第一节 四季和五带

1.太阳回归运动和太阳赤纬的周年变化

黄赤交角——太阳的回归运动——四季和五带。

太阳回归运动的主要表现，在于太阳赤纬的周年变化。太阳赤纬不同，其出没方位（影响昼夜长短）和中天高度不同。昼夜长短与正午太阳高度进而影响季节的变迁。

太阳赤纬随太阳黄经变化的规律：sinδ＝0.4sinλ

2.太阳回归运动与地球公转

地球的轨道运动除向东外，还有其南北的分量，正是这个南北分量，造成太阳回归运动。二分前后，地球公转的南北分量最大，约720km/min，太阳赤纬相应地增减约1″/min。

3.昼夜长短概说

昼夜交替实际上是地球在公转的同时快速自转所致。自转本身并不一定总会造成昼夜交替。

半昼弧公式：cost ＝ -tgφ tgδ 

昼夜长短的影响因素： φ与δ ，即纬度与季节。

昼夜等长的条件：t ＝90°，则cost ＝0。两种情况： φ = 0°，在赤道上, 终年昼夜等长；δ= 0° ，在春秋二分时，全球昼夜等长。

昼长夜短的条件：t > 90 °，则cost <0。即δ，φ 同号（太阳直射半球）。

极昼的条件：t ＝180 °，则cost ＝-1。即δ，φ同号且互余。

4.昼夜长短的纬度分布

全球分极昼、昼长夜短、昼短夜长、极夜四个地带（两分和赤道除外）。

δ为正值，全球昼长向北递增；δ为负值，向南递增。

δ的绝对值愈大，极昼（夜）地带愈大。

5.昼夜长短的季节变化

二分时，全球昼夜平分，均为12小时；二至时，昼夜长短极端；各地全年平均昼长相等，皆为12小时。

6.昼夜长短的其它因素

太阳视半径、大气折光作用、眼高差。

7.晨昏蒙影

概念：昼夜交替的过渡，晨光和昏影之合称。

原因：高空大气对太阳光的反射和散射。

分级：按晨光始和昏影终的太阳“低度”标准分三级：民用：6°、航海：12°、天文：18°。

白夜：昏影未终晨光已始。存在于从极昼圈纬度到低于其纬度18°的区域。

8.太阳高度概说

正午太阳高度（H）：H＝90°－φ＋δ

式中，δ以夏半年为正，冬半年为负；φ在南北半球都为正。式中的(90°－φ)可看作上点高度。

正午太阳高度因纬度而不同，因季节而变化。

9.正午太阳高度的纬度分布

正午太阳高度公式可改写为：H = ( 90° + δ  ) － φ

( 90° + δ )为赤道上不同季节的正午太阳高度，其他各地随纬度递减，φ是对( 90° + δ )的纬度订正。

10.正午太阳高度的季节变化

正午太阳高度公式可改写为：H = ( 90° －φ ) + δ 

( 90° －φ )为二分时的正午太阳高度，即全年的平均值；δ是对( 90° － φ )的季节订正，夏半年取正值，冬半年为负值。

11.四季概说

首先是天文现象，然后是气候现象。

半球性现象：昼夜长短和正午太阳高度角是半球性的，季节变化的主要因素；

全球性现象：日地距离的变化（影响很小）。

12.太阳直射点移动与四季的递变

太阳直射点的移动是四季形成的原因。

太阳直射点在南北半球的移动：两半球冬夏半年相互交替；太阳直射点向北或向南移动，两半球的昼夜长短和正午太阳高度角变化相互倒转；太阳直射点向赤道移动，昼夜长短和正午太阳高度趋向齐平，极昼和极夜地区缩小；太阳直射点向回归线移动，则反之。

13.四季的划分

天文季节四季等长；气候季节首先不一定有四个季节，其次四季往往不等长。

我国强调天文特征，以四立（立春、立夏、立秋、立冬）为四季的起止，以二分二至为四仲；西方侧重气候特征，以二分二至作为四季的起点。

14.五带的划分

一是正午太阳高度的季节变化，其中最突出的是有无太阳直射——界线即南、北回归线。二是昼夜长短的季节变化，其中最突出的是有无极昼和极夜——界线即南、北极圈。有太阳直射的区域为热带，有极昼极夜的区域为寒带，二者过渡的区域为温带。

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