2.与地球运动有关的计算
计算类别 |
相关原理 |
地球自转线速度的计算 |
Vα=1670cosαkm/h。 |
恒星日及太阳日的相关计算 |
1太阳日比1恒星日长3分56秒。 |
时区、区时和地方时的计算 |
①某地时区序数=该地经度÷15º,对商四舍五入取整数;②东早西晚,经度每隔15º,地方时相差1小时;③各时区中央经线的地方时即为本时区的区时。 |
中心对称点的分布 |
地球上某点A(X,Y)关于球心的对称点坐标(X′,Y′),X′=1800-X(与X相反的经度),Y′与Y的数值相等,处于相反的半球。 |
不同日期的分界线及范围的计算 |
零时经线以东至日界线为地球上的“今天”, 以西至日界线为地球上的“昨天”。如果将地球分成“今天”和“昨天”,那么,“今天”所占地球的比重为(180°经线的地方时/24) |
太阳高度及正午太阳高度的计算 |
①太阳高度由太阳直射点(90º)向四周依次递减;昼半球>0º,夜半球<0º,晨昏线上为0º;②正午太阳高度的分布是由太阳直射点所在纬度向南北两侧递减,则H=90º-▲φ。 |
昼夜长短的计算 |
某地昼长等于该地所在纬线圈昼弧度数除以15º。日出时刻=12-昼长÷2;日落时刻=12+昼长÷2。 |
回归周期的计算 |
太阳直射点的回归运动(以北半球为例)周期为1回归年,即365日5时48分46秒。哈雷彗星的回归周期为76年。 |
太阳直射点坐标的计算 |
太阳直射点的特征:①正午太阳高度为90º的纬线;②地方时为12时的经线。 |
①时区、区时和地方时的计算
Ⅰ地方时:不同经度的时间。掌握东加西减、东早西晚的原则,每相差15度,时间上相差1小时,4分钟相差1度。根据已知时间求经度时,注意用时间的早晚来确定经度的东西方位。 Ⅱ区时:各地没有特殊说明情况下使用的时间。先掌握时区的计算,区时的计算方法与地方时的原则相同,每相差一个时区时间相差一个小时。注意地方时与区时的相互转换。 Ⅲ标准时:各国统一使用的时间。绝大部分国家只有一个标准时,多采用这个国家东部时区的区时,也有采用半区时的国家,如印度等;少数大国有两个标准时,如中国、美国、俄罗斯等。注意一个国家的任何地区,所使用的时间都为标准时,除非有特别说明是所在时区的区时或所在经线的地方时时例外。 Ⅳ北京时间:我国全国统一使用的时间,即东八区的区时,东经120度的地方时。注意北京时间不等于北京地方时,在有关日出日落时间的题目中多采用的是地方时。 ⑵不同日期的分界线及范围的计算
①日期的变换有两种变换,即自然变换和人为变换。
自然变换是某地区时间为24点时,其日期事实上已是新的一天。 人为变换是指日界线,过日界线日期变换的原则是向东减一天,向西加一天。东、西十二区这两个半时区,在区时上是相同的,但日期上相差一天,东十二区是全球时间最早的地方,而西十二区是全球时间最晚的地方,即全球最东和最西的地方。 ②全球总是被两条经线分割为两个日期,分割日期的经线分别是日界线和地方时为0时的经线,这两条经线可以重合,当二者重合的一瞬间,全球只有一个日期。注意真实的情况下,日界线和180度经线并非完全重合,在俄罗斯、阿留申群岛、南太平洋等地有明显弯曲。 今天范围的计算,采用的多为地方时。180度时间如果为T,那么地球上新的一天范围为T/124,旧的一天范围为(24-T)/24。也可以把T转化为北京时间Q,即Q=T-4。 如果使用的区时,那么新的一天范围可用时区数表示,时区数为180度经线的区时T+0.5个时区。