（3）周期：一个恒星年（365日6时9分10秒）。

（4）轨道与速度

特别提示  从时间上看，近日点为1月初，冬至日为12月22日前后；远日点为7月初，夏至日为6月22日前后。从在公转轨道的位置上看，近日点比冬至日靠东，远日点比夏至日靠东。

2．黄赤交角及影响

（1）黄赤交角

（2）影响：在公转过程中，引起太阳直射点在南、北回归线之间往返运动。如下图所示。

（1）典型图示（以北半球为例）

特别提示  全球各地昼夜长短的变化幅度赤道地区最小，纬度越高，变化越大，极圈内存在极昼、极夜现象。

4．正午太阳高度的变化

（1）太阳高度与正午太阳高度

一天中，日出以后太阳高度逐渐增大，正午时达最大值。之后，太阳高度逐渐减小。其中正午的太阳高度称正午太阳高度，是一天中最大的太阳高度。

（2）正午太阳高度的纬度变化：由太阳直射点所在纬线向南北两侧递减。

（3）正午太阳高度的季节变化

5．四季更替和五带划分

（1）成因

天文四节

夏季：一年中白昼最长、太阳高度最大的季节

冬季：一年中白昼最短、太阳高度最小的季节

北温带许多国家的四季：3、4、5月为春季，依次类推，每三个月为一个季节。

（3）五带划分：以回归线和极圈为界限，将全球划分为南、北寒带，南、北温带和热带。

[图文拓展]

1．二分二至日昼长随纬度的变化规律

二分日全球各纬度昼夜等长（即昼长为12个小时）；二至日极圈内出现极昼或极夜现象（即昼长为24小时或0小时）。

2．不同季节日出方位的差异

3．白夜现象并非极夜

4．等太阳高度线图

等太阳高度线图是用等太阳高度线（由太阳高度角相等的各点连接而成的线）来反映某一时刻太阳高度的全球分布状况。其实质是以太阳直射点为中心的昼半球俯视图。

如图所示：此时刻太阳直射点A的太阳高度角为90°，从直射点向四周随着球面的弯曲与直射点距离不断扩大，太阳高度角也不断减小。相同太阳高度的点连成的线呈同心圆分布，0°等太阳高度线为晨昏线。

5．北半球中纬度某地杆影的日变化

（2）从日出到正午，日影逐渐缩短，由日出时的最长逐渐缩短到正午（正北方位）时的最短；从正午到日落，日影逐渐增长，由正午时的最短逐渐增加到日落时的最长。

（3）该图反映北半球日出东北，日落西北，应为北半球夏半年的日影。

考向一  黄赤交角及其影响

1．掌握线线关系、线面关系和面面关系的方法

（2）太阳光线始终与晨昏线垂直。

（3）地轴与黄道平面成66°34′交角。

（4）赤道平面与黄道平面成23°26′交角。

2．黄赤交角存在的地理意义

黄赤交角的大小决定着太阳直射点移动的范围，即南、北回归线之间的范围，决定着回归线与极圈的度数。

太阳直射点的移动：黄赤交角的存在以及地球公转时地轴的北端始终指向北极星附近，使得太阳直射点在南、北回归线之间往返运动（如下图）。

3．黄赤交角变化带来的影响

黄赤交角是产生四季的原因。黄赤交角并非固定不变，现在约为23°26′，最大时可达24°14′，最小时为22°6′，变动周期约4万年。读黄赤交角变动时回归线和极圈的变动示意图，回答1—2题。

A．热带的范围比现在小 B．温带的范围比现在小

C．寒带的范围比现在小 D．极昼和极夜出现的范围比现在小

2．地球上的太阳直射点

移动周期约4万年 随着季节的变化而变化

在南北回归线之间来回移动 最小纬度为22°6′

A． B． C． D．

【答案】1．B  2．C

【解析】1．当黄赤交角为24°14′时，即黄赤交角变大时，回归线度数增大，极圈度数减小，回归线与极圈之间（温带地区）范围缩小；南、北回归线之间（热带地区）范围扩大；极圈与极点之间（寒带地区）范围扩大；地球上存在极昼和极夜的范围扩大。

2．黄赤交角是产生四季的原因，同时也影响太阳直射点的移动范围，即太阳直射点的纬度位置随季节变化而变化，呈现出在南北回归线之间的周年移动规律，正确；太阳直射点移动的周期是一个回归年，4万年是黄赤交角的变动周期；太阳直射点最小的纬度应是赤道，即0°。

考向二  昼夜长短的变化规律

昼夜长短的变化是地球运动的重要地理意义之一，突破此考点应主要抓住“三看”：

1．昼夜长短的判读——看“弧长”

晨昏线把所经过的纬线圈分割成昼弧和夜弧。同一纬线圈上，若昼弧长于夜弧，则昼长夜短，反之昼短夜长；赤道上全年昼夜等长。

2．昼夜长短分布——抓“直射点位置”

太阳直射点所在的半球位置决定昼夜长短状况。太阳直射点在哪个半球，哪个半球就昼长夜短，且越向该半球的高纬度地区白昼时间越长。太阳直射点所在半球的极点周围出现极昼现象。如下图所示：

