地球公转的地理意义

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地球公转的地理意义

　　地球公转就是地球环绕太阳的运动。因为同地球一起环绕太阳的还有太阳系的其他天体，太阳是它们共有的中心天体，故被称为“公”转。像地球的自转具有其独特规律性一样，由于太阳引力场以及自转的作用，而导致地球的公转。地球的公转也有其自身的规律。下面是小编给大家整理的地球公转的地理意义，希望对大家有所帮助!

地球公转的地理意义

　　正午太阳高度的变化;

　　昼夜长短的变化;

　　四季的形成;

　　五带的形成.

　　(1)引起正午太阳高度的变化 ①太阳光线对于地平面的交角,叫做太阳高度角,简称太阳高度(用 H 表示) .同一时刻正午太阳高度由直射点向南北两侧递减.因此,太阳直射点的位置决定着一个地方的正午太阳高度的大小.在太阳直射点上,太阳高度为 90°,在晨昏线上,太阳高度是 0°.②正午太阳高度变化的原因：由于黄赤交角的存在,太阳直射点的南北移动,引起正午太阳高度的变化.③正午太阳高度的纬度变化规律：正午太阳高度就是一日内最大的太阳高度,它的大小随纬度不同和季节变化而有规律地变化.例：极昼的南北极为何冰雪不融呢?(太阳高度角小,冰雪反射率大,冰层厚海拔高.)

　　(2)昼夜长短随纬度和季节变化地球昼半球和夜半球的分界线叫晨昏线(圈) .晨昏线把所经过的纬线分割成昼弧和夜弧.由于黄赤交角的存在,除二分日时晨昏线通过两极并平分所有纬线圈外,其它时间,每一纬线圈都被分割成不等长的昼弧和夜弧两部分(赤道除外) .地球自转一周,如果所经历的昼弧长,则白天长;夜弧长,则白昼短.昼夜长短随纬度和季节变化的规律见下表：

　　(3)四季更替 ①从天文四季：夏季就是一年中白昼最长、正午太阳高度最高的季节.以 24 节气中的立春、立夏、立秋、立冬为起点.地球在公转轨道上的运行会产生天气和季节的有规律变化,传统农业中农民依此进行农业生产,有如：“谷雨前后种瓜点豆”的谚语.黄赤交角是影响天文四季的直接原因.这是因为：正午太阳高度随纬度分布是：低纬大而高纬小,春秋二分,从赤道向两极递减;夏至日,从北回归线向南北两侧递减;冬至日,从南回归线向南北两侧递减.随季节变化是：北回归线以北,夏至日前后正午太阳高度达最大值,冬至日前后达最小值.南回归线以南则相反.南北回归线之间地带,太阳每年直射两次.②气候四季包含的月份.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、冬至为起点.比我国天文四季晚一个半月.

　　(4)五带划分：以地表获得太阳热量的多少来划分热带、温带、寒带.热带：南北回归线之间有太阳直射机会,接受太阳辐射最多.温带：回归线与极圈之间,受热适中,四季明显.寒带：极圈与极点之间,太阳高度角低,有极昼、极夜现象。

　　地球公转的轨道方向

　　概念

　　地球是在公转过程中，所经过的路线上的每一点，都在同一个平面上，而且构成一个封闭曲线。这种地球在公转过程中所走的封闭曲线，叫做地球轨道。如果我们把地球看成为一个质点的话，那么地球轨道实际上是指地心的公转轨道。

　　轨道

　　地球轨道的形状是一个接近正圆的椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。椭圆有半长轴、半短轴和半焦距等要素，分别用a、b、c表示，其中a又是短轴两端对于焦点(F1、F2)的距离。

　　关系式

　　半焦距与半长轴和半短轴之间存在着这样的关系：

　　即c2=a2-b2

　　半焦距c与半长轴a的比值c/a，是椭圆的偏心率，用e表示，即e=c/a，

　　中心位置

　　严格地说，地球公转的中心位置不是太阳中心，而是地球和太阳的公共质量中心，不仅地球在绕该公共质量中心在转动，而且太阳也在绕该点在转动。但是，太阳是太阳系的中心天体，地球只不过是太阳系中一颗普通的行星。太阳的质量是地球质量的33万倍，日地的公共质量中心离太阳中心仅450千米。这个距离与约为70万千米的太阳半径相比，实在是微不足道的，与日地1.5亿千米的距离相比，就更小了。所以把地球公转看成是地球绕太阳(中心)的运动，与实际情况是十分接近的。

　　偏心率

　　偏心率是椭圆形状的一种定量表示，e的数值大于0而小于1。椭圆越接近于圆形，则e的数值就越小，即接近于0;反之，椭圆越扁，e的数值就越大。经过测定，地球轨道的半长轴a为149,600,000千米，半短轴b为149,580,000千米。根据这个数据计算出地球轨道的偏心率为：