注意一般情况下没有24点,它可表示第二天的0点。 ⑶正午太阳高度的计算 ①正午太阳高度的计算公式是:H=[90°-β(当地纬度和太阳直射点纬度)],其中β的求采用同一半球相减、不同半球相加的原则,永远取正值。 ②利用垂直物体的日影计算:cotH=影长/物体长度。 ③太阳能热水器的采光面与楼房顶面的夹角=β(β同①) ④南北半球中纬度地区楼房间隔L的计算:L=楼高×cotH°( H°即当地全年最小的正午太阳高度角,北半球为冬至日的正午太阳高度,南半球为夏至日的正午太阳高度)。在楼房布局时建议采用东北-西南向或西北-东南向。 ⑤一个地区年正午太阳高度最大差值: 赤道地区是23°26’ 南北半球热带地区介于23°26’和46°52′之间,具体度数是(当地纬度+23°26′)。 南北半球温带地区是46°52′。 南北半球寒带地区是46°52′,但也可以当作当地最大正午太阳高度的数值。 ⑷昼夜长短的计算
①可以利用一个地区昼弧所跨的经度范围来计算,方法是在日照图上某条纬度与晨昏线有两上交点,两点之间在昼半球的部分即是白昼的时间。 ②可以利用已知的日出和日落时间来求算。方法是:白昼长=2×(12-日出时间)或白昼长=2×(日落时间-12)。 ③同一半球相同纬度地区昼长相同。而南北半球相同纬度地区的昼夜长短相反,如北纬40度的昼长是15时,那么南纬40度的地区夜长为15时。 ④注意极昼区、极夜区的昼长分别是24时和0时。赤道地区的昼长永远是12时。
1.地图的计算
计算类别 |
相关原理 |
比例尺的计算 |
比例尺=图上距离/实地距离。 |
地理坐标(经纬度)的计算 |
①1º经线长为111km, 1º纬线长为111cosαkm(其中α为纬度);②北极星的地平高度等于当地纬度 |
海拔(绝对高度)和相对高度的计算 |
等高线图上任意两地相对高度的计算可根据: (n-1)d ≤▲H<(n+1)d(其中n表示两地间不同等高线的条数,d表示等高距。) |
⑴两地之间距离的计算
两地之间距离的计算主要有两种类型:一是已知比例尺求实际距离,只要量出所求两点之间的图上距离再用公式(实际距离=图上距离/比例尺)进行计算即可,需要注意的是单位一定要一致。二是通过经度或纬度差来进行计算,纬度差1度的经线长约为111千米,经度差1度的纬线长约等于111千米×cosφ(φ为所求地的纬度)。
⑵相对(断崖)高度的计算
断崖在等高线地形图上表现为若干条等高线的重叠处,其顶部的海拔高度应为几条重叠等高线中海拔最大值或之上,而底部的海拔高度应为几条重叠等高线中海拔最小值或之下,同时通过归纳得出,断崖的顶部和底部的相对高度H为:d(n-1)≤ H < d(n+1) (其中d为等高距,n为重叠的等高线条数)
11、易错点提醒:
(1)180°经线的西侧是东经,东侧是西经;0°经线和0°纬线长度不相等,0°经线是0°纬线长度的一半;热带与低纬的范围不同,热带范围是南北回归线之间,纬度0°-30°之间是低纬,高纬与寒带范围也不同。
(2)产生昼夜现象的原因是地球不透明、不发光,产生昼夜更替的原因是地球自转,但不能说地球不自转就不昼夜更替,地球只公转不自转,则昼夜更替的周期是一年。
(3)北极星的地平高度就是当地的纬度,北极星只有在北半球才能观测到;在地球上观测北极星周围的星座,其运动方向是围绕北极星作逆时针方向运动。
(4)太阳高度和正午太阳高度的区别:太阳高度是太阳光线和地平面的交角,正午太阳高度是地方时12点时,太阳光线和地平面的交角。