3．昼夜长短变化——抓“移动方向”

此处的“移动方向”主要是指太阳直射点的移动方向，它决定昼长、夜长的变化趋势，纬度高低决定昼夜长短的变化幅度。太阳直射点向哪个半球移动，哪个半球就昼变长夜变短；且纬度越高，昼夜长短变化幅度越大。如下图所示。

（2016年上海卷）北京（40°N）某中学高中生开展地理课外活动，在连续三个月内三次测量正午太阳高度角，获得测量的数据（见下表）。完成1—2题。

第一次   60°

第二次   50°

第三次   40°

1．从第一次到第三次测量期间，该地昼夜长短状况及其变化是

A．先昼短夜长，后昼长夜短，昼渐短 B．先昼长夜短，后昼短夜长，夜渐短

C．先昼短夜长，后昼长夜短，夜渐短 D．先昼长夜短，后昼短夜长，昼渐短

2．三次测量中，其中一次测量的当天，正值

A．春分日 B．夏至日 C．秋分日 D．冬至日

【答案】1．D  2．C

【解析】1．依据正午太阳高度＝90°－两地纬度间隔，以及北京纬度为40°N，可计算出三次测量时太阳直射点纬度分别为10°N、0°、10°S。又因为是在连续三个月内的测量，可判断在此期间，太阳直射点由北向南移动，结合昼夜长短变化规律可知，D项正确。

2．三次测量中，其中一次太阳直射赤道，且在此期间，太阳直射点由北向南移动，故此次太阳直射赤道，日期为秋分日，故C项正确。

考向三  日出、日落与昼夜长短的计算

太阳视运动是指一天中肉眼所见太阳在天空中东升西落的运行状况。其中日出东方，日落西方，正午12点（地方时）时位于观察者的正南方或正北方。下图反映的是北纬40°附近某地在二分二至日的太阳视运动轨迹。该图可反映日出日落时间与昼夜长短、日出日落方位、正午太阳高度等。

太阳视运动轨迹

 

1．太阳直射点位置、日出日落方位与昼夜长短的对应关系

注：当极圈内有地区出现极昼时，若是北半球，则出现极昼的地区正北日出，正北日落（0时日出，24时日落）；若是南半球，则出现极昼的地区正南日出，正南日落（0时日出，24时日落）。

2．昼夜长短的计算

（1）利用已知的日出或日落的地方时来求算

一个地区一天的日出和日落时间反映了该日的昼夜长短状况。白昼以12点为界，上午与下午时间间隔相等；黑夜以午夜（0时或24时）为界，上半夜与下半夜时间间隔相等。

因此已知某地某一天的昼长，可求出该日的日出、日落时间（地方时），其方法为：

日出时间＝12－2昼长  日落时间＝12＋2昼长

相反，根据某地某一天日出日落时间可计算昼长、夜长，其方法为：

某地昼长＝日落时间－日出时间＝（正午12点－日出时间）×2＝（日落时间－正午12点）×2

某地夜长＝（子夜24点－日落时间）×2＝（日出时间－子夜0点）×2

（2）利用一个地区昼弧所跨的经度范围来计算

方法是：昼长＝白昼弧度数/15°（单位：小时），即在日照图上某条纬线与晨昏线有两个交点，两点之间在昼半球的弧度数/15°，就是白昼的小时数。

3．有关昼夜长短时间计算的三个规律

（1）对称规律：日出日落的时间以当地时间12时为中心对称。已知日出或日落时间，可据此推算出昼长。若观测到的日出、日落时间不以12时为中心对称，说明观测点不位于所在时间的中央经线上。以春分日为例，如果观测到的日出、日落的区时早于6时和18时，说明观测点在时区中央经线的东侧；反之，则在时区中央经线的西侧。

（2）反对称规律：纬度相同的南北半球两地，在同一天，北半球一地的昼长等于南半球另一地的夜长。例如，夏至日60°N纬线上各地昼长为18时29分，则当日60°S纬线上各地夜长为18小时29分。

如下图，在同一天中，θ°N的昼长等于θ°S的夜长；θ°N的夜长等于θ°S的昼长。

（3）等值规律：由于太阳直射点的回归运动，一年中地球上同一地点的正午太阳高度、昼夜长短、日出日落方位会出现两次等值。

关于夏至、冬至对称的两个日期，其昼夜分布是一样的。因为关于夏至或冬至对称的两个日期，其太阳直射点在同一条纬线上。如下图：

（a与b这两个日期关于夏至日对称，c与d这两个日期关于冬至日对称）

关于春分、秋分对称的A、B两天，其昼夜分布关于赤道对称，即A昼长等于B夜长，A夜长等于B昼长。因为关于春分或秋分对称的两个日期，其太阳直射点所在纬线关于赤道对称。如下图：

