第四章 地球运动的地理意义

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二、 正午太阳高度的纬度分布
H = ( 90 + ) － ( 90 + )为赤道上不同季节的正午太阳高度， 其他各地随纬度递减，是对( 90 + )的纬度订
正。
三、 正午太阳高度的季节变化 H = ( 90 － ) + ( 90 － )
为二分时的正午太阳高度，即全年的平均值；是
v 以月相定日序：以合朔为初一；以两朔间隔 日数定大小月；
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图4-7 我国传统历法根据先后二次 合朔间隔的日数，定大月或小月
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v 以中气定月序：据所含中气定月序，无中 气为闰月；
v 二十四气与阴阳历并行使用； v 阴阳历用于日常记事；
于是便有：
sinH = cos(－) = sin[90－(－)]
H＝90－＋ （式中以夏半年为正，冬半年为负）
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v 正午太阳高度因纬度而不同，因季节而 变化；
v 式中的(90－)可看作上点高度。
注意
• 北半球H以南点为起点（南半球反之）；
• 当 = 时，H = 90，只有南北回归线之间，
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q 太阳回归运动定量地表现为太阳赤纬的变 化。任何时候，太阳赤纬总是等于太阳直 射点纬度）
q 二十四节气按太阳黄经划分，其更重要的 区别在于太阳赤纬的不同
q 太阳赤纬决定：昼夜长短和正午太阳高度
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二、 太阳回归运动与地球公转
q 根据太阳黄经求知所对应的太阳赤纬： sin=0.4sin
q 要使四季划分反映地球的气候特征，必须 采用气候本身的标准
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图4-6 四季的划分
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五、 地球上的五带
q 五带的性质 v 季节带：具体的季节因地而异；
v 天文带：按有无直射阳光和有无极昼、极
夜现象； v 纬度带：不考虑海陆、大陆东西岸和地
图 4-2 北至日：太阳直射 北回归线，北半球各地昼 最长，夜最短；北极圈内 为极昼。南半球则相反
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图 4-3 南至日：太阳直射南回归线， 南北半球的昼夜长短与北至日相反
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q 半昼弧公式
v 地平圈分太阳周日圈（赤纬圈）为昼弧和 夜弧两部分
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图4-5 季节的天文因素：昼夜长短和正午太阳高度的变化
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q 太阳直射点的移动和四季的递变
v 太阳直射点在南北半球的移动：两半球冬夏 半年相互替代；
v 太阳直射点向北或向南移动，两半球的昼夜 长短和正午太阳高度角变化相互倒转；
图 4-4 极昼（夜）区的季节变化
此图表示南北两半球极昼（夜）区的季节性扩大和缩小。图中 每个圆面分上下两半，分别表示北极和南极地区。三个同心圆分别 表示6634 ，6944和7828的三条纬线。
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五、 晨昏蒙影
q 按晨光始和昏影终的太阳“低度”标准分三 级 v 民用：6 v 航海：12 v 天文：18
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三、 阴阳历
q 阴历成分：历月体现月相循环以朔望安排大 小月
q 阳历成分：以回归年相当的朔望月数安排平 年闰年平均历年接近回归年
q 编历原则
v 平均历月＝朔望月（与阴历同） ；
v 平均历年＝12.368 3朔望月＝回归年； v 通过闰月协调历年和回归年；19年7闰。（19
sinh = sinsin + coscoscost
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q 正午太阳高度（H） v 正午太阳时刻，t = 0 , cost = 1,消去周日 变化因素，公式便简化为： sinH = sinsin + coscos
按复合角公式有：
cos(－)＝coscos+sinsin
