“地球公转”浅析

“地球公转”浅析

何天成

四川省丹棱县第二中学校 620299

地球公转（运动）是初一学生最烧大脑的四个概念之一（另外三个是等高线地形图、等温线图、等降水量线图），因而从宏观上来说，这节内容似乎很简单，不外乎就是讲清楚三个问题：

1、“地球公转运动”是怎样一种运动？（概念）

2、“地球为什么是这样的围绕太阳转动？”（缘由）

3、与“地球公转”相伴而生的有哪些地理现象？（意义）

因为众所周知，人类所有的问题无非就是三个：

1、是什么？2、为什么？3、怎么办（怎么样）？

下面就一一来浅析这三个问题：

（一）地球公转周期性运动（概念）

地球公转是指地球围绕太阳在一个近似正圆的椭圆轨道上的周期性运动，而太阳恰好位于其中的一个焦点上。其方向是自西向东。地球围绕太阳公转一周（360度）所需时间为一年，地球公转的平均角速度是59分每天，而地球公转运动的平均线速度是29.78千米每秒。

（二）为什么地球是这么样的围绕太阳公转？

因为地轴倾斜，即地轴与地球公转轨道平面的夹角在地球的公转周期性运动过程中的任一时刻，任一地点始终或一直保持66.5度不变。因为地轴垂直赤道平面，从而地球公转轨道平面与赤道平面的夹角就始终是23.5度，而这正是南、北回归线所在的纬度度数。南北极圈的纬度数66.5度的原因也是如此。倘若地轴不倾斜，那么会出现什么情况呢？太阳光直射点将始终沿着同一条纬线（赤道）绕地表做周期性的圆周运动，即直射点在地表的运行轨迹是一个圆（赤道），这种情况下，地球的每一条纬线上的每一点在每一天都是昼夜等长（没有昼夜长短的周期性变化），从而地表任何一点获得的来自太阳的热量也是恒定不变的，（没有冷热的周期性变化），地表同一纬线上任何一点的太阳高度角也是恒定的……这样，人类惺惺相念的的周期性概念“年”也就不复存在。真的庆幸，感谢造物主创造的这个神奇的66.5度夹角。

（三）与“地球公转”相伴而生的是出现了哪些周期性的现象？

伴随着地球围绕太阳的周期性公转运动，在公转轨道上出现了四个关键时间节点：1、春分；2、夏至；3、秋分；4、冬至，与之相应的一些周期性现象出现了：

1、四季变化的周期性（主要表现在昼夜长短变化的周期性）；

2、如影随形产生的五带（热带、温带、寒带，其中温带又细分为北温带、南温带，寒带又幼分为北寒带、南寒带）；

3、（正午）太阳高度变化的周期性；

为了很好理解这一点，教材把地球的公转运动抽象转化成了太阳光直射点在地表的两条特殊纬线（南、北回归线）之间的周期性上下往返运动。这有两个前提：

1、把太阳看成一个点；

2、太阳光线因而只有一条。

下面就来着重谈第一个周期性的变化：

四季变化的周期性

伴随着地球公转，在北半球春分这个节气（日期是3月21日前后），全球各点都昼夜等长，以春分这一天为中心的前后三个月是北半球的春季（3、4、5月）；在北半球的夏至这个节气（日期是6月22日前后），赤道上各点仍然昼夜等长，北半球各地（昼最长，夜最短），南半球各地（昼最短，夜最长），以夏至这一天为中心的前后三个月（6、7、8月）是北半球的夏季，在北半球的秋分（日期是9月23日前后）这个节气，全球各点又都昼夜等长。以秋分这一天为中点的前后三个月（9、10、11月）是北半球的秋季。在北半球冬至（日期12月22日前后）这个节气，赤道上各点仍然是 昼夜等长，但北半球各地（昼最短，夜最长）。南半球各地（昼最长，夜最短），以冬至这一天为中心的前后三个月（12、1、2月）是北半球的冬季。

综上观察，不难发现以下一些规律性的结论：

1、按纬线划分。①赤道（0度纬线）上每一点在全年365天中的每天都是昼夜等长；②除赤道外，其余的每一条纬线上的点在一年365天中只有两天（春秋和秋分）昼夜等长，其余363天都是要么昼长夜短，要么昼短夜长；③纬度大于或等于66.5度的任何一条纬线上的点，在雷地球围绕太阳的一个周期性公转运动中都一定先后经历两种极端自然现象（极昼和极夜）。

2. 按太阳直射点的次数划分

1在热带范围内部，太阳光一年直射每一条纬线两次（春秋分各一次）；②在回归线上，太阳光一年只直射一次（夏至或冬至）；③热带以外的区域，太阳光一年直射零次；

3、按昼夜长短的周期性划分（不考虑赤道）

①在公转轨道的左半圆弧上（春分——夏至——秋分），北半球昼长夜短，南半球昼短夜长；②在右半圆弧轨道上（秋分——冬至——春分），北半球昼短夜长，南半球昼长夜短；③在上半圆弧轨道上（冬至——春分——夏至），北半球昼渐长，夜渐短，南半球昼渐短夜渐长；④在下半圆弧轨道上（夏至——秋分——冬至），北半球昼渐短夜渐长，南半球昼渐长夜渐短。

4、按出现规律性现象划分（四个相反：对偶性）

①南北半球昼夜的长短正好相反；

1. 南北半球昼与夜的时长变化方向也正好相反；

2. 南北半球在四季变化中的季节正好相反；

④南北半球极圈出现的天文现象也正好相反（极昼与极夜）。

总之一句话，地球公转运动的周期性，抽象转化成了太阳直射点运动的周期性，而太阳直射点运动的周期性形成了四季变化的周期性（主要体现在昼夜长短变化周期性）。