自然地理基础1地球

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第一章 地 球
第一节 地球在宇宙中的位置 第二节 地球的形状和大小 第三节 地球的运动 第四节 地理坐标 第五节 地球的圈层构造 第六节 地球表面的基本形态和特征
•教学重点 认识地球的宇宙环境及其形状、 大小、圈层结构及表面形态结构特 征,掌握地球运动规律及其地理意 义。 •教学难点 地球运动规律及其地理意义。
(4)太阳活动对地球的影响 太阳活动:太阳大气层局部的、在有限时间 间隔内的各种物理过程的总称。有太阳黑子、光 斑、谱斑、耀斑、日珥、太阳射电等。 ①形成地球磁层;保护地球生物,形成 “范·艾伦辐射带” ②对电离层影响:干扰电离层 ③对地磁影响:产生磁暴、极光等 ④其他方面影响:降水、气温等的影响
(含40个星系) 河外星系
(共约10亿个)
总星系
(120亿光年半径,含 10亿个以上的星系数)
其他行星系 地月系 月球
人造卫星
1光年=94605×108km
1光年=94605×108km 宇宙半径约为1.419x 1023 千米
如果把宇宙看作是一个半径 1公里的大球,银河系则只有药 片那么大,而地球则要用显微镜才能看到。
潮 汐 示 意 图
潮汐发电
(3)表面特征和结构 月球表面有两种主要地形:巨大的环形山与古老的高原和相 对平滑与年轻的maria。 maria地形(覆盖月球表面达16%)是由火山喷出的炽热的 熔岩冲蚀出的。大部分的表面是由灰土层尘埃与流星撞击的石头 碎片覆盖。出于未知的理由,maria地形集中于靠近于地球的一面。 由于没有大气和磁场,月球表面赤裸裸地遭受太阳风的攻击。 在它剩余的40余亿年光阴里,大量来自太阳风的氢离子将植入其 表面。由阿波罗返回的样本证明了它对研究太阳风的价值。月球 上的氢可能在未来当作燃料使用。 内部结构与地球类似:月核、月幔、月壳。
第一节 地球在宇宙中的位置
一 宇宙和天体
1、宇宙为何物?
宇宙的哲学上的定义:
上下四方曰宇 古往今来曰宙
古代,人们把空间称为 “宇”,把时间称为“宙”, 用时间和空间来表达宇宙的内 涵。
宇宙的科学定义:
是由各种形态 的物质构成的
宇 宙
是在不断运动 和发展变化的
物质性 运动性
2、宇宙中有哪些天体?
卫星数
公转(平均) 半径(km)
0
58×106
0
109×106
1
150×106
2
229×106
16
779×106
23
1427×106
20
2871×106
2
4496×106
太阳
69.6× 104
月 球 1738.2
33×104 1.409 1/81 3.341
日面赤道自转周期 25 天
表面温度 5770K,中心温度 1500×104K
(2)太阳的外部构造:大致分为内三层——核 反应区、辐射区、对流区,外三层——光球、色球、 日冕。
(3)太阳的能源:太阳辐射。
研究中常用的量——太阳常数I0 :指在地球大 气层外部,距离太阳一个天文单位的地方,太阳直 射的单位面积上单位时间接受到的所有波长的太阳 辐射能量。
I0=8.16J/(cm2·min)
2013年12月2日1时30分,中国在西昌卫星发射中心成功将由 着陆器和“玉兔号”月球车组成的嫦娥三号探测器送入轨道。 2013年12月15日4时35分,嫦娥三号着陆器与巡视器分离,“玉 兔号”巡视器顺利驶抵月球表面。2013年12月15日23时45分完 成玉兔号围绕嫦娥三号旋转拍照,并传回照片。2014年1月25日 凌晨,嫦娥三号月球车进入第二次月夜休眠。但在休眠前,受 复杂月面环境的影响,月球车的机构控制出现异常。2014年2月 10日,第一次玉兔号唤醒失败。2014年2月12日夜,玉兔号月球 车已全面苏醒,状态趋于好转,但是出现问题的“机构”仍然 有待进一步恢复。 2014年2月23日凌晨,嫦娥三号着陆器再次进入月夜休眠。 此前,“玉兔”号月球车于2014年2月22日午后进入“梦乡”。 [2] 2014年4月设计寿命已满。[3] 2014年7月玉兔号带故障被唤 醒。9月首次发布拍摄落月区全景图。2014年9月6日“玉兔号” 月球车进入第十个月昼工作期,超长服役7个月。
太阳系中的组成
水、金、地 、火 木、土 、天、海、