　　可见，地球轨道非常接近于圆形。

　　由于地球轨道是椭圆形的，随着地球的绕日公转，日地之间的距离就不断变化。地球轨道上距太阳最近的一点，即椭圆轨道的长轴距太阳较近的一端，称为近日点。在近代，地球过近日点的日期大约在每年一月初。此时地球距太阳约为147,100,000千米，通常称为日距。地球轨道上距太阳最远的一点，即椭圆轨道的长轴距太阳较远的一端，称为远日点。在近代，地球过远日点的日期大约在每年的7月初。此时地球距太阳约为152,100,000千米，通常称为远日距。近日距和远日距二者的平均值为149,600,000千米，这就是日地平均距离，即1个天文单位。

　　计算公式

　　根据椭圆周长的计算公式L=2πα(1-0.25×e2)

　　计算出地球轨道的全长是940,432,870千米。

　　地球的公转方向与自转方向一致，从黄北极看，是按逆时针方向公转的，即自西向东。这与太阳系内其它行星及多数卫星的公转方向是一致的，自转平均角速度为每小时转动15度。在地球赤道上，自转的线速度是每秒465米。

　　地球公转的速度

　　地球公转是一种周期性的圆周运动，因此，地球公转速度包含着角速度和线速度两个方面。如果我们采用恒星年作地球公转周期的话，那么地球公转的平均角速度就是每年360°，也就是经过365.2564日地球公转360°，即每日约0.986°，亦即每日约59′8″。地球轨道总长度是940,000,000千米，因此，地球公转的平均线速度就是每年9.4亿千米，也就是经过365.2564日地球公转了9.4亿千米，即每秒钟29.8千米，约每秒30千米(线速度=940,000,000KM/365天=940,000,000秒/(365X24X3600)秒=29.8千米(近似为30千米/秒)。

　　依据开普勒行星运动第二定律[2]可知，地球公转速度与日地距离有关。地球公转的角速度和线速度都不是固定的值，随着日地距离的变化而改变。地球在过近日点时，公转的速度快，角速度和线速度都超过它们的平均值，角速度为1°1′11″/日，线速度为30.3千米/秒;地球在过远日点时，公转的速度慢，角速度和线速度都低于它们的平均值，角速度为57′11″/日，线速度为29.3千米/秒。地球于每年1月初经过近日点，7月初经过远日点，因此，从1月初到当年7月初，地球与太阳的距离逐渐加大，地球公转速度逐渐减慢;从7月初到来年1月初，地球与太阳的距离逐渐缩小，地球公转速度逐渐加快。

　　我们知道，春分点和秋分点对黄道是等分的，如果地球公转速度是均匀的，则视太阳由春分点运行到秋分点所需要的时间，应该与视太阳由秋分点运行到春分点所需要的时间是等长的，各为全年的一半。但是，地球公转速度是不均匀的，则走过相等距离的时间必然是不等长的。视太阳由春分点经过夏至点到秋分点，地球公转速度较慢，需要186天多，长于全年的一半，此时是北半球的夏半年和南半球的冬半年;视太阳由秋分点经过冬至点到春分点，地球公转速度较快，需要179天，短于全年的一半，此时是北半球的冬半年和南半球的夏半年。由此可见，地球公转速度的变化，是造成地球上四季不等长的根本原因。

　　首先了解几个名词：

　　1.一光年：是指光在真空中一年时间里面走过的距离，注意，光年是长度单位。

　　2.地球公转：我们的地球以每秒29.79公里的速度，沿着一个偏心率很小的椭圆绕着太阳公转。走完大约约9.4亿公里的一圈路程要花365天又5小时48分46秒，即大约一年。(日地平均距离是1.5亿公里)

　　3.光在一年时间里面走过的距离是地球公转的周长的多少倍?由于1光年是光在一年时间里面走过的距离，地球公转周长是地球一年走过的弧长,时间都是一年。所以距离之比就是光速300,000km/s和地球公转的速度29.79km/s之比：n=300,000/29.79≈10,000倍。

　　4.地球围绕太阳公转一周的距离是多少?此处的距离实际上是周长，一周的弧长。我们已经知道地球公转轨道半径1.5亿公里，很容易算出周长的。根据公式s=2×3.14×1.5亿，大约9.4亿公里。

　　5.根据椭圆终极理论公式计算公转周长为近似为939901691.151千米(由于计算机局限暂时只能精确到此)

　　通常所指的地球公转是以太阳为参考系的二维平面，而地球在宇宙总空间和时间中转行一年的行程，大约117亿公里，轨迹是螺旋状的，2011年的春分和2012年的春分，不是相交，而是距离数十亿公里。

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