地球概论第一章
地球科学概论第一章 宇宙中的地球
二、宇宙中天体的 相对位置
天球是为了研究 天体在天空中的位置 和运动引进的一个假 想的圆球,它的球心 就是观测者所在的地 球的中心，它的半径 是无穷大的。 这样，地球以外 的天体在天球上都有 各自的投影位置。
图1－2 天体在天球上的投影
地球的自转轴无限延长， 同天球球面相交于两点， 这叫做天极；与地球的南 、北极方向相同的两个极 分别称为南天极和北天极 。地球赤道平面无限扩大 ，同天球相交的大圆，叫 做天赤道。有了天极和天 赤道，天球就可以定出自 己的经线和纬线，分别称 为赤经和赤纬。于是，人 们说明天体在天球上投影 的位置就方便了。
公元前3世纪 吕不韦 主持编成的《吕氏春秋》解释 天圆地方
人类经过漫长的探索终于证实大地是一个球体 善于运用逻辑方法思维的古希腊人，率先 提出了大地是一个圆球的想法。 我国东汉张衡(78 ～139年)观测中发现 月蚀的阴影边缘总是弧形的，证明大地 是圆的。
天地之体，形如鸟卵
－张衡
1519年9月由麦哲伦（Magalhhaes）率 领的船队，从西班牙，环球航行成功
定义为围绕太阳运转、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。
上述8大行星都是在1900年以前被发现的。 1930年美国天文学家汤博（C.Tombaugh）在海王星外 侧发现了冥王星，于是在过去长达70多年的时间里冥 王星一直被当作第9大行星。
然而，冥王星的直径只 有2300km左右，比月球 还要小。 其许多天文学特征也 与8大行星有较大的差异 。特别是近些年来在太 阳系先后发现了一些大 小和质量近似或超过冥 王星的天体，使冥王星 的行星地位受到了广泛 置疑。 因此，该届国际天文 学联合会大会依据新的 行星定义，将冥王星降 级为“矮行星”。
地球概论(class)
地球概论复习资料第一章地理坐标与天球坐标第一节地理坐标1．经线1O为111.1km2．地理上有一个约定俗成的规矩：在读取和书写地理坐标时，总是纬度在先，经度在后；数字在线符号在后。
3．经线等于经圈的一半，纬线等同于纬圈。
第二节天球坐标1．天体周日运动行经的路线叫周日圈。
天体愈接近天极，其周日愈小；离极愈远，周日愈大。
这里要先提请注意：天体的周日圈，就是它所在的那条赤纬圈。
2．天球上有三个基本大圈：地平圈、天赤道、黄道1）地平圈的两极是天顶（Z）和天底（Z’）2）天赤道的两极是天北极（P）和天南极（P’）3）黄道的两极是黄北极（K）和黄南极（K’）4）天赤道与地平圈的两个交点是东点和西点。
东西南北四点是地平圈的正点。
5）地平圈对于天赤道的二个远距点是南点和北点。
6）天赤道对于地平圈的两个远距点是上点（Q）和下点（Q’）。
7）天赤道与黄道的交点称二分点（春分点，秋分点）8）子午圈的两极是东点和西点。
9）卯酉圈的两极是北点和南点。
10）六时圈的两极是上点和下点。
11）子午圈与地平圈的交点是北点和南点。
12）子午圈与天赤道的交点是上点和下点。
13）子午圈与卯酉圈的交点是天顶和天底。
14）子午圈和六时圈的交点是天北极和天南极。
3．在天外俯视天北极，天球周日运动（向西）是顺时针方向旋转；而在地球上仰视天北极，则天球周日运动（向西）呈逆时针方向旋转。
4．地平坐标系与第一赤道坐标系的联系：仰极高度=天顶赤纬=当地纬度。
5．基圈和始圈上的点，其纬度或经度为零；极点的纬度为900，经度则为任意第二章地球的宇宙环境第三节恒星和星系1．恒星都是由炽热气体组成的、能够自身发光的球形或类似球形的天体。
2．距离太阳系最近的恒星是半人马座α（中文名南门二），其距离是4.22光年。
距离地球最近的是太阳。
3．标准距离（10秒差距）下的恒星亮度称绝对亮度，其星等叫绝对星等。
1秒差距（1PC）=3.26光年4．赫罗图的一项应用，是求主序星的距离。
《第一章地球》PPT课件
d
r
F RP
三、地球的重力 重力的变化
重力在地表的变化
