北回歸線之間的地點(diǎn)（C）       C                                                         B

                                                         A

冬至日——次年冬至日                                  太陽(yáng)直射點(diǎn)位置  在南回歸線處——  正午，太陽(yáng)高度最小，為（90° －23°26′－物體所在地的緯度），影子最長(zhǎng)朝北；由南回歸線到赤道——正午，太陽(yáng)高度變大，影變短，朝北；在赤道處——正午，太陽(yáng)高度為（90° －物體所在地的緯度），影朝北；由赤道到物體所在緯度——正午，太陽(yáng)高度變大且接近90°，影變短，朝北；到達(dá)物體所在的緯度——正午，太陽(yáng)高度為90°，影最短，朝下，由物體所在緯度到北回歸線——正午，太陽(yáng)高度變小，影變長(zhǎng)，變朝南；在北回歸線處——正午，太陽(yáng)高度為（90° －23°26′+物體所在地的緯度），影朝南 。

 由北回歸線到物體所在緯度——正午，太陽(yáng)高度變大且接近90°，影變短，朝南；到達(dá)物體所在的緯度——正午，太陽(yáng)高度為90°，影最短，朝下；由物體所在緯度到赤道——正午，太陽(yáng)高度變小，影變長(zhǎng)，變朝北；在赤道處——正午，太陽(yáng)高度為（90° －物體所在地的緯度），影朝北；由赤道到南回歸線——正午，太陽(yáng)高度變小，影變長(zhǎng)，朝北；在南回歸線處——  正午，太陽(yáng)高度最小，為（90° －23°26′－物體所在地的緯度），影子最長(zhǎng)朝北。

（有上文的太陽(yáng)高度值可知：直射點(diǎn)在南回歸線（冬至日）太陽(yáng)高度和在北回歸線時(shí)（夏至日）太陽(yáng)高度的平均值為66°34 ′）

2、南半球 赤道——北回歸線之間的地點(diǎn)

同理可以推理，略去。

1-2綜合知，回歸線之間的地點(diǎn)正午太陽(yáng)高度由直射點(diǎn)的位置決定——影子朝南朝北由物體所在地（緯度）與直射點(diǎn)（緯度）相對(duì)位置南或北決定；影子變長(zhǎng)變短，由直射點(diǎn)（緯度）遠(yuǎn)離或靠近物體所在地（緯度）決定。影長(zhǎng)的長(zhǎng)與短  由太陽(yáng)高度角的大小決定。

3、          北半球  北回歸線以北的地點(diǎn) （C）

                                             C

D

                                            B

                                                                                      A

冬至日——次年冬至日                                 

太陽(yáng)直射點(diǎn)位置  在南回歸線處——  正午，太陽(yáng)高度最小為（90° －23°26′－物體所在地的緯度），影子最長(zhǎng)朝北；由南回歸線到赤道——正午，太陽(yáng)高度變大，影變短，朝北；在赤道處——正午，太陽(yáng)高度為（90° －物體所在地的緯度），影朝北；由赤道到北回歸線——正午，太陽(yáng)高度變大，影變短，朝北；在北回歸線處——正午，太陽(yáng)高度最大，為（90° －物體所在地的緯度+23°26′），影子最短朝北。

由北回歸線到赤道——正午，太陽(yáng)高度變小，影變長(zhǎng)，朝北；在赤道處——正午，太陽(yáng)高度為（90° －物體所在地的緯度），影朝北；由赤道到南回歸線——正午，太陽(yáng)高度變小，影變長(zhǎng)，朝北；在南回歸線處—— 正午，太陽(yáng)高度最小，為（90° －23°26′－物體所在地的緯度），影子最長(zhǎng)朝北。（有上文的太陽(yáng)高度值可知：直射點(diǎn)在赤道處時(shí)的太陽(yáng)高度為在南回歸線太陽(yáng)高度和在北回歸線時(shí)太陽(yáng)高度的平均值。）

4、          南半球  南回歸線以南的地點(diǎn)

同理可以推理，略去。

34綜合知，北回歸線以北或南回歸線以南的地點(diǎn)無(wú)論太陽(yáng)直射點(diǎn)的位置如何，物體正午的影子均朝北或朝南；靠近物體所在緯度時(shí)正午太陽(yáng)高度變大，影長(zhǎng)變短；遠(yuǎn)離物體所在緯度時(shí)正午太陽(yáng)高度變小，影長(zhǎng)變長(zhǎng)；春分秋日正午太陽(yáng)高度為冬至日和夏至日的平均值。

（本講到此結(jié)束）                

2007年1月2日于海珠