地球公转为什么产生昼夜长短

题目

地球公转为什么产生昼夜长短

答案

黄赤交角变化引起的五带范围、昼夜长短、日出日落时间及正午太阳高度变化
使用说明（1）赤道平面——过地心与地轴垂直的平面（2）黄道平面——地球公转轨道所在的平面（3）黄赤交角——黄道平面（地球公转轨道面）与赤道平面交角（4）目前黄赤交角为23°26′,地轴与黄道平面的交角为66°34′（5）地轴与黄道平面的交角会发生微弱的变化（6）文中指与原来相比,
变大后一定时期基本稳定.
1、 黄赤交角变化引起昼夜长短、日出时间、五带范围的变化及气压带风带的移动
（1） 若黄赤交角变大
——①地轴与黄道平面（公转轨道面）的交角变小
——②太阳直射点北界北推或南界南推——回归线北进或南进
——热带变大；直射点移动角度变大——晨昏线圈摆动角度同幅度的变大——极昼、极夜的范围变大（极圈的度数变小）——寒带变大；热带和寒带同幅度变大——温带变小（热带增大的度数是北寒带或南寒带的2倍；北温带或南温带减少的度数与热带相同,是北寒带或南寒带的2倍；总之热带和寒带等于温带减小的度数）
——③（常识铺垫：黄赤交角与地球公转运动状况无关,因此黄赤变化时公转运动的轨道不变,周期不变,速度不变.）一年（回归年）内太阳直射点与地心连线相对于赤道平面移动的总角度增大（原来是4×23°26′）——每一日内太阳直射移动角度增大——北半球：夏半年（北半球季节,以下同）,同一日期同一纬度各地（已出现极昼范围除外）与原来相比昼加长夜缩短,昼夜比值变大——日出时间提前,日落时间推后；冬半年,同一日期同一纬度各地（出现极夜地区除外）与原来相比昼缩短夜加长,昼夜比值变小——日出时间推后,日落时间提前.南半球类推.——推论：无论南北半球的夏半年或冬半年,与原来相比,同一纬度各地达到相同昼长或夜长的日期提前（原因：黄赤交角变大,相同日期内太阳直射点摆动的幅度变大,摆动相同角度的时间缩短）.
——④一年内晨昏线圈的摆动与直射点移动同步调同角度——每日晨昏线圈摆动的范围扩大——同一日期极圈内出现极昼极夜的范围变大（纬度变小）——原极圈内的出现极昼极夜的日期提前（原因：黄赤交角变大,相同日期内太阳直射点摆动的幅度变大,摆动相同角度的时间缩短）
⑤太阳直射点北界北推或南界南推——赤道低气压带北移或南移幅度变大——副高及其它气压带风带同样.
（2） 若黄赤交角变小
与上面的情况相反,详细内容略去.
——（气压带风带的位置推理略,推测如下：赤道低气压位置不变,副高北推,极地高压南推,副极地低气压不变）
2、 黄赤交角变化引起正午太阳高度的变化
（1）若黄赤交角变大
——南北回归线分别南北进推进
——①新回归线以北或以南地区 新北回归线以北地区,夏半年同一纬度各地同一日期的正午太阳高度与原来相比变大,冬半年相反；新南回归线以南地区可类推.总之,太阳直射的半球,新回归线以外的地区,同一纬度各地同一日期正午太阳高度与原来相比变大,相反的半球相反.——上述地区一年内各地正午太阳高度变化幅度（最大值与最小值的差）与原来相比变大.
（该地一年内各地正午太阳高度变化幅度原来为旧黄赤交角的2倍,现在为新黄赤交角的2倍,相比变大的数值为新旧黄赤交角增大值的2倍）（相比变大的数值最大）