太阳系主要行星的基本参数
行星
地组 水星 金星 地球 火星
木组 木星 土星 天王星 海王星
赤道半 径 km
2440 6050 6378 3395
71400 60000 25900 24750
扁率
0.0 0.0 0.0034 0.0052
0.062 0.108 0.01 0.026
银河系示意图
2 ) 银河系的运动 (1)银河系自转:整个银河系中心轴线
不停的旋转运动。外, (2)银河系追赶运动:整个银河系还以
214 km/s的速度朝麒麟座方向运动。
二 、太阳和太阳系
(一)太阳
位置:位于距银河系中心约27000光年、 距边缘23000光年的地方。
大小:直径相当于地球直径的109倍,表 面积约为地球的12000倍,体积约为地球的 130×104倍,质量相当于地球的33.3×104倍。
有星光闪烁的恒星
有绕恒星运动的行星
有圆缺多变的卫星如月亮


有轮廓模糊的星云


有一闪即逝的流星
有拖着长尾的彗星
有星际物质——气体和尘埃
有形式各异、大小不一的人造天体--
宇宙中的天体是有一定的等级体系结构的:
星系团
(含成百上千 个星系)
超星系团
银河系 其他恒星系
ห้องสมุดไป่ตู้
星系群
(含1500亿 恒星)
太阳系
恒星:恒星是由非固态、液态、气态的第四态等离子体组 成的,是能自己发光的球状或类球状天体
星云: 云雾 状物 质
蟹状星 云
流星:运行 在星际空间 的流星体 (通常包括 宇宙尘粒和 固体块等空 间物质)在 接近地球时 由于受到地 球引力的摄 动而被地球 吸引,从而 进入地球大 气层,并与 大气摩擦燃 烧所产生的 光迹。
月地平均距离 3.844×105km(3.564×105-4.067×105)月球公转平面不
超过地球上 28°36’N-28°36’S 区间
冥王星 1350 0.0024
1.5
6.39日
248
1 5913×106
3、彗星:”彗星是在万有引力作用下绕太阳运动的一类质量很 小的天体。彗星大多由慧核,慧发,慧云和慧尾组成。
0.38 24 时 37 分 24°55’
2.64 9 时 50 分 3°4’ 1.17 10 时 14 分 26°45’ 1.03 约 24 时 97°53’ 1.50 约 23 时 28°48’
绕太阳旋转一 周(地球年)
0.241 0.616 1.00 1.88
11.99 29.5 84.0 165
中国探月工程分为“绕”、“落”、“回”3个阶段:
第一期绕月工程将在2007年发射探月卫星“嫦娥一 号”“嫦娥二号”,对月球表面环境、地貌、地形、地质构造 与物理场进行探测。
第二期工程时间定为2007年至2016年,目标是研制和发射 航天器,以软着陆的方式降落在月球上进行探测。
第三期工程时间定在2016至2020年,目标是月面巡视勘察 与采样返回。。
27.28%;质量为7.35×10 t, 相当于地球质量的1.23%;平均密 度为3.24g/cm3, 只有地球密度的0.6。
月球沿着一个椭圆形的轨道围绕地球自西向东运动。 月球没有大气层,没有风云雷雨等天气现象,温差大,经常 遭受陨石撞击。无水,无生物,无土壤。 月球对地理环境最重要的影响在于使地球形成潮汐,尤其是 海洋潮汐。
(4)月球的运动 ①月球公转——月球饶地球的运动, 周期——有恒星月:27.3217日;朔望月: 29.5306日;交点月:27.2122日;近点月27.5546 日。
日月汇合运动——月相的成因。 ②月球的自转——同步自转。
(5)月食现象
月球整个都进入本影,发生月全食;只是 一部分进入本影,则发生月偏食。月全食和月 偏食都是本影月食。
(二)太阳系
家族成员: 8大行星;50个卫星;至少50 万个小行星;还有少数彗星。
1、恒星
(1)恒星的定义:由炽热的气体构成的,能自行 发光发热的球状或类球状天体。具有巨大质量和体积。 过去天文学家以为恒星的位置是永恒不变的,以此为 名。太阳是最接近地球的一颗恒星。
恒星的种类繁多,有双星、变星、聚星、新星、 超新星等。
2 、行星
“行星”指的是围绕太阳运转、自身引力足以克 服其刚体力而使天体呈圆球状、并且能够清除其轨道 附近其他物体的天体。这些天体包括水星、金星、地 球、火星、木星、土星、天王星和海王星。