0日（比回归年多0.007 8日）。 为匀称方便起见，一年6个大月6个小月，逢单为 大，逢双为小。超出1日从二月扣去，为29日的特殊小 月，闰年为30日。
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q 奥古斯都历 v 改正了被搞错的置闰制度自公元4年起，4
年1闰；
v 8月按照创历者的名字定名为奥古斯都月（
对( 90 － )的季节订正。各自半球的夏半年
取正值，冬半年为负值。
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90°´N
66°34´ N
0° 23°26´N
23°26´S
夏至日二分日冬至日
正午太阳高度的分布规律
66°34´S 90°´S
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四、 地球上的四季
q 四季的性质 v 半球性现象：昼夜长短和正午太阳高度 角是半球性的，季节变化的主要因素； v 全球性现象：日地距离的变化（影响很小 ）； v 首先是天文现象，然后是气候现象。
大月）； v 9月以后逢单为小月，逢双为大月；
v 6月大月改为7月大月；
v 8月大月造成了1个额外超出日从二月中 扣去二月平年为28日，闰年为29日。
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q 格里历：罗马教皇修改的儒略历 v 自公元325年到1582年，儒略历误差积累 近10日，春分从3月21日提前到3月11日； v 格里历把1582年10月5日改为15日，在历史 上留下10日空白，使第二年春分又回到3月 21日；
v 二十四气安排农事进程； v 干支纪法。
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五、 阳历
q 编历原则
v 平均历年＝回归年，平年365日，舍去尾数0.242 2 日，积4年后满1日置闰年366日；
v 平均历月＝回归年/12，平均历月为30.436 8日 ，一年有5个大月7个小月，大月为31日，小月 为30日。
q 太阳回归运动的根本原因，是地球公转的南 北分量
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昼夜长短 一、 昼夜长短概说
q 晨昏线：昼夜两半球之间的分界线。各地 昼夜长短，因晨昏圈随太阳直射点的移动 而发生变化
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图 4-1 春秋二分：太阳直射 赤道，晨昏线等分所有纬 线，全球昼夜平分
q 优点：每一日代表一定的月相
q 缺点：12个朔望月是354.367 2日，比回归 年短 10.875 0 日。由于这一差值，阴历的月
序没有季节意义, 不能满足农业生产的需要
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q 回历（伊斯兰历）
v 朔望月长度＝29.530 6日； v 其中的29.5日为平均历月（逢单大月30日，逢双小
南递增
q 的绝对值愈大，极昼（夜）地带愈大
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三、 昼夜长短的季节变化
q 二分时，全球昼夜平分，均为12小时 q 二至时，昼夜长短极端
q 各地全年平均昼长相等，皆为12小时
四、 昼夜长短的其他因素
q 太阳视半径
q 大气折光作用 q 眼高差
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回归年×365.242 2＝6 939.601 8日）（235朔 望月×29.530 56=6 939.691 0日）
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四、 中国旧历（夏历或农历）
q 具有阴阳历的共同特点：力求平均历月等于 朔望月，平均历年等于回归年
q 与众不同的特点： v 强调逐年逐月推算；
v 朔望月：月相盈亏的周期（29.530 6日）；
v 太阳日：昼夜交替的周期。 q 观象授时
v 观察自然现象推定农事季节 v 可分为：地象授时、天象授时、斗柄授时、中
星授时、晷影授时。
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q 历法及其分类
v 历法，即安排年月日的法则；
v 同时考虑：年按照回归年，月根据朔望月；
q 纬度愈高，持续时间愈长 q 高纬度（高于48.5）夏至日，昏影未终，晨光
已始，叫“白夜”
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太阳高度
一、 太阳高度概说
q 任意时刻太阳高度（h）
v 包含三个因素：
• 太阳赤纬（周年变化因素）
• 当地纬度（分布因素） • 当地太阳时角t （周日变化因素）
v 由余弦公式可得：
