《月相和潮汐變化》 教學(xué)課件

日食和月食一日月食的成因二日月食的種類(lèi)三日月食的過(guò)程四日月食的條件五日月食的概率六日月食的周期一日月食的成因地球上看,月輪遮掩日輪,就發(fā)生日食地輪遮掩月輪,就發(fā)生月食天體影子本影：頂端背向太陽(yáng)的會(huì)聚圓錐。

陽(yáng)光被全部遮蓋半影：本影和偽本影周?chē)目招陌l(fā)散圓錐。

部分太陽(yáng)光輝被遮蓋偽本影：本影的延伸部分，與本影同軸而反向的發(fā)光圓錐

太陽(yáng)中心部分光輝被遮蓋半影和偽本影明暗程度：愈接近本影，愈陰暗；離本影愈遠(yuǎn)，愈明亮。月食—地球半影、本影－夜半球日食—月球的本影、偽本影、半影－晝半球單位（千米）地球本影月球本影月地距離最短1358900367000363000最長(zhǎng)1404800379700405508平均1381900373300384400二日月食的種類(lèi)1日食的種類(lèi)日全食（月球本影）日環(huán)食（月球偽本影）日偏食（月球半影）2月食的種類(lèi)

全部進(jìn)入本影區(qū)：月全食部分進(jìn)入本影區(qū)：月偏食（部分半影，部分本影）全部處于半影區(qū)：半影食（光度減弱，無(wú)蝕變）討論1地球上的全食和偏食可同時(shí)出現(xiàn)嗎？2地球上的全食和環(huán)食可同時(shí)出現(xiàn)嗎？三日月食的過(guò)程1日食

（1）日食過(guò)程月輪向東趕超并掩蔽日輪的過(guò)程月球在天球向東運(yùn)行，周期為月球公轉(zhuǎn)周期（13°10′/日）太陽(yáng)在天球向東運(yùn)行，周期為地球公轉(zhuǎn)周期（59′/日）西緣開(kāi)始，東緣結(jié)束自東向西日運(yùn)動(dòng)（視運(yùn)動(dòng)）

地球自轉(zhuǎn)逆運(yùn)動(dòng)自西向東運(yùn)動(dòng)（真運(yùn)動(dòng)）

月球公轉(zhuǎn)（13°10′/日）地球公轉(zhuǎn)（59′/日）（2）日食階段：初虧－食既－食甚－生光－復(fù)圓（3）日食空間分布全（環(huán)）食帶（直徑最大約260-380千米）“偏食帶”（南北跨越最大約1/4地球東西跨越最大約1/2地球）日食發(fā)生

空間分布圖食帶范圍南北界東西界日食開(kāi)始時(shí)刻日食結(jié)束時(shí)刻初虧時(shí)日出初虧時(shí)日落環(huán)食全食混合日食（4）日食持續(xù)時(shí)間理論極限：7分31秒1973年6月30日法國(guó)-協(xié)和飛機(jī)-延長(zhǎng)至74分因月球公轉(zhuǎn)導(dǎo)致地表月影向東移動(dòng)速度約為1.13km/s因地球公轉(zhuǎn)導(dǎo)致地表月影向西移動(dòng)速度約為0.08km/s因地球自轉(zhuǎn)導(dǎo)致地表月影向西移動(dòng)速度約為0.47km/s三種運(yùn)動(dòng)合成導(dǎo)致月影在向東移動(dòng)速度為0.58km/s（2088km/h）月影的移動(dòng)為月球和“太陽(yáng)和地球”的賽跑討論：日食分布圖的意義同次日食過(guò)程可能在不同地區(qū)對(duì)應(yīng)的食類(lèi)不同全食（環(huán)食）+偏食全食+環(huán)食（混合食）地球上特定地區(qū)的日食過(guò)程持續(xù)幾分鐘，但就全球而言可持續(xù)幾小時(shí)，不同地區(qū)的觀食的世界時(shí)向東遞增，確定特定地區(qū)的觀食時(shí)刻應(yīng)同時(shí)考慮地方時(shí)和世界時(shí)的向東增量。地球自轉(zhuǎn)不影響日月食的發(fā)生，不影響地球整體日食的持續(xù)時(shí)間，但影響特定區(qū)域的日食持續(xù)時(shí)間2月食（1）月食過(guò)程

