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地球公轉(zhuǎn)的地理意義
地球公轉(zhuǎn)就是地球環(huán)繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)。因?yàn)橥厍蛞黄瓠h(huán)繞太陽(yáng)的還有太陽(yáng)系的其他天體，太陽(yáng)是它們共有的中心天體，故被稱為“公”轉(zhuǎn)。像地球的自轉(zhuǎn)具有其獨(dú)特規(guī)律性一樣，由于太陽(yáng)引力場(chǎng)以及自轉(zhuǎn)的作用，而導(dǎo)致地球的公轉(zhuǎn)。地球的公轉(zhuǎn)也有其自身的規(guī)律。下面是小編給大家整理的地球公轉(zhuǎn)的地理意義，希望對(duì)大家有所幫助!
正午太陽(yáng)高度的變化;
晝夜長(zhǎng)短的變化;
四季的形成;
五帶的形成.
(1)引起正午太陽(yáng)高度的變化 ①太陽(yáng)光線對(duì)于地平面的交角,叫做太陽(yáng)高度角,簡(jiǎn)稱太陽(yáng)高度(用 H 表示) .同一時(shí)刻正午太陽(yáng)高度由直 射點(diǎn)向南北兩側(cè)遞減.因此,太陽(yáng)直射點(diǎn)的位置決定著一個(gè)地方的正午太陽(yáng)高度的大小.在太陽(yáng)直射點(diǎn)上,太陽(yáng) 高度為 90°,在晨昏線上,太陽(yáng)高度是 0°.②正午太陽(yáng)高度變化的原因：由于黃赤交角的存在,太陽(yáng)直射點(diǎn)的南北移動(dòng),引起正午太陽(yáng)高度的變化.③正午太陽(yáng)高度的緯度變化規(guī)律：正午太陽(yáng)高度就是一日內(nèi)最大的太陽(yáng)高度,它的大小隨緯度不同和季節(jié)變化而有規(guī)律地變化.例：極晝的南北極為何冰雪不融呢?(太陽(yáng)高度角小,冰雪反射率大,冰層厚海拔高.)
(2)晝夜長(zhǎng)短隨緯度和季節(jié)變化 地球晝半球和夜半球的分界線叫晨昏線(圈) .晨昏線把所經(jīng)過(guò)的緯線分割成晝弧和夜弧.由于黃赤交角的 存在,除二分日時(shí)晨昏線通過(guò)兩極并平分所有緯線圈外,其它時(shí)間,每一緯線圈都被分割成不等長(zhǎng)的晝弧和夜弧 兩部分(赤道除外) .地球自轉(zhuǎn)一周,如果所經(jīng)歷的晝弧長(zhǎng),則白天長(zhǎng);夜弧長(zhǎng),則白晝短.晝夜長(zhǎng)短隨緯度和 季節(jié)變化的規(guī)律見(jiàn)下表：
(3)四季更替 ①?gòu)奶煳乃募荆合募揪褪且荒曛邪讜冏铋L(zhǎng)、正午太陽(yáng)高度最高的季節(jié).以 24 節(jié)氣中的立春、立夏、立秋、立冬為起點(diǎn).地 球在公轉(zhuǎn)軌道上的運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生天氣和季節(jié)的有規(guī)律變化,傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中農(nóng)民依此進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn),有如：“谷雨前后 種瓜點(diǎn)豆”的諺語(yǔ).黃赤交角是影響天文四季的直接原因.這是因?yàn)椋赫缣?yáng)高度隨緯度分布是：低緯大而高緯小,春秋二分,從赤道向兩極遞減;夏至日,從北回歸線向南北兩側(cè)遞減;冬至日,從南回歸 線向南北兩側(cè)遞減.隨季節(jié)變化是：北回歸線以北,夏至日前后正午太陽(yáng)高度達(dá)最大值,冬至日前后達(dá)最小值.南回歸線以南則相反.南北回歸線之間地帶,太陽(yáng)每年直射兩次.②氣候四季包含的月份.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、冬至為起點(diǎn).比我國(guó)天文四季晚一個(gè)半月.
