地球與宇宙(三)

宇宙與地球主講人：張宏波教授第五章地球的運動

第一節(jié)地球的自轉(zhuǎn)一、地球自轉(zhuǎn)地球圍繞地軸的的旋轉(zhuǎn)。二、地球自轉(zhuǎn)的證明法國物理學(xué)家傅科（1819—1868）在巴黎進(jìn)行的擺的實驗（為紀(jì)念他的這個功績，后人稱這種擺為“傅科擺”）。付科設(shè)計的超然于地球自轉(zhuǎn)的擺。傅科擺：繩長，67米長的鋼絲繩錘重，27千克重的金屬球

這個實驗宜在高緯度地帶進(jìn)行。在北極，朝著某個恒星方向擺動的擺，會追隨這顆恒星作周日運動。每小時偏轉(zhuǎn)15°。

傅科擺的偏轉(zhuǎn)角度θ=15°Sinφ

城市緯度偏轉(zhuǎn)角度哈爾濱45°45′10.8°北京39°57′9.6°上海31°12′7°廣州23°00′6°三地球自轉(zhuǎn)的周期恒星日參考點為春分點太陽日參考點為太陽太陰日參考點為月球

四、地球自轉(zhuǎn)的速度地球各部分都有相同的自轉(zhuǎn)角速度。根據(jù)地球自轉(zhuǎn)的周期，地球自轉(zhuǎn)的角速度平均為每小時15°，每分15′，每秒15″V0=2π/T地球自轉(zhuǎn)的線速度因緯度和高度而不同。在同一高度，例如海平面，地球自轉(zhuǎn)的線速度隨緯度增大而減小。赤道上，自轉(zhuǎn)速度最大，因為赤道是緯線中唯一的大圓。V0=2πR/T四、地球自轉(zhuǎn)的后果四、地球自轉(zhuǎn)的后果1、不同天體的周日運動2、不同緯度的周日運動3、水平運動的偏轉(zhuǎn)4、晝夜變化第二節(jié)地球的公轉(zhuǎn)

一、地球公轉(zhuǎn)及其證明地球公轉(zhuǎn)就是地球?qū)μ柕睦@轉(zhuǎn)。地球公轉(zhuǎn)所環(huán)繞的不是太陽中心，而是太陽和地球的共同質(zhì)量中心。日地共同質(zhì)心與太陽中心之間的距離約450km。這對于具有70萬千米半徑的太陽來說是微乎其的。在北極看起來，地球公轉(zhuǎn)呈逆時針方向。這樣的旋轉(zhuǎn)方向被叫做向東。

二、地球公轉(zhuǎn)的規(guī)律性

（一）地球軌道半長軸（a）——149600000km；半短軸（b）——149580000km；半焦距（C）——2500000km；周長（l）——940000000km。偏心率（e=c/a)

——0.016或1／60扁率f=（a－b）/a

——1/7000（二）黃赤交角地球的自轉(zhuǎn)軸與其公轉(zhuǎn)的軌道面成66°34'的傾斜。地球的自轉(zhuǎn)同它公轉(zhuǎn)之間的這種關(guān)系，天文學(xué)和地理學(xué)上通常用它的余角（23°26'），即赤道面與軌道面的交角來表示；而在地心天球上，則表現(xiàn)為黃道與天赤道的交角，并被稱為黃赤變角。（三）地球公轉(zhuǎn)的周期地球公轉(zhuǎn)的周期，籠統(tǒng)地說是一年。但是，由于參考點的不同，天文上的年的長度有四種：恒星年(365.2564日)、回歸年(365.2422日)、近點年(365．2596日)等，它們分別以恒星、春分點、近日點度量年長的參考點。（四）地球公轉(zhuǎn)的速度根據(jù)地球公轉(zhuǎn)的恒星周期（恒星年），即得地球公轉(zhuǎn)的平均角速度為每日0.99°，亦即每日約59'。根據(jù)軌道周長和上述周期，則得地球公轉(zhuǎn)的平均線速度為每秒29．78km，即每秒約30km。三、地球公轉(zhuǎn)的后果（一）恒星的周年視差（二）太陽的周年運動（三）行星同太陽的回合運動