月食是月輪向東趕超地球本影從而被掩的過(guò)程?hào)|緣開(kāi)始西緣結(jié)束（2）月食階段

“古銅色的月亮”偏食+全食+偏食偏食-偏食-偏食（3）月食持續(xù)時(shí)間3h以上，觀測(cè)區(qū)域超過(guò)半球不同地區(qū)的觀測(cè)的世界時(shí)相同四日月食的條件1朔望條件（必要）朔：日月相合日食望：日月相沖月食2交點(diǎn)條件（充要）

日月相合黃白交點(diǎn)附近日月相沖黃白交點(diǎn)附近不是所有的朔望都發(fā)生日月食五日月食的概率1食限2食季與食年3日月食概率1食限日食限：日輪與月輪相切時(shí)，黃白交點(diǎn)到日輪中心的黃經(jīng)差月食限：地本影輪與月輪相切時(shí)，黃白交點(diǎn)到日輪中心的黃經(jīng)差(1)食限的定義類(lèi)型日食月食偏食中心食半影食偏食全食最大限角17°.911°.518°.311°.96°.0最小限角15°.910°.116°.210°.04°.1日食限>月食限（不計(jì)半影食，P149）（2）食限的變化黃白交角愈大（4°59′-5°18），日月食限愈小月地距離愈大（36-41萬(wàn)′），日月食限愈小日地距離愈大（1.47-1.52億），日食限愈小，月食限愈大日地距離愈大，日食限愈小，月食限愈大2食年和食季食季：太陽(yáng)經(jīng)過(guò)食限（黃白交點(diǎn)附近）的時(shí)間段食季食季食年:346.26日太陽(yáng)在黃道2次通過(guò)黃白交點(diǎn)交點(diǎn)月:27.21日月亮在白道23-24次通過(guò)黃白交點(diǎn)1個(gè)食年內(nèi)太陽(yáng)經(jīng)過(guò)黃白交點(diǎn)2次，對(duì)應(yīng)2個(gè)食季，相隔約半年（太陽(yáng)的視運(yùn)動(dòng)較慢，太陽(yáng)的視運(yùn)動(dòng)位置起決定性因素注意交點(diǎn)月（27.12）和朔望月（29.53）的區(qū)別注意食年（346.22）和回歸年（362.22）的區(qū)別3日月食概率（1）日食概率日食最大食限17.9°，食季=17.9°×2÷59′＝36.4日

一個(gè)食季最多可能有兩次，兩個(gè)食季最多可能有四次（交點(diǎn)月27.2122日）（2）月食概率月食最大食限

11.9°，食季=11.9°×2÷59′＝24.2日一個(gè)食季最多可能一次（交點(diǎn)月27.2122日）（3）一年中的日月食概率

回歸年365.24日

食年346.26日19天１）兩個(gè)完整的食季和一個(gè)不完整的食季

２＋2（＋1）日食１＋１（＋1）月食２）一個(gè)完整的食季和兩個(gè)不完整的食季

1＋2＋1日食，1＋1＋1月食

實(shí)際每年發(fā)生日月食2-7次365.24346.26

（4）區(qū)域的日月食概率

1）就全球而言：發(fā)生日食的次數(shù)比月食多（日食限>月食限）

2）就區(qū)域而言：見(jiàn)到月食的次數(shù)遠(yuǎn)多于日食（月食觀食區(qū)域廣）六日月食的周期1基本周期日月相合或相沖－朔望月（29.5306日)

太陽(yáng)通過(guò)黃白交點(diǎn)－食年（346.2日)月球通過(guò)黃白交點(diǎn)－交點(diǎn)月（27.21日）月球通過(guò)近日點(diǎn)－近點(diǎn)月（27.55日)2沙羅周期朔望月、交點(diǎn)月、交點(diǎn)年和近點(diǎn)月的共同周期沙羅周期長(zhǎng)6585.32日，合18年11.32日

經(jīng)歷一個(gè)沙羅周期后，日、月、黃白交點(diǎn)三者相對(duì)位置及月地距離遠(yuǎn)近，長(zhǎng)度相同；每個(gè)沙羅周期內(nèi)，大體上有相同次數(shù)和種類(lèi)的日月食。沙羅周期：223朔望月漢三統(tǒng)歷周期：135朔望月美近代紐康周期：358朔望月潮汐“濤之起也，隨月盛衰”——王充《論衡》一潮汐現(xiàn)象二引潮力三潮汐規(guī)律四潮汐作用

