地球公轉(zhuǎn)的地理意義

　　地球公轉(zhuǎn)就是地球環(huán)繞太陽的運動。因為同地球一起環(huán)繞太陽的還有太陽系的其他天體，太陽是它們共有的中心天體，故被稱為“公”轉(zhuǎn)。像地球的自轉(zhuǎn)具有其獨特規(guī)律性一樣，由于太陽引力場以及自轉(zhuǎn)的作用，而導(dǎo)致地球的公轉(zhuǎn)。地球的公轉(zhuǎn)也有其自身的規(guī)律。下面是小編給大家整理的地球公轉(zhuǎn)的地理意義，希望對大家有所幫助!

　　正午太陽高度的變化;

　　晝夜長短的變化;

　　四季的形成;

　　五帶的形成.

　　(1)引起正午太陽高度的變化 ①太陽光線對于地平面的交角,叫做太陽高度角,簡稱太陽高度(用 H 表示) .同一時刻正午太陽高度由直 射點向南北兩側(cè)遞減.因此,太陽直射點的位置決定著一個地方的正午太陽高度的大小.在太陽直射點上,太陽 高度為 90°,在晨昏線上,太陽高度是 0°.②正午太陽高度變化的原因：由于黃赤交角的存在,太陽直射點的南北移動,引起正午太陽高度的變化.③正午太陽高度的緯度變化規(guī)律：正午太陽高度就是一日內(nèi)最大的太陽高度,它的大小隨緯度不同和季節(jié)變化而有規(guī)律地變化.例：極晝的南北極為何冰雪不融呢?(太陽高度角小,冰雪反射率大,冰層厚海拔高.)

　　(2)晝夜長短隨緯度和季節(jié)變化 地球晝半球和夜半球的分界線叫晨昏線(圈) .晨昏線把所經(jīng)過的緯線分割成晝弧和夜弧.由于黃赤交角的 存在,除二分日時晨昏線通過兩極并平分所有緯線圈外,其它時間,每一緯線圈都被分割成不等長的晝弧和夜弧 兩部分(赤道除外) .地球自轉(zhuǎn)一周,如果所經(jīng)歷的晝弧長,則白天長;夜弧長,則白晝短.晝夜長短隨緯度和 季節(jié)變化的規(guī)律見下表：

　　(3)四季更替 ①從天文四季：夏季就是一年中白晝最長、正午太陽高度最高的季節(jié).以 24 節(jié)氣中的立春、立夏、立秋、立冬為起點.地 球在公轉(zhuǎn)軌道上的運行會產(chǎn)生天氣和季節(jié)的有規(guī)律變化,傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中農(nóng)民依此進行農(nóng)業(yè)生產(chǎn),有如：“谷雨前后 種瓜點豆”的諺語.黃赤交角是影響天文四季的直接原因.這是因為：正午太陽高度隨緯度分布是：低緯大而高緯小,春秋二分,從赤道向兩極遞減;夏至日,從北回歸線向南北兩側(cè)遞減;冬至日,從南回歸 線向南北兩側(cè)遞減.隨季節(jié)變化是：北回歸線以北,夏至日前后正午太陽高度達最大值,冬至日前后達最小值.南回歸線以南則相反.南北回歸線之間地帶,太陽每年直射兩次.②氣候四季包含的月份.春(3、4、5 月) 、夏(6、7、8 月) 、秋(9、10、11 月) 、冬(12、1、2 月) ③西方四季：春分、夏至、秋分、冬至為起點.比我國天文四季晚一個半月.