第六章地球運動的地理意義

第一節(jié)四季和五帶

一、太陽的回歸運動二、正午太陽高度三、晝夜變化四、地球上的四季五、地球上的五帶

（一）五帶概說地球上的熱帶、南北溫帶和南北寒帶，總稱五帶

1、五帶是季節(jié)地帶。

2、五帶是天文地帶。3、五帶是緯度地帶。（二）五帶的劃分（三）五帶分論第二節(jié)歷法和時間

一、歷法歷法就是推算日、月、年的法則。二、歷法的種類

1.太陰歷——以回歷為例

2.太陽歷——以公歷為例儒略歷、奧古斯都?xì)v、格里歷

3.陰陽歷——以中國夏歷為例二、時間（一）時間概說時間通常包含兩個概念：時刻和時段。前者表示時間的遲早或先后；后者則表示時間的久暫或長短。（二）地方時經(jīng)度每隔15o，地方時刻相差1小時；經(jīng)度相差15’，地方時刻相差1分；經(jīng)度相差1o，地方時刻相差4分鐘。1、已知甲乙兩地的經(jīng)度，試求出兩地的地方時之差。甲乙經(jīng)度121°26'E121°26'E121°26'E乙地經(jīng)度116°19'E91°02'E115°15'W地方時之差2、已知東經(jīng)120度的地方時是12時00分00秒，試求下列經(jīng)度的地方時。經(jīng)度東經(jīng)81°17'91°02'166°19'121°26'地方時

（三）時區(qū)和區(qū)時理論時區(qū)是按經(jīng)度劃分的。根據(jù)一日分為24小時的歷史傳統(tǒng)，全球分為24個時區(qū)，每一時區(qū)跨經(jīng)度15o，并編有時區(qū)的號碼。本初子午線所在的時區(qū)為中區(qū)（即零區(qū)），跨東西經(jīng)各7．5o。中區(qū)以東依次為東1區(qū)、東2區(qū)……東12區(qū)，它們的中央經(jīng)線分別為東經(jīng)15o、30o，……180o；中區(qū)以西依次為西1區(qū)、西2區(qū)……西12區(qū)，它們的中央經(jīng)線分別是西經(jīng)15o、30o……180o。其中，東12區(qū)和西12區(qū)是兩個半時區(qū)，疊加為12區(qū)。每一時區(qū)的東西界線（亦即相鄰兩時區(qū)的界線）距各自中央經(jīng)線都為7．5o。各個時區(qū)采用各自中央經(jīng)線的地方平時，為全區(qū)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)時間，這就叫區(qū)時。（四）日界線日界線也叫國際日期變更線。它的設(shè)置是為了避免日期混亂。1、已知一地區(qū)的區(qū)時，求知它區(qū)的區(qū)時。時區(qū)東五區(qū)東六區(qū)東七區(qū)東八區(qū)東九區(qū)東十區(qū)區(qū)時12h34m時區(qū)西五區(qū)西四區(qū)西三區(qū)西二區(qū)西一區(qū)中區(qū)區(qū)時時區(qū)東八區(qū)中區(qū)東十區(qū)西一區(qū)東十二區(qū)西十二區(qū)區(qū)時20h00m2、已知一區(qū)的日期和區(qū)時，求知它區(qū)的日期和區(qū)時。時區(qū)東八區(qū)中區(qū)東十西十區(qū)東十二區(qū)西十二區(qū)區(qū)時20h20m日期星期一時區(qū)西十二區(qū)西五區(qū)中區(qū)東五區(qū)東八區(qū)東十二區(qū)區(qū)時15-15日期1-1時區(qū)西十二區(qū)西三區(qū)中區(qū)東三區(qū)東八區(qū)東十二區(qū)區(qū)時12h00m日期星期三3、某人乘飛機于9月1日下午1時從東京（東九區(qū)）起飛，經(jīng)過10個小時的飛行到達(dá)圣佛朗西斯科（西八區(qū)），問到達(dá)時當(dāng)?shù)厥菐兹諑讜r。反之，若從圣佛朗西斯科9月1日下午1時起飛，飛行10小時后到達(dá)東京