1潮汐定義：海水周期性垂直運(yùn)動(dòng)2潮汐現(xiàn)象

高潮和低潮：（半太陰日）12時(shí)25分大潮和小潮：（半朔望月）14.77日一潮汐現(xiàn)象3地球的潮汐變形

正球體———扁球體———長(zhǎng)球體地球自轉(zhuǎn)地月公轉(zhuǎn)永久性變形周期性變形潮汐變形差異吸引1定義：地球特定地區(qū)實(shí)際天體引力同全球平均引力的差值細(xì)箭頭為平均引力，粗箭頭為實(shí)際引力，雙線(xiàn)箭頭為引潮力。引潮力=實(shí)際引力–平均引力二引潮力平均引力實(shí)際引力

引潮力的水平分力指向正反二個(gè)垂點(diǎn)，并在那里形成二個(gè)潮汐隆起，使地球由正球體變成長(zhǎng)球體順潮對(duì)潮2引潮力的計(jì)算正垂點(diǎn)：反垂點(diǎn)：天體質(zhì)量m，天體距離d，地球半徑r*太陰潮>太陽(yáng)潮（2.2：1）三潮汐的規(guī)律1潮汐的基本周期半太陰日每太陰日二次高潮和二次低潮；半朔望月每朔望月二次大潮和二次小潮；朔望發(fā)生大潮上下弦發(fā)生小潮半朔望月→月球+地球公轉(zhuǎn)半太陰日→地球自轉(zhuǎn)大潮-朔望潮小潮-方照潮高潮高潮低潮低潮大潮大潮小潮小潮朔望引潮力=太陰潮+太陽(yáng)潮月日上弦引潮力=太陰潮-太陽(yáng)潮2潮汐的復(fù)雜性（1）月亮赤緯的變化：回歸潮與赤道潮全球而言：月球赤緯＝0順潮=對(duì)潮（赤道潮）月球赤緯≠0順潮≠

對(duì)潮（日潮不等）月球赤緯＝±28o35′順潮對(duì)潮差異最大（回歸潮）具體地區(qū)：赤道：半日潮緯度>=90-：全日潮其它：混合潮*可類(lèi)比太陽(yáng)赤緯變化導(dǎo)致的晝夜變化（2）太陽(yáng)赤緯的變化：二分潮和二至潮春秋分前后的朔望潮差增大（3）天體距離的變化：

近（日）地潮和遠(yuǎn)（日）地潮月地距離57R－64R，潮差相差39.1％（4）地理因素海盆因素我國(guó)杭州灣的最大潮差達(dá)8.93m，仁川港達(dá)10m，北美加拿大芬地灣最大潮差更達(dá)19.6m（安納波利斯潮汐電站）

內(nèi)摩擦（高潮間隔1-3天）“八月十八潮，壯觀天下無(wú)”芬地灣位于北美洲的東北部，開(kāi)口向南，三面環(huán)陸，灣口寬約100公里，向里170多公里逐漸收縮日全食與錢(qián)塘江大潮潮汐預(yù)報(bào)*簡(jiǎn)明公式：高潮時(shí)=0.8h×[農(nóng)歷日期-1(或16)]+平均高潮系數(shù)

上式可算得一天中的一個(gè)高潮時(shí)，對(duì)于正規(guī)半日潮海區(qū)，將其數(shù)值加或減12時(shí)25分即可得出另一個(gè)高潮時(shí),而其數(shù)值加或減6時(shí)12分即可得低潮時(shí)。平均高潮系數(shù)

——平均高潮系數(shù)即初一或十六的高潮時(shí)間潮汐作用1潮汐瓦解力

洛希極限D(zhuǎn)=2.52（ρ/ρ’)1/3R

ρ與R為中心天體密度和半徑行星環(huán)系顆粒以及流星群等

連珠對(duì)地球可能造成的影響2潮汐摩擦地球自轉(zhuǎn)快速減緩，0.16秒/萬(wàn)年月球公轉(zhuǎn)慢速減緩年代自轉(zhuǎn)周期公轉(zhuǎn)周期寒武紀(jì)（5.4億前）20.8小時(shí)424“天