四季和五带
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昼夜等长条件(t = 90°，cost = 0)： P101 1) φ =0在赤道上，终年昼夜等长。 2) δ =0在春秋二分时，全球昼夜等长。
昼长夜短条件(t > 90°，cost < 0) ：
φ 、δ同号（太阳直射半球）
昼短夜长条件(t < 90°，cost > 0) ：
φ 、δ异号（非太阳直射半球）
？还有什么因素影响昼夜长短
4、昼夜长短的其他因素
太阳视半径
P104
大气折光作用
眼高差
？太阳下山就天黑了吗 ？什么时候才真正天黑
P105
5、晨昏蒙影
按晨光始和昏影终的太阳“低度”标准分为？ 民用：6 ° 航海：12 ° 天文：18 °
纬度愈高，持续时间愈长 高纬度（高于48.5 °）夏至日，昏影未终， 晨光已始，叫“白夜”
第八讲 四季和五带
？为什么会有春夏秋冬四季和五带的划分 ？为什么叫“回归线” ？昼夜长短变化的规律 ？真正的黑夜什么时候开始 ？太阳高度的变化规律 ？五带的划分
一、太阳回归运动
1、太阳回归运动&太阳赤纬的周年变化
为什么会有四季的变迁、五带的划分？ 根本原因——黄赤交角&地球公转
P94
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
(t为日没时的太阳时角)
昼夜长短决定因素?
1)当地地理纬度φ ——空间因素(地理/纬度因素)
2)当时的太阳赤纬δ （即太阳直射点纬度）。
——时间因素(季节因素)
（ φ和δ 皆以北半球为正，南半球为负）
cost = －tan φ tan δ
昼夜长短因纬度而异，因季节而变
cost = －tan φ tan δ
H＝ 90 °－ φ ＋ δ
3、 正午太阳高度的季节变化（略）
H = ( 90° －φ ) + δ
( 90° － φ )为二分时的正午太阳高度， 即全年的平均值；δ是对( 90° － φ )的季节 订正。各自半球的夏半年取正值，冬半年为 负值。
正午太阳高度（H） ：t = 0 , cost = 1，消去周日变化因素，公式便简化为：
sinH = sin φ sin δ + cos φ cos δ 根据复合角公式：cos(A－B)＝cosAcosB+sinAsinB
sinH = cos(φ － δ ) = sin[90 °－(φ － δ)] H＝90 °－ φ ＋ δ （ δ以夏半年为正，冬半年为负）
极夜
H = 90° － φ
正午太阳高度的分布规律
90°´N 66°34´N
23°26´N 0° 23°26´S 夏至日二分日冬至日
66°34´S 90°´S
skip
H＝ 90 °－ φ ＋ δ
2、 正午太阳高度的纬度分布（略）
H = ( 90° + δ ) － φ
( 90° + δ )为赤道上不同季节的正午太 阳高度，其他各地随纬度递减，φ是对( 90° + δ )的纬度订正。
回归线：太阳回归运动的南北界线 回归年：太阳回归运动的周期
几点认识：
P94
1）太阳回归运动定量地表现为太阳赤纬的变化。 2）任何时候，太阳赤纬总是等于太阳直射点纬度。
3）二十四节气按太阳黄经划分，但它们更重要的 区别在于太阳赤纬的不同。
4）太阳赤纬决定昼夜长短和正午太阳高度
P95
根据太阳黄经求相应太阳赤纬： sin δ =0.4sin λ
全球分几个地带？ P102
极昼，昼长夜短，昼短夜长，极夜四个地带（二分日 除外）
3、昼夜长短的季节变化 P103
二分时——? 全球昼夜平分，均为12 hr 二至时——? 昼夜长短极端 各地全年平均昼长相等，皆为12 hr
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