重力随纬度的增加而增加，随海拔高度的增加而减小。若将地球视为均质 体，以海平面为基准可计算出不同纬度的标准重力值。 g=987.032(1+5.3*10-3*sin2ф-5.9*10-6 *sin22ф) g 为重力（伽），ф为纬度
地理轴 地磁轴
四、地球的磁场
地磁场的描述要素——地磁三要素： 磁场强度、磁偏角、磁倾角
磁场强度：为某地点单位面积上磁力大小的绝对值，它是一个具有方向 （磁力线方向）和大小的矢量，用磁力仪测知磁感应强度来表达，现在 常用的计量单位为“特斯拉”。一般在地磁极附近磁感应强度大（约为 60T（微特斯拉））；在磁赤道附近最小（约为30 T ）。 磁偏角：磁力线在地理水平面上的投影与地理正北方向之间形成的夹角。 即，磁子午线与地理子午线之间的夹角。磁偏角的大小各处都不相同。 在北半球，如果磁力线方向偏向正北方向以东称为东偏，偏向正北方向 以西称为西偏。我国东部地区磁偏角为西偏，甘肃酒泉以西地区为东偏。 磁倾角：指磁针北端与水平面的交角。通常以磁针北端向下为正值，向 上为负值。地球表面磁倾角为零度的各点的连线称为地磁赤道。
2020/12/2
5
一、地球的密度
0Km
地球的平均密度： 1 0 0 0
5.516g/cm3
2000
地表岩石平均密度:3 0 0 0
2.7g/cm3
4000
地心的密度:
5000
13g/cm3
6371
0
5
10 15
G g /c m 3
二、地球的内部压力
地球概论之地理坐标
第一章地理坐标与天球坐标第一节地理坐标101 经线和纬线§101—1地球上的经线和纬线大地是一个球体，称为地球。
作为太阳系九大行星成员之一，地球环绕中心天体太阳运动，同时绕轴自转。
地球的自转轴叫地轴。
地轴通过地心，它同地面相交的两个端点，是地球的两极，分别叫北极和南极。
为了地理定位的需要，人们设置地理坐标系。
我们知道，二直线相交于一点，点的位置可以用纵横两线相交来确定。
举例来说，人们凭入场券上的几排几座，就能在剧场里找到自己的座位。
根据这个道理，人们在地球上划分许多纵横交叉的线——经线和纬线。
按中文意思，纬线意即横线，经线则是竖线。
平面上的直线，到了球面上就成了弧线。
所以，纬线和经线都是地球上大大小小的圆。
在几何上，任何圆都代表一定的平面，因此，球面上的圆，都可以看作一定的平面同球面的截割线。
纬线与经线的差异，在于各自平面同地轴的关系：前者垂直于地轴，后者则通过地轴（图1—l）。
图1—l纬线和经线纬线平面垂直于地轴，经线平面都通过地轴。
一切垂直于地轴的平面同地面相割而成的圆，都是纬线。
所有纬线互相平行（它的西名par- lallel，意即平行线），大小不等。
其中，垂直于地轴，且通过地心的平面同地面相割而成的圆，是纬线中的唯一大圆，名叫赤道1[1]。
赤道分地球为南北两半球，是地理坐标系的横轴。
一切通过地轴（也必通过地心）的平面同地面相割而成的圆，都是经圈。
所有经圈都是大圆，因而有同样的大小。
它们都在南北两极相交，并被等分为二个半圆，这样的半圆叫经线。
其中，通过英国伦敦格林尼治天文台的那条经线，被公认为本初子午线②，即0°经线。
它是地理坐标系的纵轴。
经线和纬线处处相交。
每一条经线通过所有的纬线；每一条纬线也通过所有的经线，而且相互垂直。
地球上每一地点，都可以看成特定的经线和纬线的交点，从而确定它们的地理位置。
§101—2地球上的方向和距离地球上的方向，通常是指地平方向。
地球概论课件
Hale Waihona Puke 二、地球上的方向和距离1、方向
地平面上的方向：用正东、正南、正西 、正北表示 简称四正向。 在地球上用经纬线指示四正向 ① 经线特指南北， ② 纬线代表地球的东西方向。 地球上，向东就是顺地球自转的方向， 向西就是逆地球自转的方向。 自西向东的自转方向， 在北极上空看是逆时针的， 在南极上空看是顺时针
2．距离
地球点间距离是指两点间的角距离， 反映的是一段经线或是纬线的弧长。 1海里：经线1分(1′)的长度， 1公里：圆周的1/40,000， 1华里=1/2公里，相当于圆周的1/80000
第一章 地球与天球
第一节 地球与地理坐标系 一、 地球上的基本点和圆 二、 地球上的方向和距离 三、 地理坐标系 第二节 天球和天球坐标系
