🌍 地球运动 3D 可视化教学模型
基于 Three.js 的交互演示 —— 收录「地球自转 · 地球公转 · 太阳高度角 · 太阳视运动 · 昼夜长短 · 黄赤交角 · 地转偏向力 · 时区时刻 · 晨昏昼夜 · 地球圈层 · 直射点回归」
拖拽旋转视角,点击顶部按钮切换 11 个地理知识模型
1 · 地球自转
2 · 地球公转
3 · 太阳高度角
4 · 太阳视运动
5 · 昼夜长短
6 · 黄赤交角
7 · 地转偏向力
8 · 时区时刻
9 · 晨昏与昼夜
10 · 地球圈层
11 · 直射点回归
工具一 · 地球自转 3D 交互演示
经纬网格地球,自转造成昼夜明暗变化(亮面=昼,暗面=夜)。拖拽旋转视角;按钮一键切换北极俯视 / 南极俯视 / 侧视。蓝轴=地轴(已按 23.5° 倾斜)。
视角与控制
⏸ 暂停自转
⬆ 北极
⬇ 南极
➡ 侧视
⟳ 重置视角
+ 拉近
- 拉远
显示图层
▦ 经纬线
☁ 云层
✧ 大气光
↕ 地轴
➤ 方向箭头
☀ 昼夜光
参数微调
自转速度
相机距离Z
相机高度Y
地球大小
地轴倾角
云不透明度
工具二 · 地球公转可视化模拟器
太阳居中,地球沿椭圆轨道公转并同时自转;地轴保持 23.5° 固定方向倾斜。今日点(1月初,快)与远日点(7月初,慢)位置已标出;拖动日期滑块或自动播放观察季节。
▶ 自动公转
俯视
南极俯视
侧视
日期
速度
工具三 · 太阳高度角
剖面看地球,太阳光线为平行光。正午模式:观测点位于太阳直射经线,展示该纬度正午太阳高度 H;全球模式:显示各纬度的太阳高度角。拖动纬度/日期滑块观察:H = 90° − |φ − δ|。
☀ 正午高度
🌍 全球高度
观测纬度 φ
日期
工具四 · 太阳视运动(观测者视角)
站在某纬度地面上观天,按真实天文公式计算太阳一整天的轨迹:东升西落、日出/日落地平与正午最高点。拖动观测纬度与日期观察轨迹变化
▶ 播放一天
春分
夏至
秋分
冬至
观测纬度
日期
时刻
工具五 · 昼夜长短变化
不同纬度在一年中的昼长变化。左图:某一日期下「昼长 — 纬度」曲线;蓝色=极昼(24h),灰色=极夜(0h)。拖动日期滑块(春分、夏至、秋至附近变化最明显);拖动下方观测纬度滑块看该纬度的当日昼长读数。
日期
观测纬度
工具六 · 黄赤交角与太阳直射点
地轴倾角 ε(黄赤交角,现为 23.5°)决定太阳直射点在南北纬 ε 之间回归:回归线纬度 = ε,直射纬度范围 = ±ε。拖动 ε 滑块看回归线随之移动;日期滑块沿公转轨道移动观察直射点的季分布。
▶ 播放直射点
黄赤交角 ε
日期
工具七 · 地转偏向力(科里奥利力)示意
由于地球自转,贴近地表运动的物体在北半球向右偏、南半球向左偏(赤道上无偏转)。图中从赤道向两极的质量点沿经线方向运动:观察其在北半球的轨迹向右弯、在南半球向左弯。可切换半球与调节偏转强度。
北半球
南半球
偏转强度
工具八 · 时区与世界时刻
地球每自转 15° 经度过 1 个小时。图示:一根经线正对太阳(当地为正午 12:00),其它经线向东西两侧推算出时刻。拖动直射经度滑块、选择城市或自动旋转观察全球时刻分布。
▶ 自动旋转
北京
伦敦
纽约
东京
直射经度(正午)
工具九 · 晨昏线与昼夜半球
地球被太阳照亮的半球为昼、背向的为夜,二者分界线为晨昏线(图中亮金色圆环)。拖动日期滑块可看到:直射纬度越高,晨昏线的倾斜越明显;亮面=昼半球,暗面=夜半球。
▶ 自转
日期
工具十 · 地球内部圈层结构
地球从外到内依次为地壳、地幔、外核、内核(切面示意,按真实比例分层)。可拖拽旋转观察剖面。厚度不等于真实比例(地壳最薄,图中放大以便看清)。
工具十一 · 太阳直射点回归运动
一年中太阳直射点在北回归线(23.4°N)与南回归线(23.4°S)之间往返移动,这就是“回归运动”。曲线为直射纬度随时间的变化,标出二分二至;拖动日期滑块查看当日直射点。
日期
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