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
昼弧和夜弧
P98
晨昏线（圈）分纬线（圈）为昼弧和夜弧，昼弧 和夜弧的弧长，决定该地昼长和夜长——15º/hr
同一纬圈，昼弧＋夜弧＝24 hr
昼弧>夜弧，则 昼长夜短 昼弧=夜弧，则 昼夜等长 昼弧<夜弧，则 昼短夜长
P101
半昼弧公式
地平圈分太阳周日圈（赤纬圈）为昼弧和 夜弧两部分
cost = －tan φ tan δ
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
skip
极昼（夜）区的季节变化（略）
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66 °34΄ ，69 ° 44΄和78 ° 28΄的三条纬线。
P104,Fig.4-13
cost = －tan φ tan δ 极昼条件？(t = 180°，cost = －1)
P101
φ = 90° － δ
Φ 、δ 同号
极夜条件？(t = 0°，cost = 1)
φ = 90° ＋ δ
φ 、δ异号
cost = －tan φ tan δ
2、昼夜长短的纬度分布
P101
δ为正值——？全球昼长向北递增 δ为负值——？向南递增 δ 的绝对值愈大——？极昼（夜）地带愈大
三、太阳高度
P107
1、太阳高度
任意时刻太阳高度（h） sinh = sin φ sin δ + cos φ cos δ cost
影响因素？ δ 太阳赤纬（周年变化因素） φ 当地纬度（地理分布因素） t 当地太阳时角（周日变化因素）
P108
任意时刻太阳高度（h） sinh = sin φ sin δ + cos φ cos δ cost
正午太阳高度（H）的季节变化
H＝ 90 °－ φ ＋ δ
H 因纬度而异，因季节而变。
（φ）
（δ）
变化规律： P108-109
H＝ 90 °－ φ ＋ δ
φ源自文库δ
δ>φ δ<φ φ > 90°－δ δ=0
H = 90°
直射，南北回归 线及其之间
H > 90° 南北回归线之间
H < 90°
H < 0°
P96
2、 太阳回归运动与地球公转
太阳回归运动的根本原因， 是地球公转的南北分量（在我们看来是太阳赤纬变化）
P96, Fig.4-3
P97, Fig.4-4
降分 升分
P98
二、昼夜长短
P98
1、昼夜长短概说
？晨昏线
P98, S1-2
夜晨 昼 半昏 半 球线 球
——昼夜两半球分界线。
各地昼夜长短，因晨昏圈随太阳直射点的移 动而发生变化
昼长夜短条件(t > 90°，cost < 0) ：
φ 、δ同号（太阳直射半球）
昼短夜长条件(t < 90°，cost > 0) ：
φ 、δ异号（非太阳直射半球）
？还有什么因素影响昼夜长短
4、昼夜长短的其他因素
太阳视半径
P104
大气折光作用
眼高差
？太阳下山就天黑了吗 ？什么时候才真正天黑
P105
5、晨昏蒙影
按晨光始和昏影终的太阳“低度”标准分为？ 民用：6 ° 航海：12 ° 天文：18 °
纬度愈高，持续时间愈长 高纬度（高于48.5 °）夏至日，昏影未终， 晨光已始，叫“白夜”
第八讲 四季和五带
？为什么会有春夏秋冬四季和五带的划分 ？为什么叫“回归线” ？昼夜长短变化的规律 ？真正的黑夜什么时候开始 ？太阳高度的变化规律 ？五带的划分
一、太阳回归运动
1、太阳回归运动&太阳赤纬的周年变化
为什么会有四季的变迁、五带的划分？ 根本原因——黄赤交角&地球公转
P94
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
(t为日没时的太阳时角)
昼夜长短决定因素?
