第一章地球概論

第一章地球概論

第一節(jié)宇宙中的地球第二節(jié)地球坐標與天球坐標第三節(jié)地球的運動

第四節(jié)歷法

宇宙的形成

宇宙是由大約150億年前發(fā)生的一次大爆炸形成的,宇宙在大爆炸前處于極高溫和超高密狀態(tài),大爆炸使物質四散出擊，宇宙空間不斷膨脹，溫度也相應下降，后來相繼出現(xiàn)在宇宙中的所有星系、恒星、行星乃至生命。時間：10-44s體積：10100倍溫度：1032K宇宙大爆炸理論第一章銀河系有2000多億顆星體！第一章第一章宇宙中的地球宇宙中的地球第一章流星第一章彗星1、星光閃爍的恒星

天體類型8、形式各異、大小不一的人造天體7、星際物質——氣體和塵埃6、拖著長尾的彗星5、一閃即逝的流星4、輪廓模糊的星云3、圓缺多變的月亮2、在星空中移動的行星第一章天體及天體系統(tǒng)總星系銀河系河外星系（星系）2000多億顆恒星太陽系其他行星系統(tǒng)地月系

天體系統(tǒng)的層次小結地球月球最低最高第一章人類對宇宙的認識過程

1、古代的天圓地方說2、公元2世紀，古希臘天文學家托勒玫提出地心說3、16世紀，波蘭天文學家哥白尼提出日心說4、18世紀，天文學家引進星系一詞5、20世紀60年代以來，大型天文望遠鏡的使用以及空間探測技術的發(fā)展，使天文觀測的尺度逐漸擴展到150—200億光年的時空區(qū)域——總星系第一章地球是一顆普通的行星第一章宇宙中的地球

地球沿著橢圓形軌道繞太陽運行，太陽處在橢圓的焦點之一。每年1月初地球和太陽最接近，距離約為14710×104公里，稱為近日點。7月初離太陽最遠，距離約為15210×104公里，稱遠日點。第一章一、地球的形狀和大小二、地表環(huán)境受到的影響地球的形狀和大小地球是一個赤道突出、兩極扁平的橢球。用平均海平面來表示的、處處與鉛垂線保持垂直的連續(xù)曲面，這個曲面叫做大地水準面。用繞短軸旋轉的橢圓構成的橢球來代替地球，稱為地球橢球體。地球兩極扁平的程度稱為地球的扁率a，可以用下式計算：（式中a為地球赤道半徑，b為地球兩極半徑）第一章相關圖解第一章地球和標準橢球體相比較，南極凹進24m，北極高出14m地球赤道半徑a為6,378,140米，極半徑c為6,356,780米，平均半徑為6,371,030m。地球的赤道周長為39,840,000m，總面積5.028×108km2，總體積1.082×l08km3，總質量5.98×1024kg相關圖解第一章第一章地表環(huán)境受到的影響

（一）地外系統(tǒng)對地表環(huán)境的影響（二）地內系統(tǒng)對地表系統(tǒng)的影響1、能量的來源2、引力的影響3、隕石撞擊的環(huán)境效應4、其他宇宙因素的影響

1、能量的來源2、物質的交換3、地內活動的其它環(huán)境效應第一章地球坐標與天球坐標

一、地球坐標二、天球坐標第一章地球坐標（一）經緯線與地球上的方向（二）地理坐標的經緯度（三）地球上的距離第一章經線是地球上的南北方向線——沿經線指向北極(N)為正北方向，指向南極(S)為正南方向。緯線是地球上的東西方向線——沿緯線順地球自轉方向為正東方向，逆地球自轉方向則為正西方向，東西方向是無限方向。緯度是指通過某地的鉛垂線與赤道平面的夾角。經度是指某地的經線平面與本初子午面的夾角。1、常用的距離單位海里(nmile)——人們將地球上1分大圓弧的長度定義為1nmile,即地球上每度大圓弧為60nmile。公里(km)——法國人把地球上大圓周長的四萬分之一定義為1km，中國人使用的華里則為公里長度的二分之一。每度大圓弧之長=40000km/360o=111.11km／1o。2、地球上兩點距離公式：如果已知A地的地理坐標為(φA,λA)，B地的坐標為(φB,λB)，則兩地距離(AB大圓弧的度數(shù))：cosAB=sinφAsinφb+cosφAcosφBcos(λB-λA)相關圖解第一章天球坐標(一)天球(二)天球的基本點和圈(三)天球坐標系圖第一章1、地平坐標系2、黃道坐標系

1、天頂和地平圈2、天極和天赤道3、天子午圈和四方點4、黃道和春分點

天球是以觀測者為中心，任意遠為半徑的假想球面。相關圖解第一章地球的運動一、地球的自轉二、地球的公轉三、歲差、章動和極移第一章地球的自轉1、地球自轉的證明2、地球自轉的方向3、地球自轉的周期4、地球自轉的意義5、地球自轉的速度第一章地球自轉的證明傅科擺試驗:

結構和普通擺一樣，擺動和普通擺的擺動也一樣。我們知道，作為一種物質形式，擺是無法擺脫地球自轉的。但是，作為一種運動狀態(tài)，擺動和擺動平面是可以超然于地球自轉的。利用擺動的這種特點，人們可以直接察覺地球自轉的后果。第一章

第一章

1851年，傅科進行了著名的傅科擺實驗。他根據地球自轉的理論，提出除地球赤道以外的其他地方，單擺的振動面會發(fā)生旋轉的現(xiàn)象，并付諸實驗。他選用直徑為30厘米、重28千克的擺錘，擺長為67米，將它懸掛在巴黎萬神殿圓屋頂?shù)闹醒?，使它可以在任何方向自由擺動。下面放有直徑6米的沙盤和啟動栓。如果地球沒有自轉，則擺的振動面將保持不變；如果地球在不停地自轉，則擺的振動面在地球上的人看來將發(fā)生轉動。當人們親眼看到擺每振動一次（周期為16.5秒），擺尖在沙盤邊沿畫出的路線移動約3毫米，每小時偏轉11°20‘（即31小時47分回到原處）時。地球自轉方向地球自轉方向：第一章從北極上空看第一章從南極上空看第一章地球自轉周期地球自轉一周的時間即自轉周期，叫做一日。由于觀測周期采用的參考點不同，一日的定義也略有差別。恒星日：23h56m4s太陽日：24小時如果取春分點為標準，則春分點連續(xù)兩次通過同—子午面的時間，叫做一恒星日。如果取太陽為標準，則地球上同一地點連續(xù)兩次通過地心與日心的連線所需的時間，叫做一個太陽日。第一章相關圖解PSUN恒星PPE1E3E2恒星日與太陽日第一章?lián)茰y，在地球形成的初期，地球自轉的周期僅有4

小時。現(xiàn)在已經計算出在各時期地球自轉的周期。第一章地球自轉速度地球自轉速度包括線速度和角速度兩種:1.線速度由赤道向兩極遞減2.角速度

除極點外均為15度/小時3.在極點上，線速度和角速度均為0第一章相關圖解

地球自轉線速度和角速度第一章地球自轉的意義地球自轉的重要地理意義表現(xiàn)在以下幾個方面：1、地球自轉決定了晝夜的交替，并使地表各種過程具有一晝夜的節(jié)奏2、由于地球自轉的結果，所有北半球作水平運動的物體都發(fā)生向右偏轉，在南半球則向左偏3、地球自轉造成同一時刻，不同經線上具有不同的地方時間4、由于月球和太陽的引力，地球體發(fā)生彈性變形，在洋面上則表現(xiàn)為潮汐5、地球的整體自轉運動，同它的局部運動，例如地殼運動、海水運動、大氣運動等，都有密切關系

第一章圖圖圖圖第一章第一章第一章地球的公轉地球按照一定的軌道繞太陽運動，稱為公轉。地球公轉方向是自西向東。地球公轉的周期為一年。地球公轉速度在近日點最大，在遠日點時最小。太陽光線直射的范圍在23°27′N和23°27′S之間作周期性變動，從而形成了春夏秋冬四季的更替。地球公轉軌道是一個橢圓，太陽位于橢圓的兩個焦點之一。橢圓的最長直徑叫長軸，最短直徑叫短軸。長短軸之差稱為焦點距。1/2焦點距與半長軸之比，稱為橢圓偏心率。偏心率愈接近于零，橢圓即愈接近圓形。地球軌道偏心率約為0.017（或1/60）。第一章春分(3月20或21日)和秋分（9月22或23日），太陽位于春分和秋分點。南北半球各緯度上的白晝和夜晚長度都是12小時。冬至(12月22或23日)和夏至(6月21或22日)時北半球夜晚比白晝長，南半球相反；愈向兩極，晝夜長度懸殊愈大，在赤道兩側的相應緯度上，晝夜相對長度恰好相反，北極圈內夜長24小時，南極圈內晝長24小時。第一章圖圖第一章第一章地球公轉速度的變化：地球公轉的周期：地球公轉的周期為一年?！澳辍钡臅r間也因參考點不同而有差別。

恒星年：地球連續(xù)兩次通過太陽和另一恒星的連線與地球軌道的交點所需的時間為365日6時9分9.5秒，稱為一個恒星年?；貧w年：連續(xù)兩次通過春分點的平均時間為365日5時48分46秒，稱為一個回歸年。第一章黃道全圈分為360o，以春分點為起點計算，二分點與二至點與相鄰點的角距都是90o。西方國家以春分到夏至為春季，夏至到秋分為夏季，秋分到冬至為秋季，冬至到春分為冬季。我國還將黃道全圈按15o劃分，得到24個間距，稱為二十四節(jié)氣。圖第一章第一章二十四節(jié)氣歌

