巧用太陽直射點南北移動圖快速掌握正午太陽高度和晝夜長短的變化規律

肖能位

摘 要：正午太陽高度的變化和晝夜長短的變化，是高中地理教學的重點和難點，在分析比較不同地區氣溫的高低，或者同一地區不同季節氣溫的變化，總是需要用正午太陽高度和晝夜長短來加以說明，而快速準確判斷正午太陽高度的大小和晝夜長短就顯得尤為重要。

關鍵詞：巧用;太陽直射點移動圖;掌握;正午太陽高度和晝夜長短;變化規律

魯教版必修一第一單元第三節“二、正午太陽高度的變化”和“三、晝夜長短的變化”是高中地理教學的重、難點，對學生來說比較困難，分析回答這樣的問題往往不夠理想。如果把太陽直射點的南北移動與正午太陽高度的變化和晝夜長短的變化規律密切聯系起來分析，就能快速準確的掌握了。

一、原理說明并證實太陽直射點南北移動規律

原理說明：由于地球繞日公轉，在公轉過程中地軸始終保持與黃道平面66°34的夾角，導致太陽直射點在南北回歸線之間往返移動，其回歸運動周期約為365天5時48分46秒，即一個回歸年。每年的春分日，約3月21日左右，太陽直射點向北移動到在赤道上，之后繼續向北移動;夏至日，約6月22日，直射點移動到北回歸線上，之后不再向北移動，轉而向南移動;秋分日，約9月23日左右，直射點向南移動到赤道上，之后繼續向南移動;冬至日，12月22日左右，直射點移動到南回歸線上，之后直射點不再向南移動，轉而向北移動，次年春分，直射點又回到赤道上，太陽直射點就是這樣在南北回歸線之間往返移動，大約一個月移動8個緯度左右。

實驗及方法：

【方法一】動畫演示

地球的公轉本身就是一個運動過程，如果僅僅記住一些結論，不去研究它的過程，學起來會覺得很困難。因此，形象地演示地球公轉過程就成為突破難點的必要手段之一。動畫演示，讓學生觀察隨地球繞日公轉太陽直射點在地球表面的移動情況，同時觀察南北半球晝夜長短及晝夜長短的變化情況。用動畫演示，給學生留下生動直觀的印象，學生易于接受太陽直射點南北移動的事實，激發了學習興趣。

【方法二】實驗證明

【實驗一】地球儀演示

實驗器材：地球儀、電筒、激光筆

實驗準備：事先用水彩筆把赤道、南北回歸線加粗涂起來，赤道涂成實線，回歸線涂成虛線，激光筆紅點代表太陽直射點。

實驗過程：地球儀放在講臺上，激光筆固定在適當位置。教師一手安穩地球儀底座，一手轉動地球。注意轉動地球時，地軸也要動起來，同時讓學生觀察：隨著地球的轉動，地球身子傾斜轉動，代表太陽直射點的紅點也會隨之在南北回歸線之間南北移動。

【實驗二】真人演示

實驗器材：教師或者學生，電筒、激光筆，紅帶子。

實驗準備：教師或者學生代表地球，以褲帶或者在褲帶位置系一根紅帶子代表赤道，激光筆紅點代表太陽直射點。

實驗過程：演示者站在講臺上，激光筆固定在適當位置。演示者在講臺上，傾斜著身子慢慢轉身，讓學生觀察代表太陽直射點紅點會在紅帶子的南北移動。

演示和實驗目的：證實由于黃赤交角的存在，太陽直射點在南北回歸線之間來回移動。

二、分析正午太陽高度的變化規律

（一）圖示解釋概念

太陽高度（角）——太陽光線與地平面的夾角（即當地對太陽的仰角）;

正午太陽高度（角）——當地正午時的太陽高度角（H）。

（二）多媒體顯示“二分、二至日不同緯度正午太陽高度圖”

歸納出，同一時刻，正午太陽高度的緯度變化規律：正午太陽高度由太陽直射點向南北兩側遞減。

進一步強調：距離太陽越近，正午太陽高度越大，反之越小;離開直射點多少個緯度，正午太陽高度就降低多少度，計算方法：H=90°-緯度差（直射點緯度與當地緯度的差）。

用距離原理可以推知：

夏至日，北回歸線以及以北地區各緯度，正午太陽高度達到一年中最大值;南半球各緯度一年中達到最小值。

冬至日，南回歸線以及以南地區各緯度，正午太陽高度達到一年中最大值;北半球各緯度一年中達到最小值。

二分日，除赤道上中午太陽高度達到一年中最大值外，其他地區中午太陽高度介于最大和最小值之間。

三、分析晝夜長短的變化規律

導讀課本P17“圖1—3—8晝弧和夜弧”

1. 以晝（夜）弧的長短說明晝（夜）的長短。

2. 用太陽位置和晝夜變化動態圖演示，以展示太陽直射點的位置與晝夜長短的關系。在此僅以二分二至日照圖顯示說明，最后歸納總結晝夜長短的變化規律。

歸納總結：太陽直射點南北移動與正午太陽高度變化、晝夜長短變化的關系。

（1）快速確定太陽直射點位置及移動方向

夏至日，太陽直射北回歸線上;冬至日，太陽直射南回歸線上;二分日，太陽直射赤道上;例5月1日，太陽直射北半球，向北移動;10月1日，太陽直射南半球，向南移動。

（2）快速確定正午太陽高度的變化規律

正午太陽高度由太陽直射點南北兩側遞減。離直射點越近，正午太陽高度越大，反之越小。

夏至日，北回歸線以及以北地區各緯度，正午太陽高度達到一年中最大值，南半球各緯度一年中達到最小值。

冬至日，南回歸線以及以南地區各緯度，正午太陽高度達到一年中最大值;北半球各緯度一年中達到最小值。

二分日，除赤道上中午太陽高度達到一年中最大值外，其他地區中午太陽高度介于最大和最小值之間。

（3）快速確定晝夜長短

太陽直射點所在半球晝長夜短，另一半球相反。例5月1日，太陽直射北半球，北半球晝長夜短，南半球相反;10月1日，太陽直射南半球，南半球晝長夜短，北半球相反。

（4）快速確定晝夜長短的變化

太陽直射點向北移動，北半球晝變長，夜變短，南半球相反;太陽直射點向南移動，南半球晝變長，夜變短，北半球相反。例5月1日，太陽直射點向北移動，北半球晝變長，夜變短，南半球相反;10月1日，太陽直射點向南移動，南半球晝變長，夜變短，北半球相反。

（5）二分二至日晝夜長短

二分日，全球各地晝夜等長。夏至日，北半球各緯度晝最長，夜最短。北極圈及其以北地區，出現極晝現象;南極圈及其以南地區，出現極夜現象。冬至日，南半球各緯度晝長最長，夜最短。南極圈及其以南地區，出現極晝現象;北極圈及其以北地區，出現極夜現象。夏至日和冬至日，南北半球晝夜狀況相反。

（6）全球晝夜狀況

北半球夏半年，全球自南向北晝越來越長，夜越來越短;北半球冬半年，自南向北晝越來越短，晝越來越長。

參考文獻

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[2]潘玉君.地理學基礎[M].北京：科學出版社，2001.

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