(4)五帶劃分：以地表獲得太陽(yáng)熱量的多少來(lái)劃分熱帶、溫帶、寒帶.熱帶：南北回歸線之間有太陽(yáng)直射機(jī)會(huì),接受太陽(yáng)輻射最多.溫帶：回歸線與極圈之間,受熱適中,四季明顯.寒帶：極圈與極點(diǎn)之間,太陽(yáng)高度角低,有極晝、極夜現(xiàn)象。
地球公轉(zhuǎn)的軌道方向
概念
地球是在公轉(zhuǎn)過(guò)程中，所經(jīng)過(guò)的路線上的每一點(diǎn)，都在同一個(gè)平面上，而且構(gòu)成一個(gè)封閉曲線。這種地球在公轉(zhuǎn)過(guò)程中所走的封閉曲線，叫做地球軌道。如果我們把地球看成為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的話，那么地球軌道實(shí)際上是指地心的公轉(zhuǎn)軌道。
軌道
地球軌道的形狀是一個(gè)接近正圓的橢圓，太陽(yáng)位于橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。橢圓有半長(zhǎng)軸、半短軸和半焦距等要素，分別用a、b、c表示，其中a又是短軸兩端對(duì)于焦點(diǎn)(F1、F2)的距離。
關(guān)系式
半焦距與半長(zhǎng)軸和半短軸之間存在著這樣的關(guān)系：
即c2=a2-b2
半焦距c與半長(zhǎng)軸a的比值c/a，是橢圓的偏心率，用e表示，即e=c/a，
中心位置
嚴(yán)格地說(shuō)，地球公轉(zhuǎn)的中心位置不是太陽(yáng)中心，而是地球和太陽(yáng)的公共質(zhì)量中心，不僅地球在繞該公共質(zhì)量中心在轉(zhuǎn)動(dòng)，而且太陽(yáng)也在繞該點(diǎn)在轉(zhuǎn)動(dòng)。但是，太陽(yáng)是太陽(yáng)系的中心天體，地球只不過(guò)是太陽(yáng)系中一顆普通的行星。太陽(yáng)的質(zhì)量是地球質(zhì)量的33萬(wàn)倍，日地的公共質(zhì)量中心離太陽(yáng)中心僅450千米。這個(gè)距離與約為70萬(wàn)千米的太陽(yáng)半徑相比，實(shí)在是微不足道的，與日地1.5億千米的距離相比，就更小了。所以把地球公轉(zhuǎn)看成是地球繞太陽(yáng)(中心)的運(yùn)動(dòng)，與實(shí)際情況是十分接近的。
偏心率
偏心率是橢圓形狀的一種定量表示，e的數(shù)值大于0而小于1。橢圓越接近于圓形，則e的數(shù)值就越小，即接近于0;反之，橢圓越扁，e的數(shù)值就越大。經(jīng)過(guò)測(cè)定，地球軌道的半長(zhǎng)軸a為149,600,000千米，半短軸b為149,580,000千米。根據(jù)這個(gè)數(shù)據(jù)計(jì)算出地球軌道的偏心率為：
可見(jiàn)，地球軌道非常接近于圓形。
由于地球軌道是橢圓形的，隨著地球的繞日公轉(zhuǎn)，日地之間的距離就不斷變化。地球軌道上距太陽(yáng)最近的一點(diǎn)，即橢圓軌道的長(zhǎng)軸距太陽(yáng)較近的一端，稱為近日點(diǎn)。在近代，地球過(guò)近日點(diǎn)的日期大約在每年一月初。此時(shí)地球距太陽(yáng)約為147,100,000千米，通常稱為日距。地球軌道上距太陽(yáng)最遠(yuǎn)的一點(diǎn)，即橢圓軌道的長(zhǎng)軸距太陽(yáng)較遠(yuǎn)的一端，稱為遠(yuǎn)日點(diǎn)。在近代，地球過(guò)遠(yuǎn)日點(diǎn)的日期大約在每年的7月初。此時(shí)地球距太陽(yáng)約為152,100,000千米，通常稱為遠(yuǎn)日距。近日距和遠(yuǎn)日距二者的平均值為149,600,000千米，這就是日地平均距離，即1個(gè)天文單位。
計(jì)算公式
根據(jù)橢圓周長(zhǎng)的計(jì)算公式L=2πα(1-0.25×e2)
計(jì)算出地球軌道的全長(zhǎng)是940,432,870千米。
地球的公轉(zhuǎn)方向與自轉(zhuǎn)方向一致，從黃北極看，是按逆時(shí)針?lè)较蚬D(zhuǎn)的，即自西向東。這與太陽(yáng)系內(nèi)其它行星及多數(shù)衛(wèi)星的公轉(zhuǎn)方向是一致的，自轉(zhuǎn)平均角速度為每小時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)15度。在地球赤道上，自轉(zhuǎn)的線速度是每秒465米。
地球公轉(zhuǎn)的速度