月29日，大小相间）；
v 按尾数0.030 6日，定出30年11闰；（0.030 6日 ×12×30＝11.016日）；
v 平年354日，闰年355日，比回归年短10.875 6 日;平均历月十分接近朔望月。回历年是太阴年， 与季节变化失调。另设太阳年: 平年365日，闰年 366 日，128年31闰，十分接近回归年。
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q 形成四季和五带的根本原因是黄赤交角 q 由于黄赤交角，使太阳周年运动表现为对于
天赤道的回归运动
q 回归线：太阳回归运动的南北界线 q 回归年：太阳回归运动的周期 q 晨昏线（圈）：分纬线（圈）为昼弧和夜
弧二部分，昼弧和夜弧的弧长，决定该地 昼长和夜长：每15º折合1小时
v 太阳直射点向赤道移动，昼夜长短和的正 午太阳高度角趋向齐平，极昼和极夜地区 缩小；太阳直射点向回归线移动，则反之 。
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q 天文学上四季的划分 v 我国强调天文特征，以四立（立春、立 夏、立秋、立冬）为四季的起止，以二 分二至为四仲； v 西方侧重气候季节，以二分二至作为四季 的起点。
形的影响，也不考虑具体气象条件。 总之，以纬度为唯一标准。
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q 五带的划分： v 南北回归线划分热带和温带（有无
90H） ； v 南北极圈划分寒带和温带（有无极昼
极夜）。
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第九节 历法
一、 历法概说
q 计量时间单位 v 回归年：季节变化的周期（365.242 2日）；
v 历月有大月、小月之分；历年有平年、闰年之 别；
v 太阴历：侧重协调朔望月和历月的关系；
v 太阳历：侧重协调回归年和历年的关系；
v 阴阳历：侧重阴历兼顾阳历。
原则上：历月应力求等于朔望月，历年应力求等 于回归年。
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二、 阴历
q 编历原则 v 平均历月＝朔望月；
v 平均历年＝朔望月×12 。
cost=-tantan
（式中的和皆以北半球为正，南半球为负 ）此公式表明，决定昼夜长短有两个因 素：当地地理纬度和当时的太阳赤纬（
即太阳直射点纬度）。前者是空间因素， 即地理因素；后者是时间因素，即季节因 素
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q 简言之：昼夜长短因纬度而不同，因季节而变 化
q 昼夜等长条件：t = 90°,cost = 0, 若： 在赤道上 终年昼夜等长。 在春秋二分 时，全球昼夜等长回归线：太阳回归运动的
南北界线 q 昼长夜短条件：，同号（太阳直射半球）
q 昼短夜长条件：，异号（非太阳直射半球
）
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q 极昼(极夜)条件：
= , ( = - ( )) 二、 昼夜长短的纬度分布
q 全球分极昼，昼长夜短，昼短夜长，极夜四个 地带（两分除外）
q 为正值，全球昼长向北递增；为负值，向
q 每一历日，都有大致不变的太阳黄经和确 切的季节意义，体现了太阳的周年运动和 季节轮回
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六、 公历：从儒略历到格里历
q 儒略历（公元前46年）
q 仿古埃及历法
v 一年365日；
v 回归年长度＝365.242 2日；
v 首数365日定为平年长度（闰年为366日）； v 按尾数0.242 2日定出4年1闰；平均历年为365.250
第四章 地球运动的 地理意义
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内容总结
第四章 地球运动的地理意义。简言之：昼夜长短因纬度而不同，因季节而变化。正午太 阳高度因纬度而不同，因季节而变化。各自半球的夏半年取正值，冬半年为负值。天文带： 按有无直射阳光和有无极昼、极夜现象。纬度带：不考虑海陆、大陆东西岸和地形的影响， 也不考虑具体气象条件。春分点时角表示恒星时：因为春分点时角周日变化均匀。任何二地 的时刻差，等于其经度差。西方许多国家采用其东邻时区的标准时（比理论时区快1小时）。 时区动态演示图
才可能达到90的太阳高度； • 南北回归线之间（不包括南北回归线），当 >
时，H > 90；
• 极圈内冬半年，若 > 90－，H < 0。
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q 夜半太阳“低度”
H= -(90 － )+ = +－90
式中的-(90 － )为下点的低度 q 白夜的纬度界限
-18＝＋23.5－90 ＝48.5