　　(4)五帶劃分：以地表獲得太陽熱量的多少來劃分熱帶、溫帶、寒帶.熱帶：南北回歸線之間有太陽直射機會,接受太陽輻射最多.溫帶：回歸線與極圈之間,受熱適中,四季明顯.寒帶：極圈與極點之間,太陽高度角低,有極晝、極夜現(xiàn)象。

　　地球公轉(zhuǎn)的軌道方向

　　概念

　　地球是在公轉(zhuǎn)過程中，所經(jīng)過的路線上的每一點，都在同一個平面上，而且構(gòu)成一個封閉曲線。這種地球在公轉(zhuǎn)過程中所走的封閉曲線，叫做地球軌道。如果我們把地球看成為一個質(zhì)點的話，那么地球軌道實際上是指地心的公轉(zhuǎn)軌道。

　　軌道

　　地球軌道的形狀是一個接近正圓的橢圓，太陽位于橢圓的一個焦點上。橢圓有半長軸、半短軸和半焦距等要素，分別用a、b、c表示，其中a又是短軸兩端對于焦點(F1、F2)的距離。

　　關(guān)系式

　　半焦距與半長軸和半短軸之間存在著這樣的關(guān)系：

　　即c2=a2-b2

　　半焦距c與半長軸a的比值c/a，是橢圓的偏心率，用e表示，即e=c/a，

　　中心位置

　　嚴格地說，地球公轉(zhuǎn)的中心位置不是太陽中心，而是地球和太陽的公共質(zhì)量中心，不僅地球在繞該公共質(zhì)量中心在轉(zhuǎn)動，而且太陽也在繞該點在轉(zhuǎn)動。但是，太陽是太陽系的中心天體，地球只不過是太陽系中一顆普通的行星。太陽的質(zhì)量是地球質(zhì)量的33萬倍，日地的公共質(zhì)量中心離太陽中心僅450千米。這個距離與約為70萬千米的太陽半徑相比，實在是微不足道的，與日地1.5億千米的距離相比，就更小了。所以把地球公轉(zhuǎn)看成是地球繞太陽(中心)的運動，與實際情況是十分接近的。

　　偏心率

　　偏心率是橢圓形狀的一種定量表示，e的數(shù)值大于0而小于1。橢圓越接近于圓形，則e的數(shù)值就越小，即接近于0;反之，橢圓越扁，e的數(shù)值就越大。經(jīng)過測定，地球軌道的半長軸a為149,600,000千米，半短軸b為149,580,000千米。根據(jù)這個數(shù)據(jù)計算出地球軌道的偏心率為：

　　可見，地球軌道非常接近于圓形。

　　由于地球軌道是橢圓形的，隨著地球的繞日公轉(zhuǎn)，日地之間的距離就不斷變化。地球軌道上距太陽最近的一點，即橢圓軌道的長軸距太陽較近的一端，稱為近日點。在近代，地球過近日點的日期大約在每年一月初。此時地球距太陽約為147,100,000千米，通常稱為日距。地球軌道上距太陽最遠的一點，即橢圓軌道的長軸距太陽較遠的一端，稱為遠日點。在近代，地球過遠日點的日期大約在每年的7月初。此時地球距太陽約為152,100,000千米，通常稱為遠日距。近日距和遠日距二者的平均值為149,600,000千米，這就是日地平均距離，即1個天文單位。

　　計算公式

　　根據(jù)橢圓周長的計算公式L=2πα(1-0.25×e2)

　　計算出地球軌道的全長是940,432,870千米。

　　地球的公轉(zhuǎn)方向與自轉(zhuǎn)方向一致，從黃北極看，是按逆時針方向公轉(zhuǎn)的，即自西向東。這與太陽系內(nèi)其它行星及多數(shù)衛(wèi)星的公轉(zhuǎn)方向是一致的，自轉(zhuǎn)平均角速度為每小時轉(zhuǎn)動15度。在地球赤道上，自轉(zhuǎn)的線速度是每秒465米。