春雨驚春清谷天，

夏滿芒夏暑相連，

秋處露秋寒霜降，

冬雪雪冬小大寒。歲差、章動和極移歲差：當?shù)厍蜃赞D軸旋進時，春分點西移，故地球自傳不到—周即可兩次經過春分點，這就是歲差。章動：由于地球自轉軸在它本身和地球轉動慣量軸之間發(fā)生移動使地球圍繞其自轉軸的擺動。轉動慣量軸是這樣的一種軸，即圍繞它地球有相等的質量分布。由于緯度等于地球自轉軸和觀察點處鉛垂線間的余角，因自轉軸擺動，這個角度就會發(fā)生變化，其變化造成緯度的循環(huán)變化。極移：由于地球質量分布不均勻，真正的極點位置常常發(fā)生變化，因此自轉軸又將圍繞新極點旋轉。這種現(xiàn)象就是極移。第一章相關圖解第一章歷法1、陰歷2、陽歷3、陰陽歷（農歷）第一章歷法—陰歷歷法是指根據日、月的運行規(guī)律安排年歷的法則?，F(xiàn)今仍然使用的歷法種類主要有陰歷、陽歷、陰陽歷。1、陰歷根據月相變化周期制定的歷法，簡稱陰歷或回歷。

這種歷法，歷月的日序與月相對應，但歷年月序卻與季節(jié)毫不相干。在游牧民族的穆斯林國家或地區(qū)陰歷仍然使用。

第一章月相和朔望月月球本身不發(fā)光，只能反射太陽光。在太陽照射下，月球總是被分為光明和黑暗兩個半球。它們是月球上的晝半球和夜半球。但從地球上看來，這明暗兩部分的對比，時刻發(fā)生變化：有時看到它的光明半球，有時看到它的黑暗半球；在一個時候，月輪的光明部分不斷擴大，黑暗部分持續(xù)縮??；在另一個時候則反之，如此往復循環(huán)，這便是月相變化。第一章第一章新月和滿月，上弦月和下弦月，周期性地輪番出現(xiàn)。上半月（舊歷）由缺變圓，下半月由圓變缺。從這一次新月（或滿月）到下一次新月（或滿月）所經歷的一段時間，即月相變化的周期，稱為朔望月，其長度為29.5306日，或29日12時44分3秒。（1）歷月：安排歷月的天文數(shù)據是朔望月29.5306日，因其介于29與30之間，故小月取29日，大月取30日；陰歷編制的協(xié)調周期——為360個朔望月（即30個太陰年），在協(xié)調周期內應安排的大月總數(shù)為191個，歷月的平均值為（191×30+169×29）/360=29.53055日，與朔望月周期十分接近.第一章歷法—陰歷（2）歷年：陰歷年安排月數(shù)的天文依據:是回歸年與朔望月的比值12.3，取整后一個太陰年定為12個朔望月。太陰年的精確日數(shù)=12×29.5306=354.367日。平年為354日，閏年為355日。在協(xié)調周期（30個太陰年）中閏年數(shù)為11個（30×0.367），平年數(shù)為19個（30-11）。陰歷年的置潤：在30個太陰年的序號中：2，5，7，10，13，16，18，21，24，26，28為閏年，而閏年的閏日安排在12月份的最后一天（變?yōu)榇笤?0日）。這樣平年為6個小月6個大月；閏年為5個小月7個大月。第一章歷法—陽歷2、陽歷依據太陽活動周期編制的歷法，簡稱陽歷或公歷。

（1）歷月

回歸年與朔望月的比值12.3，取整后一個陽歷年定為12個月。歷月的平均日數(shù)=365.2422/12=30.4368日；大月定為31日，小月定為30日。大小月安排：理論上:閏年為6個大月，6個小月（31×6+30×6=366日）；平年為5個大月，7個小月（31×5+30×7=365日）事實上:7個大月（月號為1，3，5，7，8，10，12均為大月），5個小月（月號為2，4，6，9，11均為小月），其中2月平年只有28日，閏年為29日。第一章歷法—陽歷(2)歷年:置閏規(guī)律：陽歷年的天文依據是回歸年365.2422日，平年365日，閏年為366日。陽歷的協(xié)調周期為400個回歸年，其中應安排的閏年總數(shù)為97個（200×0.2422），平年數(shù)為303個（400-97）。歷年的歲首定在冬至后的第十天。①公元年號能被4整除的是閏年；②整百之年不能被400整除的不是閏年；③閏年之閏日安排在2月的最后一天。第一章陽歷推算歌陽歷稱方便，人人會推算。一年十二月，三百六十五天。大月三十一，小月三十天。七前單月大，八后單月小。二月二十八，閏年加一天。何時始逢閏？四除公元年。第一章歷法--陰陽歷