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一、地球自转与公转的方向和周期、速度
1、方向
①地球自转的方向：自西向东。地轴北端始终指向北极星。
注意：经纬线形状、极点、赤道和旋转方向。
②地球公转的方向：自西向东，从北极上空看，地球沿逆时针方向绕太阳运转。
2、周期：
①自传：地球自转一周（360º）所需的时间。1恒星日为23时56分4秒。1太阳日为24小时。
恒星日：需要人为规定一个参照点——宇宙中的任一颗恒星都可以。地球自转一周后，因公转离开原地，E1到E2是地球一天中公转的弧长，但是，此弧长与地球到恒星的距离之比几乎为零，地球公转已被忽略，故三颗恒星对地球而言实为一颗恒星。E1P到E2P地球自转360º，时间为23时56分4秒。恒星日是地球自转的真正周期。
太阳日：即地球从E1到E2没有完成以太阳为参照物的周期运动，至E3P点才再次与太阳重合，就地球自转而言，旋转了360°59”，称一个太阳日周期为24小时。太阳日是生活周期，古人云：日出而作日没而息。
②公转：轨道——椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。
周期：一个回归年=365天5小时48分46秒，每年的365天是回归年的近似值，一年扔掉近6小时，故4年一润，闰年为366天。（太阳周年运动为参照）
1恒星年=365日6时9分10秒（以恒星为参照物）
3．速度
①地球自转：
线速度：单位时间走过的线长。赤道周长约4万千米，线速度最大（约为1670km/h），向高纬递减，两极为零。纬度为α°的某地其线速度约为1670km/h × cos α°
角速度：单位时间转过的角度。旋转体速度快慢的计量值。地球各地角速度相等，15°／小时，两极为零。
②地球公转速度
（1）公转角速度：绕日公转一周360°，需时一年，大致每日向东推进1°。
（2）公转线速度：平均每秒约为30千米。
（3）1月初过近日点，7月初过远日点。
地球在轨道上的位置有近日点、远日点之分。大约每年1月初过近日点，7月初过远日点。日地距离的远近对地球四季的变化并不重要，因为一年中日地距离最远是1.52亿千米，最近是1.47亿千米，这个变化引起一年中全球得到太阳热能的极小值与极大值之间仅相差7%。而由于太阳直射点的变化，南北半球各自所得太阳的热能，最大可相差到57%。可见，太阳直射点的位置是决定地球四季变化的重要原因。当地球过近日点时，太阳直射南半球，南半球所获得的太阳热能超过北半球，因此，南半球正值夏季，北半球自然是处于冬季了。同样道理，地球过远日点时，太阳直射北半球，北半球所获得的太阳热量超过南半球，所以北半球为夏季，南半球处于冬季。此外，地球公转速度也有影响作用，地球过近日点时公转速度很快，过远日点时公转速度慢。
二、地球自转与公转的地理意义
（一）地球自转的地理意义
1．昼夜更替：此处需要注意，学生容易理解为自转产生了昼夜现象，但地球不自转仍有昼夜现象，在一年中地球公转也会使某一地有一次昼夜变化，只有地球不停地自转，才会产生昼夜更替现象。
①在晨昏线上各地，太阳高度为0º；
②太阳直射光线与晨昏线成90º；
③直射点A与晨昏线和最小纬线圈切点B的纬度之和等于90º；
如当太阳直射在北回归线（23º26´N）时，切点B的纬度为66º34´N或66º34´S。
当太阳直射在20ºS时，切点B的纬度为70º´N或70ºS。
2．地方时与区时：随地球自转，一天中太阳东升西落，太阳经过某地天空的最高点时为此地的地方时12点，因此，不同经线上具有不同的地方时。相邻15度经线内所用的同一时间是区时（本区中央经线上的地方时），全世界所用的同一时间是世界时（0度经线的地方时）。区时经度每隔15度差一小时，地方时经度每隔1度差4分钟。