具有足够质量、呈圆球形,但不能清除其轨道附 近其他物体的天体称为“矮行星”,冥王星是一颗 “矮行星”。
其他围绕太阳运转但不符合上述条件的物体被统 称为“太阳系小天体”。
卫星:天然卫星是指在围绕行星轨道上运行的天然 天体。卫星体积较小,自身不发光,靠反射恒星光被看 到,绕行星运动。在太阳系里,除水星和金星外,其他 行星都有天然卫星。太阳系已知的天然卫星总数(不算 构成行星环的碎块)至少有40颗。土星的天然卫星最多, 其中17颗已得到确认,至少还有五颗尚待证实。地球的 天然卫星是月球。
3、银河系 是太阳所在的,由恒星、银河星云(团)及星际物
质组成的普通星系。 1) 银河系的结构、大小和形状
(1)结构:由银盘、核球和银晕三部分组成; (2)形状:侧视呈扁平状,如铁饼;俯视为旋涡 状结构; (3)大小:银盘直径约10万光年,中心厚约1万光 年,核球直径约1万光年。太阳位于距中心约3万光年 处。
(2)恒星的亮度——指肉眼所见恒星的明暗程度, 用视星等表示。
(3)恒星的光度——恒星真正发光能力,用绝对 星等表示。
太阳 太阳是一颗中等大小、处于壮年期的恒星。是 地球光热和生命之源,是研究其他恒星的标本。
(1)太阳的距离和大小: ①日地距离:平均14960万 km. ②大小:线半径约6.96*105km,是地球半径的 109倍;体积是地球体积的130万倍;质量2*1027t, 是地球的33万倍,占太阳系质量的99.87% ;平均密 度约为地球密度的1/4 。
质量 地球=1
0.05 0.82 1.000 0.11
317.94 95.18 14.63 17.22
密度 g/cm3
5.46 5.26 5.52 3.96
1.33 0.70 1.24 1.66
重力 (地球=1)
恒星日长
赤道对轨 道倾斜
0.38
58.6 日 <10°
0.89
243 日

1.00 23 时 56 分 23°27’
(6)研究月球的意义 由于月球具有几乎没有大气层,没有磁场,弱 重力场和稳定的地质构造等特征,所以从月球上发射 深空探测器比在地球上要容易得多。因此,未来的月 球基地不仅可以作为一个天然的发射平台,还是一个 理想的太空探测的中转站。 ①理想的对天观测和对地监测站; ②人类资源补给的新生长点; ③天然实验室与特殊材料生产基地。
6500万年前小行星撞击地球,1976年我国吉林的 陨石雨是小行星的一部分。
5万吨级的几率为10万年一次,1万亿吨的几率为 1亿年一次。
5、 卫星
卫星:体积较小,自身不发光,靠反射恒星光被看 到,绕行星运动。地球的天然卫星是月球。
月球是地球的唯一卫星,半径1738.2Km,相当于地球半径的 22
狮子座流星雨
彗星是进入太阳系内亮度和形状会随日距变化而变化的绕日运动的 天体,彗星物质蒸发,在冰核周围形成朦胧的彗发和一条稀薄物质 流构成的彗尾。
哈雷彗星
“哈雷彗星”是第一颗经推算预言必将重新出现而得 到证实的著名的大彗星。它的公转周期为76年。最近的一 次回归是1986年。
行星:指自身不发光,环绕着恒星的天体。其 公转方向常与所绕恒星的自转方向相同。
2006年8月24日晚上9点,世界天文联合会在 捷克首都布拉格(东1区)通过决议:冥王星被淘 汰,太阳系只有八个行星:水星Mercury、金星 Venus、地球Earth、火星Mars、木星Jupiter、土 星Saturn、天王星Uranus、海王星Neptune 。
太阳系的八大行星
小行星: 小行星(asteroid)是太阳系内类似行星环绕太 阳运动,但体积和质量比行星小得多的天体。太阳系 中大部分小行星的运行轨道在火星和木星之间,称为 小行星带。另外在海王星以外也分布有小行星,这片 地带称为柯伊伯带(Kuiper Belt)。
彗星的结构
彗星
4、小行星
根据提丢斯—波得定则,在火星与木星轨道之间 应该有一个大行星,但始终没有发现这颗未知大行 星,却发现了一个小行星带,1801年谷神星被发现, 1802年智神星被发现,至今已编号的小行星达2600 余颗。
起源尚有争议,最初“爆炸说”,许多学者认可 “半成品说”。
人类关注小行星是因为与地球的地理环境和人类 本身都有密切关系。
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