地球公轉(zhuǎn)是一種周期性的圓周運(yùn)動(dòng)，因此，地球公轉(zhuǎn)速度包含著角速度和線速度兩個(gè)方面。如果我們采用恒星年作地球公轉(zhuǎn)周期的話，那么地球公轉(zhuǎn)的平均角速度就是每年360°，也就是經(jīng)過(guò)365.2564日地球公轉(zhuǎn)360°，即每日約0.986°，亦即每日約59′8″。地球軌道總長(zhǎng)度是940,000,000千米，因此，地球公轉(zhuǎn)的平均線速度就是每年9.4億千米，也就是經(jīng)過(guò)365.2564日地球公轉(zhuǎn)了9.4億千米，即每秒鐘29.8千米，約每秒30千米(線速度=940,000,000KM/365天=940,000,000秒/(365X24X3600)秒=29.8千米(近似為30千米/秒)。
依據(jù)開普勒行星運(yùn)動(dòng)第二定律[2]可知，地球公轉(zhuǎn)速度與日地距離有關(guān)。地球公轉(zhuǎn)的角速度和線速度都不是固定的值，隨著日地距離的變化而改變。地球在過(guò)近日點(diǎn)時(shí)，公轉(zhuǎn)的速度快，角速度和線速度都超過(guò)它們的平均值，角速度為1°1′11″/日，線速度為30.3千米/秒;地球在過(guò)遠(yuǎn)日點(diǎn)時(shí)，公轉(zhuǎn)的速度慢，角速度和線速度都低于它們的平均值，角速度為57′11″/日，線速度為29.3千米/秒。地球于每年1月初經(jīng)過(guò)近日點(diǎn)，7月初經(jīng)過(guò)遠(yuǎn)日點(diǎn)，因此，從1月初到當(dāng)年7月初，地球與太陽(yáng)的距離逐漸加大，地球公轉(zhuǎn)速度逐漸減慢;從7月初到來(lái)年1月初，地球與太陽(yáng)的距離逐漸縮小，地球公轉(zhuǎn)速度逐漸加快。
我們知道，春分點(diǎn)和秋分點(diǎn)對(duì)黃道是等分的，如果地球公轉(zhuǎn)速度是均勻的，則視太陽(yáng)由春分點(diǎn)運(yùn)行到秋分點(diǎn)所需要的時(shí)間，應(yīng)該與視太陽(yáng)由秋分點(diǎn)運(yùn)行到春分點(diǎn)所需要的時(shí)間是等長(zhǎng)的，各為全年的一半。但是，地球公轉(zhuǎn)速度是不均勻的，則走過(guò)相等距離的時(shí)間必然是不等長(zhǎng)的。視太陽(yáng)由春分點(diǎn)經(jīng)過(guò)夏至點(diǎn)到秋分點(diǎn)，地球公轉(zhuǎn)速度較慢，需要186天多，長(zhǎng)于全年的一半，此時(shí)是北半球的夏半年和南半球的冬半年;視太陽(yáng)由秋分點(diǎn)經(jīng)過(guò)冬至點(diǎn)到春分點(diǎn)，地球公轉(zhuǎn)速度較快，需要179天，短于全年的一半，此時(shí)是北半球的冬半年和南半球的夏半年。由此可見(jiàn)，地球公轉(zhuǎn)速度的變化，是造成地球上四季不等長(zhǎng)的根本原因。
首先了解幾個(gè)名詞：
1.一光年：是指光在真空中一年時(shí)間里面走過(guò)的距離，注意，光年是長(zhǎng)度單位。
2.地球公轉(zhuǎn)：我們的地球以每秒29.79公里的速度，沿著一個(gè)偏心率很小的橢圓繞著太陽(yáng)公轉(zhuǎn)。走完大約約9.4億公里的一圈路程要花365天又5小時(shí)48分46秒，即大約一年。(日地平均距離是1.5億公里)
3.光在一年時(shí)間里面走過(guò)的距離是地球公轉(zhuǎn)的周長(zhǎng)的多少倍?由于1光年是光在一年時(shí)間里面走過(guò)的距離，地球公轉(zhuǎn)周長(zhǎng)是地球一年走過(guò)的弧長(zhǎng),時(shí)間都是一年。所以距離之比就是光速300,000km/s和地球公轉(zhuǎn)的速度29.79km/s之比：n=300,000/29.79≈10,000倍。
4.地球圍繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)一周的距離是多少?此處的距離實(shí)際上是周長(zhǎng)，一周的弧長(zhǎng)。我們已經(jīng)知道地球公轉(zhuǎn)軌道半徑1.5億公里，很容易算出周長(zhǎng)的。根據(jù)公式s=2×3.14×1.5億，大約9.4億公里。
5.根據(jù)橢圓終極理論公式計(jì)算公轉(zhuǎn)周長(zhǎng)為近似為939901691.151千米(由于計(jì)算機(jī)局限暫時(shí)只能精確到此)
通常所指的地球公轉(zhuǎn)是以太陽(yáng)為參考系的二維平面，而地球在宇宙總空間和時(shí)間中轉(zhuǎn)行一年的行程，大約117億公里，軌跡是螺旋狀的，2011年的春分和2012年的春分，不是相交，而是距離數(shù)十億公里。
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