——②原回归线间的地区,某地及同一纬度各地,在太阳直射其所在半球且直射点靠近时,与原来相比同一日期,正午太阳高度变大.直射时,正午太阳高度为90°,出现的日期提前.过后远离时,与原来相比同一日期,正午太阳高度变小；某地及同一纬度各地,在太阳直射其相反半球且直射点靠近时,与原来相比同一日期,正午太阳高度变大,远离时,与原来相比同一日期,正午太阳高度变小.
——上述地区一年内各地正午太阳高度变化幅度（最大值90°与最小值的差）与原来相比变大.
（该地区一年内各地正午太阳高度变化幅度：原来为旧黄赤交角度数+该地纬度；现在为新黄赤交角度数+该地的纬度；相比变大的数值为黄赤交角增大值）（相比变大的数值最小）
——③新旧回归线之间的地区,某地及同一纬度各地,若太阳直射其所在半球且由赤道向高纬运动,直射点靠近时,新的正午太阳高度变大（较大变化幅度）,旧的也变大（较小变化幅度）,与原来相比同一日期,正午太阳高度变大（变大幅度为新变大和旧变大的幅度差,变化幅度均指同一地点同一太阳日内两者间的,下同.）.直射时,新的正午太阳高度为90°,同日期旧的太阳高度远小于（90°+旧黄赤交角－该地纬度）.过后远离时,新的正午太阳高度由90°变小但大于（90°+该地纬度－新黄赤交角）,原来的正午太阳高度却继续增大但小于（90°+旧黄赤交角－该地纬度）,因此与原来相比同一日期,正午太阳高度变大变小视该地纬度而定（若该点处于新旧回归线中点以上时正午太阳高度与原来相比必为变大,此由该地纬度2倍与新旧黄赤交角度数和的差决定；处于以下时则不一定）；若太阳直射其所在半球且由新回归线向低纬运动,直射点靠近时,新的正午太阳高度变大且逐渐接近90°（较大变化幅度）,旧的变小且逐渐远离（90°+旧黄赤交角－该地纬度）（较小变化幅度）,与原来相比同一日期,正午太阳高度变大（变大幅度为新变大和旧变小的幅度和）.直射时,新的正午太阳高度为90°,同日期旧的太阳高度远小于（90°+旧黄赤交角－该地纬度）.过后远离时,新的正午太阳高度由90°变小但大于（90°－该地纬度）（较大的变化幅度）,原来的正午太阳高度也变小但大于（90°－该地纬度）小于（90°+旧黄赤交角－该地纬度）（较小的变化幅度）,其变化情况可以用逆向思维的方式判断,与上文的由赤道向高纬运动且直射点靠近时的方向相反,对应阶段的太阳高度相同：同一日期与原来相比,正午太阳高度变大（变大幅度为新变大和旧变大的幅度差）.
某地及同一纬度各地,在太阳直射其相反半球且直射点靠近时,与原来相比同一日期,正午太阳高度变大,远离时,与原来相比同一日期,正午太阳高度变小.
——上述地区一年内各地正午太阳高度变化幅度（最大值与最小值的差）与原来相比变大.
｛该地区一年内各地正午太阳高度变化幅度：原来为旧黄赤交角度数2倍；现在为新黄赤交角度数+该地的纬度；相比变大的数值为黄赤交角增大值+该地纬度与旧黄赤交角的差（该值必小于黄赤交角增大值）｝（相比变大的数值其次大）

——上述所有地区,太阳直射点逐渐靠近其所在的纬度时,正午太阳高度变大；太阳直射点逐渐远离其所在的纬度时,正午太阳高度变小；若穿过其所在的纬度,正午太阳高度最大,为90°.
（2） 黄赤交角变小
与上面推理类似,详细内容略去.

3、 黄赤交角变化引起各地冷热状况的变化
（1） 黄赤交角变大——7月,北半球新回归线以北的温带和寒带温度升高,南半球温度变低,1月南半球回归线以南的温带和寒带温度升高,北半球温度变低.
（2）黄赤交角变小——7月,北半球新回归线以北的温带和寒带温度降低,南半球温度有所升高,1月南半球新回归线以南的温带和寒带温度降低,北半球温度有所升高.