　　地球公轉(zhuǎn)的速度

　　地球公轉(zhuǎn)是一種周期性的圓周運動，因此，地球公轉(zhuǎn)速度包含著角速度和線速度兩個方面。如果我們采用恒星年作地球公轉(zhuǎn)周期的話，那么地球公轉(zhuǎn)的平均角速度就是每年360°，也就是經(jīng)過365.2564日地球公轉(zhuǎn)360°，即每日約0.986°，亦即每日約59′8″。地球軌道總長度是940,000,000千米，因此，地球公轉(zhuǎn)的平均線速度就是每年9.4億千米，也就是經(jīng)過365.2564日地球公轉(zhuǎn)了9.4億千米，即每秒鐘29.8千米，約每秒30千米(線速度=940,000,000KM/365天=940,000,000秒/(365X24X3600)秒=29.8千米(近似為30千米/秒)。

　　依據(jù)開普勒行星運動第二定律[2]可知，地球公轉(zhuǎn)速度與日地距離有關(guān)。地球公轉(zhuǎn)的角速度和線速度都不是固定的值，隨著日地距離的變化而改變。地球在過近日點時，公轉(zhuǎn)的速度快，角速度和線速度都超過它們的平均值，角速度為1°1′11″/日，線速度為30.3千米/秒;地球在過遠日點時，公轉(zhuǎn)的速度慢，角速度和線速度都低于它們的平均值，角速度為57′11″/日，線速度為29.3千米/秒。地球于每年1月初經(jīng)過近日點，7月初經(jīng)過遠日點，因此，從1月初到當年7月初，地球與太陽的距離逐漸加大，地球公轉(zhuǎn)速度逐漸減慢;從7月初到來年1月初，地球與太陽的距離逐漸縮小，地球公轉(zhuǎn)速度逐漸加快。

　　我們知道，春分點和秋分點對黃道是等分的，如果地球公轉(zhuǎn)速度是均勻的，則視太陽由春分點運行到秋分點所需要的時間，應(yīng)該與視太陽由秋分點運行到春分點所需要的時間是等長的，各為全年的一半。但是，地球公轉(zhuǎn)速度是不均勻的，則走過相等距離的時間必然是不等長的。視太陽由春分點經(jīng)過夏至點到秋分點，地球公轉(zhuǎn)速度較慢，需要186天多，長于全年的一半，此時是北半球的夏半年和南半球的冬半年;視太陽由秋分點經(jīng)過冬至點到春分點，地球公轉(zhuǎn)速度較快，需要179天，短于全年的一半，此時是北半球的冬半年和南半球的夏半年。由此可見，地球公轉(zhuǎn)速度的變化，是造成地球上四季不等長的根本原因。

　　首先了解幾個名詞：

　　1.一光年：是指光在真空中一年時間里面走過的距離，注意，光年是長度單位。

　　2.地球公轉(zhuǎn)：我們的地球以每秒29.79公里的速度，沿著一個偏心率很小的橢圓繞著太陽公轉(zhuǎn)。走完大約約9.4億公里的一圈路程要花365天又5小時48分46秒，即大約一年。(日地平均距離是1.5億公里)

　　3.光在一年時間里面走過的距離是地球公轉(zhuǎn)的周長的多少倍?由于1光年是光在一年時間里面走過的距離，地球公轉(zhuǎn)周長是地球一年走過的弧長,時間都是一年。所以距離之比就是光速300,000km/s和地球公轉(zhuǎn)的速度29.79km/s之比：n=300,000/29.79≈10,000倍。

　　4.地球圍繞太陽公轉(zhuǎn)一周的距離是多少?此處的距離實際上是周長，一周的弧長。我們已經(jīng)知道地球公轉(zhuǎn)軌道半徑1.5億公里，很容易算出周長的。根據(jù)公式s=2×3.14×1.5億，大約9.4億公里。

　　5.根據(jù)橢圓終極理論公式計算公轉(zhuǎn)周長為近似為939901691.151千米(由于計算機局限暫時只能精確到此)

　　通常所指的地球公轉(zhuǎn)是以太陽為參考系的二維平面，而地球在宇宙總空間和時間中轉(zhuǎn)行一年的行程，大約117億公里，軌跡是螺旋狀的，2011年的春分和2012年的春分，不是相交，而是距離數(shù)十億公里。

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