(5)一般年份,2月有28天,但闰年(除以4能除尽的年,如2000年、2004年)2月份有29天。
(6)同一纬线上,日出、日落的时刻相同,昼夜长短、正午太阳高度相同,地球自转线速度与角速度相同;同一经线上,地方时刻相同
10、与地球运动季节变化有关的地理现象:
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北半球冬季(1月) |
北半球夏季(7月) |
地球公转规律 |
近日点附近,公转速度快 |
远日点附近,公转速度慢 |
直射点位置 |
太阳直射南半球,向赤道方向 |
太阳直射北半球,向赤道方向移 |
昼夜长短变化 |
12月22日北半球昼最短夜最长 |
6月22日北半球昼最长夜最短 |
正午太阳高度 |
12月22日由南回归线向南北两侧递减;南回归线以南地区达一年中最大值,物影最短 |
6月22日由北回归向南北两侧递减;北回归线以北地区达一年中最大值,物影最短 |
气压分布差异 |
北半球大陆上形成高压,海洋上形成低压,南半球相反 |
北半球大陆上形成低压,海洋上形成高压,南半球相反 |
等温线分布 |
北半球陆地气温比同纬度海洋低,陆地等温线向南凸出,海洋等温线向北凸出,南半球相反 |
北半球陆地气温比同纬度海洋高,陆地等温线向北凸出,海洋等温线向南凸出,南半球相反 |
季风风向 |
东亚盛行西北风,南亚盛行东北风 |
东亚盛行东南风,南亚盛行西南风 |
天气现象 |
冬半年,我国寒潮多发;春季,我国北方沙尘暴多发;受昆明准静止锋影响,贵阳阴冷。 |
6月中旬一7月中旬,江淮梅雨;7月中旬-8月中旬,江淮伏旱;我国东南沿海多台风天气 |
气候特征 |
北半球地中海气候区温暖多雨;北半球热带草原气候区正值干季,草原枯黄;赤道南侧动物南迁。 |
北半球地中海气候区炎热干燥;北半球热带草原气候区正值湿季,草原葱绿;赤道南侧动物北迁。 |
北印度洋洋流 |
沿岸向西流,呈逆时针方向 |
沿岸向东流,呈顺时针方向 |
河流径流变化 |
我国东部河流处于枯水期,西部河流断流;秦岭一淮河以北出现冰期。 |
我国东、西部河流均进人汛期 |
舟山渔场鱼汛 |
带鱼汛 |
墨鱼汛 |
长江口盐度 |
人海径流少,河口盐度较高 |
人海径流多,河口盐度较低 |
喜马拉雅山雪线 |
雪线下降 |
雪线上升 |
天山牧场 |
山麓牧场放牧 |
山腰牧场放牧 |
农事活动 |
我国冬小麦正值生长期 |
澳大利亚耕作活动闲季,牧羊忙季 |
极地科考 |
南极科考佳期 |
北极科考佳期 |
8、昼夜长短的变化规律:
昼夜长短的空间变化规律:直射点所在的半球总是昼长夜短,且纬度越高昼越长;北半球夏至日,北半球的各纬度昼长达到一年中的最大值,极昼的范围也达到最大,南半球反之。北半球冬至日,北半球各纬度的昼长达到一年中的最小值,极夜的范围达到最大,南半球反之。春秋分日,太阳直射赤道,全球各地昼夜等长。赤道上终年昼夜平分。
昼夜长短的时间变化规律:除赤道外,南北极圈之间的地区总是由夏至日的昼长最大值变化到冬至日昼长的最小值,然后又由最小值变化到最大值。南北极有半年极昼、半年极夜,南北极圈上一年中只有一天极昼或极夜,北极圈至北极或南极圈至南极,纬度越高,极昼极夜的天数越长。
7、正午太阳高度的变化规律:
空间分布规律:同一时刻,正午太阳高度由太阳直射点向南北两侧递减,且以直射点所在纬度为中心等距离对称。春、秋分日和冬至、夏至日的正午太阳高度随纬度变化的规律如图:
时间变化规律:由于太阳直射点每天都在移动,所以地球上任何一点,正午太阳高度天天都在变化,南北回归线之间的地区一年中2次达到最大值(90°,出现在直射时),1次最小值(南半球出现在夏至日、北半球出现在冬至日)北回归线以北(南回归线以南)地区的正午太阳高度,总是由极大值(一年1次,出现在6、22)变到极小值(一年1次,出现在12、22),再由极小值变到极大值,周而复始。
6、地转偏向力及其应用:
由于地球自转产生的地转偏向力的作用,风、洋流、河水的运动方向都要按“北半球向右,南半球向左,赤道上不偏,纬度越高,偏向越大”的规律发生偏转。因为左和右是相对的,因此在判断运动物体的偏转方向时,首先根据半球,伸出左手(南半球)或右手(北半球),掌心向上,四指指向物体前进方向拇指即为物体偏转方向。对河流而言,河水偏向的一岸容易遭受冲刷,另一岸则发生沉积现象。
5、时间问题:
①地方时:以当地正午时刻作为12点整,将24小时平分。
②时区(东西12区):将全球360°的经度范围,按15°为一个,平均划分成24个时区。其中,东西12区各为半个时区,共用180°经线作为中央经线;东(西)12区为地球上最早(晚)的一个时区。因此东西12区的日期永远相差一天(太阳直射0°经线时可以看成在同一天),而地方时的时刻却永远相同。(如上图)
③区时:在同一个时区,统一使用该时区中央经线的地方时,作为该时区的标准时间。往东每增加1个时区,区时加1小时(即经度相差15°,地方时相差1小时;经度相差1°,地方时相差4分钟)。
④法定时:在一定的地区范围内,用法律的形式规定统一使用的时间。
⑤北京时间与北京的地方时:我国规定北京所在的东8区的区时即120°E的地方时,作为全国统一使用的标准时间,称为北京时间;而北京的地方时为北京所处的116°E的地方时间,二者相差16分钟。
⑥世界时:0时区的区时即0°经线的地方时,又称世界时。
⑦闰年与闰秒:能被4整除的非世纪年(如1996年)和能被400整除的世纪年(如2000年)为闰年,闰年2月份为29天,而非闰年2月份为28天。为保持协调世界时接近于世界时时刻,国际计量局统一规定,在每年年底或年中对世界时(UTC)增加或减少1秒钟,以补偿地球在自转过程中产生的微小时间差异,这就是闰秒,闰秒由原子钟计算出来。
⑧日期变更:(1)自然变更:超过24小时,日期进一天;不足24小时,日期退一天。这种日期分界线不固定,有无数条。 (2)人为变更:越过日界线(理论日界线为180°,实际日界线有所弯曲),往东即由东12区进入西12区减一天;往西即由西12区进入东12区加一天;这种日期分界线固定,只有一条。(如上图)
4、地球的运动与物影的变化:
物影的指向与太阳的空间位置始终相反,物影的长度与太阳的空间位置高度成反比。
温带地区(以40°N为例):一年中没有太阳直射,物影在正午时刻始终指向正北方向,且随着太阳直射点逐渐往北移动(12.22-6.22),物影逐渐变短;当太阳直射点达到最北开始逐渐往南移动时(6.22-12.22),物影则逐渐变长(如左图所示)。因此:一年中正午时刻,北温带(或南温带)上的物影始终指向正北(或正南)方向,且影长在夏至日(或冬至日)出现最小值(一次),在冬至日(或夏至日)出现最大值(一次)。
南极点:往任何一个方向都是正北,因此在一年中只要有光照的情况下,物影始终是指向正北方向(如左图所示)。同理在北极点只要有光照的情况下,物影始终是指向正南方向。
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