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第四章 地球运动的地理意义 张生 宿州学院地理与环境科学系2008.9 第四章 地球运动的地理意义 地球运动的地理意义主要有两方面。首先，地球自转和公转决定太阳能在地球上的纬度分布和季节变化，从而在地球上形成了四季和五带；其次，地球的自转和公转都是周期性的现象，认识和利用它们的周期性规律，人类创造了历法和时间。 第一节 四季和五带 地球上之所以会形成四季和五带，其根本原因是由于黄赤交角的存在，其直接原因是由于太阳的回归运动。因此，在没有说明四季和五带之前，首先介绍太阳的回归运动。 一、太阳的回归运动 太阳回归运动和太阳赤纬的周年变化 1、太阳回归运动概说 （1）太阳回归运动——太阳相对于天赤道南北的往返运动 由于黄赤交角的存在，太阳在沿黄道作周年运动的同时，还表现为相对于天赤道南北的往返运动。这是因为黄道和天赤道在天球上相交，并且相互等分，黄道的一半在天赤道以北，一半在天赤道以南。这样太阳在沿黄道作周年运动时，半年在天赤道以北，半年在天赤道以南，半年向北运行，半年向南运行，太阳这种相对于天赤道南北的往返运动，称为太阳的回归运动。 （2）太阳回归运动所达到的南北界线——南北回归线 即天球上±23°26′的两条赤纬圈。 （3）太阳回归运动的周期——回归年 地球上回归线和回归年的概念都来自于太阳回归运动，三者是同一事物的不同侧面。 2、太阳回归运动定量地表现为太阳赤纬的周年变化（任何时候太阳赤纬总是等于太阳直射点的纬度） ——太阳赤纬的周年变化 太阳是地球上的热量源泉，太阳在天球上处于什么位置，对地球上的热量分布是至关重要的。在天文上，太阳的位置多用它的黄经表示（太阳的黄纬总是等于0），我国的24气和西方的12宫，都是按太阳的黄经划分的，都表示太阳的黄经位置。但是，从地理意义上来说太阳的赤纬是更加重要的。太阳的回归运动引起太阳赤纬的周年变化，而太阳赤纬随着太阳黄经的变化而变化。因此，我们根据太阳的黄经可以推算出太阳的赤纬。如图4—1所示。 天赤道、黄道和太阳所在赤经圈，构成一个直角球面三角形，其中的直角就是天赤道与赤经圈的交角。根据球面三角形的正弦定律：球面三角形的正弦定律是说明球面三角形的各内角的正弦与所对边正弦之间关系的 即sina/sinA＝sinb/sinB＝sinc/sinC 其中a、b、c表示三角形的三条边，A、B、C表示三个内角。根据正弦定律可得： sin23°26′/sinδ＝sin90°/sinλ 据此可得出根据太阳黄经求知所对应的太阳赤纬公式： sinδ＝0.4sinλ（sinδ＝sin23°26′sinλ） 3、太阳直射点的回归移动 ——太阳直射点 太阳直射点就是太阳中心与地球中心连线同地球表面的交点，也叫日下点，在这一点上太阳高度总是等于90°，也就是说在太阳直射点上，太阳总位于天顶的。 ——太阳赤纬总是等于直射点的纬度（画图说明） ——直射点的回归移动 由于太阳赤纬总是等于当时直射点的纬度，因此太阳回归运动在地球上表现为太阳直射点相对于地球赤道南北的往返运动，这就是太阳直射点的回归移动。太阳直射点半年在北半球移动，半年在南半球移动；半年向北移动，半年向南移动。地球上的回归线和回归年的概念，就是对于太阳直射点的回归移动而言的。 （二）太阳回归运动与地球公转 太阳周年运动是地球公转的反映，所以太阳相对于天赤道的回归运动，从根本上说必须用地球公转和公转轨道来说明。 人们通常把地轴同轨道平面的关系比喻为地球“斜着身体”绕地球公转。在这样做的时候，人们把轨道平面（黄道面）当作水平的，而把地轴和赤道面看成是倾斜的。其实，黄赤交角的真正涵义是黄道面相对于赤道面的倾角，在这里，倾斜的是黄道面，而赤道面看成是水平的。把赤道面看成是水平的，黄道面看成倾斜的，有利于用地球公转和公转轨道来说明太阳的回归运动。 每年的夏至日，地球位于轨道上的最南点，这时从地球上看去，太阳位于黄道上的最北点（夏至点），因而直射在地球的北回归线；反之，在每年的冬至日，地球位于轨道上的最北点，这时太阳位于黄道上的最南点（冬至点），因而太阳直射在地球的南回归线上。在每年的春分日和秋分日，地球位于轨道南北两端的中点，这时太阳位于黄道上的秋分点和春分点，因而直射在地球的赤道上。因此，太阳回归运动的根本原因，是地球公转的南北分量造成的。 这是我们讲的第一个问题——太阳的回归运动，太阳回归运动定量的表现为太阳赤纬的周年变化，在地球上则