北京时间：东八区的区时，120ºE的地方时。离北京所在的东八区较远的地区，作息时间与北京不同。例如，新疆的乌鲁木齐市，人们一般10点钟上班，14点吃午饭。因为乌鲁木齐在东6区，与北京时差为2小时，如果乌鲁木齐的人们使用东6区的区时，作息时间会与北京相同，但乌鲁木齐使用的是东8区的区时“北京时间”，所以他们的作息就在“北京时间”的基础上延迟了2小时。（图解）
3、物体水平运动的方向产生偏向。地球上水平运动的物体，无论朝哪个方向运动，都会发生偏向，在北半球偏右，在南北半球偏左。赤道上经线是互相平行的，无偏向。
4、自转对地球形状的影响。
地球在自转过程中，球上各质点都在绕着地轴作圆周运动。因此，就会产生惯性离心力。这种离心力随着物体距离地轴半径的增大而增大，也就是说，从赤道向两极，惯性离心力逐渐减小。使得地球由两极向赤道逐渐膨胀，长期作用使地球变成两极稍扁、赤道略鼓的椭球体形状。
（二）地球公转的地理意义
（1）黄赤交角及其影响。
1、地球在公转过程中，有两个重要的特点：
①地球是斜着身子绕日公转的。因此，地球公转轨道平面（即黄道平面）同赤道平面不重合，它们之间的交角就是黄赤交角。目前，黄赤交角是23°26ˊ。
②地轴在宇宙空间的方向不因季节而变化。而太阳与地球的相对位置随时在变，这就引起了太阳直射点纬度位置的周年变化。
2、黄道与地球的交点：太阳直射点。此交点位于最北是夏至，最南为冬至，位于赤道为春秋分。
3．黄赤交角的影响：由于黄赤交角的存在，并且地轴在宇宙空间的方向不因季节而变化，因而，太阳直射点相应地在南北回归线之间往返移动。
（2）引起正午太阳高度的变化
①太阳光线对于地平面的交角，叫做太阳高度角，简称太阳高度（用H表示）。同一时刻正午太阳高度由直射点向南北两侧递减。因此，太阳直射点的位置决定着一个地方的正午太阳高度的大小。在太阳直射点上，太阳高度为90°，在晨昏线上，太阳高度是0°。
②正午太阳高度变化的原因：由于黄赤交角的存在，太阳直射点的南北移动，引起正午太阳高度的变化。
③正午太阳高度的纬度变化规律：正午太阳高度就是一日内最大的太阳高度，它的大小随纬度不同和季节变化而有规律地变化。
（3）昼夜长短随纬度和季节变化
地球昼半球和夜半球的分界线叫晨昏线（圈）。晨昏线把所经过的纬线分割成昼弧和夜弧。由于黄赤交角的存在，除二分日时晨昏线通过两极并平分所有纬线圈外，其它时间，每一纬线圈都被分割成不等长的昼弧和夜弧两部分（赤道除外）。地球自转一周，如果所经历的昼弧长，则白天长；夜弧长，则白昼短。昼夜长短随纬度和季节变化的规律见下表：
（3）四季更替
①从天文四季：夏季就是一年中白昼最长、正午太阳高度最高的季节。以24节气中的立春、立夏、立秋、立冬为起点。地球在公转轨道上的运行会产生天气和季节的有规律变化，传统农业中农民依此进行农业生产，有如：“谷雨前后种瓜点豆”的谚语。
黄赤交角是影响天文四季的直接原因。这是因为：
正午太阳高度随纬度分布是：低纬大而高纬小，春秋二分，从赤道向两极递减；夏至日，从北回归线向南北两侧递减；冬至日，从南回归线向南北两侧递减。随季节变化是：北回归线以北，夏至日前后正午太阳高度达最大值，冬至日前后达最小值。南回归线以南则相反。南北回归线之间地带，太阳每年直射两次。
②气候四季包含的月份。春（3、4、5月）、夏（6、7、8月）、秋（9、10、11月）、冬（12、1、2月）
③西方四季：春分、夏至、秋分、冬至为起点。比我国天文四季晚一个半月。
（4）五带划分：以地表获得太阳热量的多少来划分热带、温带、寒带。
热带：南北回归线之间有太阳直射机会，接受太阳辐射最多。
温带：回归线与极圈之间，受热适中，四季明显。
寒带：极圈与极点之间，太阳高度角低，有极昼、极夜现象
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