1)当地地理纬度φ ——空间因素(地理/纬度因素)
2)当时的太阳赤纬δ （即太阳直射点纬度）。
——时间因素(季节因素)
（ φ和δ 皆以北半球为正，南半球为负）
cost = －tan φ tan δ
昼夜长短因纬度而异，因季节而变
cost = －tan φ tan δ
H＝ 90 °－ φ ＋ δ
3、 正午太阳高度的季节变化（略）
H = ( 90° －φ ) + δ
( 90° － φ )为二分时的正午太阳高度， 即全年的平均值；δ是对( 90° － φ )的季节 订正。各自半球的夏半年取正值，冬半年为 负值。
正午太阳高度（H） ：t = 0 , cost = 1，消去周日变化因素，公式便简化为：
sinH = sin φ sin δ + cos φ cos δ 根据复合角公式：cos(A－B)＝cosAcosB+sinAsinB
sinH = cos(φ － δ ) = sin[90 °－(φ － δ)] H＝90 °－ φ ＋ δ （ δ以夏半年为正，冬半年为负）
极夜
H = 90° － φ
正午太阳高度的分布规律
90°´N 66°34´N
23°26´N 0° 23°26´S 夏至日二分日冬至日
66°34´S 90°´S
skip
H＝ 90 °－ φ ＋ δ
2、 正午太阳高度的纬度分布（略）
H = ( 90° + δ ) － φ
( 90° + δ )为赤道上不同季节的正午太 阳高度，其他各地随纬度递减，φ是对( 90° + δ )的纬度订正。
回归线：太阳回归运动的南北界线 回归年：太阳回归运动的周期
几点认识：
P94
1）太阳回归运动定量地表现为太阳赤纬的变化。 2）任何时候，太阳赤纬总是等于太阳直射点纬度。
3）二十四节气按太阳黄经划分，但它们更重要的 区别在于太阳赤纬的不同。
4）太阳赤纬决定昼夜长短和正午太阳高度
P95
根据太阳黄经求相应太阳赤纬： sin δ =0.4sin λ
全球分几个地带？ P102
极昼，昼长夜短，昼短夜长，极夜四个地带（二分日 除外）
3、昼夜长短的季节变化 P103
二分时——? 全球昼夜平分，均为12 hr 二至时——? 昼夜长短极端 各地全年平均昼长相等，皆为12 hr
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
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
昼弧和夜弧
P98
晨昏线（圈）分纬线（圈）为昼弧和夜弧，昼弧 和夜弧的弧长，决定该地昼长和夜长——15º/hr
同一纬圈，昼弧＋夜弧＝24 hr
昼弧>夜弧，则 昼长夜短 昼弧=夜弧，则 昼夜等长 昼弧<夜弧，则 昼短夜长
P101
半昼弧公式
地平圈分太阳周日圈（赤纬圈）为昼弧和 夜弧两部分
cost = －tan φ tan δ
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
skip
极昼（夜）区的季节变化（略）
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66 °34΄ ，69 ° 44΄和78 ° 28΄的三条纬线。
P104,Fig.4-13
cost = －tan φ tan δ 极昼条件？(t = 180°，cost = －1)
P101
φ = 90° － δ
Φ 、δ 同号
极夜条件？(t = 0°，cost = 1)
φ = 90° ＋ δ
φ 、δ异号
cost = －tan φ tan δ
2、昼夜长短的纬度分布
P101
δ为正值——？全球昼长向北递增 δ为负值——？向南递增 δ 的绝对值愈大——？极昼（夜）地带愈大
三、太阳高度
P107
1、太阳高度
任意时刻太阳高度（h） sinh = sin φ sin δ + cos φ cos δ cost
影响因素？ δ 太阳赤纬（周年变化因素） φ 当地纬度（地理分布因素） t 当地太阳时角（周日变化因素）
P108
任意时刻太阳高度（h） sinh = sin φ sin δ + cos φ cos δ cost
正午太阳高度（H）的季节变化
H＝ 90 °－ φ ＋ δ
H 因纬度而异，因季节而变。
（φ）
（δ）
变化规律： P108-109
H＝ 90 °－ φ ＋ δ
φ源自文库δ
δ>φ δ<φ φ > 90°－δ δ=0
H = 90°
直射，南北回归 线及其之间
H > 90° 南北回归线之间
H < 90°
H < 0°
P96
2、 太阳回归运动与地球公转
太阳回归运动的根本原因， 是地球公转的南北分量（在我们看来是太阳赤纬变化）
P96, Fig.4-3
P97, Fig.4-4
降分 升分
P98
二、昼夜长短
P98
1、昼夜长短概说
？晨昏线
P98, S1-2
夜晨 昼 半昏 半 球线 球
——昼夜两半球分界线。
各地昼夜长短，因晨昏圈随太阳直射点的移 动而发生变化