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题目

[问答题,简答题] 地球与太阳的相对位置可用哪些参数来表示,影响相对位置变化的主要因素是什么,为什么太阳离地球最远时而最热,离地球最近时却是寒冷天气。

[问答题,简答题] 地球与太阳的相对位置可用哪些参数来表示,影响相对位置变化的主要因素是什么,为什么太阳离地球最远时而最热,离地球最近时却是寒冷天气。

题目解答

答案

相对位置可用纬度,太阳赤纬d,时角h,太阳高度角和方位角A表示,其中前三个参数、d、h是直接影响和A的因素,因为是表明观察点所在位置,d表明季节(日期)的变化;h是表明时间的变化。 当太阳离地球最远时,太阳光是垂直于直射地面的,具有很高的辐射强度,所以最热而形成了夏至,当太阳距地球最近时,太阳光是斜射地球表面的,其辐射强度很弱,因此最寒冷导致了冬至。

解析

考查要点:本题主要考查地球与太阳相对位置的描述参数、影响这些参数变化的因素,以及太阳距离变化与季节温度的关系。
核心思路:

  1. 参数描述:需明确太阳位置的几何参数(如太阳赤纬、时角等)及其物理意义。
  2. 变化因素:理解地球公转轨道的椭圆性和地轴倾斜对太阳位置参数的影响。
  3. 季节与温度:掌握太阳高度角对辐射强度的决定作用,而非单纯距离的远近。

破题关键:

  • 太阳高度角是决定地面接收太阳辐射强度的核心因素。
  • 地球公转轨道的季节性变化(如赤纬)与地轴倾斜共同作用,导致太阳高度角的季节性变化。

1. 地球与太阳的相对位置参数

地球与太阳的相对位置可通过以下参数描述:

  • 太阳赤纬($d$):反映太阳直射点的纬度位置,随季节(地球公转)变化。
  • 时角($h$):反映太阳在天空中的时变位置,随地球自转而变化。
  • 太阳高度角($A$):太阳光线与地平面的夹角,由$d$和观测点纬度共同决定。
  • 太阳方位角:太阳在天空中的方位,与高度角共同描述太阳位置。

2. 影响相对位置变化的因素

  • 地球公转:导致太阳赤纬$d$随季节变化(如夏至时$d$最大)。
  • 地球自转:导致时角$h$随时间变化,形成昼夜交替。

3. 太阳距离与季节的关系

  • 太阳离地球最远时(远日点,约7月初):
    • 北半球为夏季,因地轴倾斜使太阳高度角大,辐射强度高。
  • 太阳离地球最近时(近日点,约1月初):
    • 北半球为冬季,因太阳高度角小,辐射强度弱。
  • 关键结论:季节温度主要由太阳高度角决定,而非太阳距离。

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