（a与b这两个日期关于秋分对称，c与d这两个日期关于春分对称）

【拓展提升】 太阳视运动

（1）太阳周日视运动

若正东日出、正西日落，说明太阳直射赤道。此时，北半球正午时的太阳总是在南方的天空，南半球正午时的太阳总是在北方的天空。北极点上空的太阳总在南方的天空，南极点上空的太阳总在北方的天空。

若太阳在地平圈以上运行的时间短于在地平圈以下的时间，说明该地处于冬半年；反之，说明处于夏半年。

（2）日出、日落的方位与昼夜长短变化的关系（北半球）

（3）日出、日落时日影朝向

在春秋分日，全球各地太阳从正东升起，正西落下。因此日出时日影朝西，日落时日影朝东。

北半球夏半年，太阳直射北半球，全球各地（极昼极夜区域除外）太阳从东北方升起，西北方落下，因而日出时日影朝向西南，日落时日影朝向东南。

北半球冬半年，太阳直射南半球，全球各地（极昼极夜区域除外）太阳从东南方升起，西南方落下，因而日出时日影朝向西北，日落时日影朝向东北。

下图是一位驴友在别德马（40°30′S，64°W）拍摄的景观图片。据此完成1—3题。

1．图片拍摄日期最有可能是

A．1月1日 B．4月1日 C．7月1日 D．10月1日

2．此时，太阳位于拍摄者的

A．东北方 B．西北方 C．东南方 D．西南方

3．这一天，北京的昼长大约是

A．10小时 B．11小时 C．13小时 D．14小时

【答案】1．C  2．A  3．D

【解析】1．根据北京时间19：16，求出64°W地方时约为7：00，日出时间晚于6时，此时为南半球冬半年。

2．此时为北半球的夏半年，全球各地（极昼、极夜区除外）太阳均从东北升起，西北落下。故太阳位于拍摄者的东北方。

3．北京位于40°N，其昼长与别德马（40°30′S）的夜长大致相等。根据前面分析，该日别德马地方时7时左右日出，故昼长为10小时左右，则夜长为14小时左右。

考向四  正午太阳高度的变化规律及计算

二分二至日正午太阳高度随纬度变化示意图

正午太阳高度随季节变化示意图

正午太阳高度的变化也是高考考查的重要考点，对其规律的把握主要抓住以下几个方面。

1．正午太阳高度的纬度变化规律

（1）同一时刻，正午太阳高度由太阳直射点所在纬线向南北两侧递减。

（2）同一纬线上正午太阳高度相同。

（3）与太阳直射点所在纬线纬度差相等的两条纬线上的正午太阳高度相同。

2．正午太阳高度的季节变化规律

（1）太阳直射点位置与昼夜长短的关系

太阳直射点所在的半球，昼长夜短，且越向该半球的高纬地区白昼越长，极圈内有极昼现象。另一半球情况相反。

（2）太阳直射点移动方向与昼夜长短变化的关系

太阳直射点向本地所在纬线移来，正午太阳高度增大，反之减小（简记为“来增去减”）。

3．正午太阳高度的年变化规律

（1）南、北回归线之间：纬度越高，正午太阳高度变化幅度越大（由23°26′增大至46°52′），赤道上为23°26′，回归线上为46°52′。

（3）南回归线至南极圈之间和北回归线至北极圈之间：各纬度正午太阳高度变化幅度相同（均为46°52′）。

（3）南极圈以南和北极圈以北：纬度越高，正午太阳高度变化幅度越小（由46°52′减小至23°26′），极圈上为46°52′，极点上为23°26′。

（4）一个地区年正午太阳高度最大差值

赤道地区为23°26′，热带地区为（当地纬度＋23°26′）；回归线至极圈之间地区为46°52′。

4．太阳直射点的确定方法

（1）纬度的确定

方法一：“太阳直射点的纬度”和“晨昏圈与纬线相切点的纬度（出现极昼极夜的最低纬度）”互余。

方法二：通过节气来判断。夏至，太阳直射23°26′N；冬至，太阳直射23°26′S；春、秋分，太阳直射赤道。

方法三：根据某地正午太阳高度的计算公式H＝90°－两地纬度差计算。

方法四：“赤道处晨昏线与经线的交角（锐角）”等于“太阳直射点的纬度”。

（2）经度的确定

基本原则：地方时为12时的经线即为太阳直射的经线。

方法一：晨线和赤道的交点（经度）向东90°或昏线和赤道的交点（经度）向西90°，即为太阳直射点的经度。

方法二：根据晨昏线与纬线相切点所在经线的地方时判断太阳直射的经线。

5．正午太阳高度的计算

正午太阳高度的计算公式：H＝90°－两点纬度差。

说明：“两点”是指所求地点与太阳直射点。

两点纬度差的计算遵循“同减异加”原则，即两点同在北（南）半球，则两点纬度“大数减小数”；两点分属南北不同半球，则两点纬度相加。如图所示：

当太阳直射B点（10°N）时，

A点（40°N）正午太阳高度：

H＝90°－AB纬度差＝90°－（40°－10°）＝60°。

C点（23°26′S）正午太阳高度：

H＝90°－BC纬度差＝90°－（10°＋23°26′）＝56°34′。