一、天球上的主要点和圈
二、 天球坐标系
§1
一、 地球上的基本点和圆
自转：地球绕轴旋转，绕其转动的轴线称地轴。 地极：假想的地轴通过地心与球面相交的两点即 地极。指向北极星的一方称北极，相对的另一方 称南极 分别记为 N，S。 大圆：圆心位于球心，半径等于球半球的圆。 小圆：半径小于球半径的圆。
0°
N
经 线
经度
纬度
S
天津：39°08′N，117°10′E 。
图2-30 摩尔维特投影
§2
一、天球上的主要点和圈
天球: 假想的以任意一点为球心(人眼，地心，太阳)，以无限长为半径 的球体即天球。地心天球；日心天球； 天穹：见到地平以上的半个天球； 天极：天轴与天球表面的两个交点称。北极上空的天极现位于北极星附 近，称天北极。南极上空的天极叫天南极。分别记：P，P' l 天顶、天底：由观测者所在的点做铅垂 线，向上延长与天球的交点称天 顶，记Z， 向下延长与天球 的交点叫天底，记Z′ l 天赤道：地球上的赤道无限扩展与天球 相交的大圆；记做Q，Q′。 l 地平圈 ：通过地心即天球的球心与铅垂
基础地质学第一章——地球概论
第一章地球概论本章主要内容第一节地球概述介绍地球在太阳系中的位置，地球的形状大小及地球物理特征、圈层结构等基本特点第二节地质作用介绍地质作用的概念及作用类型第三节地球的年龄及地质年代地球年龄、地质年代的概念、地质年代的单位和地质年表第一节地球概述❑地球的位置❑地球的基本参数❑地球的主要物理性质❑地球的圈层构造❑地球表面的地形图片1-1 地球在宇宙中的位置图片1-2 人造卫星拍摄的地球图片一地球在太阳系中的位置（一）、太阳系(solar system)太阳系是以太阳为中心的一个天体系统。
它包括了质量和体积最大的太阳，居于整个体系的中央，能自己发光和辐射热能。
围绕着太阳的是九大行星，由内往外是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星等，以及位于火星和木星间的小行星和轨道不同于其他行星的彗星，也包括某些行星所拥有的为数不多的卫星，所有这些行星均围绕着太阳转动称公转，同时各自又在作自转。
但它们自己都不能发光，只能反射太阳光。
相对于太阳来说，所有行星的体积和质量都是很小很小的。
太阳的体积为地球的130万倍，质量为地球的33.3万倍，密度为地球的l／4。
太阳系行星从内向外为：水金地火木土天海PS：2006年8月24日国际天文学联合会将传统九大行星之一的冥王星视为非行星，而将其列入“矮行星”图片1-3 太阳系（二）、地球的形状与大小一般所说的地球形状与大小是指地球外壳及其表面水体的轮廓，从卫星拍摄的地球影像来看，地球为一球形体。
图片1-4 地球概略地说，地球是一个旋转的三轴椭球体，或近似的扁球体，其表面起伏不平，人们以大地水准面(平均海平面)来理想地圈出一个完整的球体，作为地球形态的几何图形。
1975年第十六届国际大地测量和地球物理学会(IUGG)决定采用的数据如下：地球形状基本参数赤道半径：6378.137km 表面积：5.1007*108km2两极半径：6356.779km 体积：1.0832*1012km3平均半径：6371.012km 赤道周长：40075.24km最高点：8848.13M （8844.43）最低点：-11033M（马里亚纳海沟）海陆分布：海71％陆29％根据以上参数绘制的地球实测形状类似于一个略扁的梨形（三轴椭球体）。
地球概论第一章
二、球面上的距离 球面上两点可以做无数个平面，也就是说 两点间可以画无数条圆弧曲线，其中过球 心的大圆在两点间的短弧是球面上最近的 距离。 球面上两点的距离是指过两点的大圆上的 短弧的长度。 航空和航海所走的路线均是大圆短弧。
近代科学家在搞清了地球圆周的基础上， 创造了一批新型的长度单位。 1海里=经线一分的长度 赤道全长=21600海里 法国人把圆周分为400°,一度=一百分,每 一分叫一公里 所以地球赤道的周长 =400×100=40000km 1°的长度=40000/360°=111.1km
图1-13球面坐标的一般模式 由基圈、始圈和终圈构成球面三角形
三、右旋坐标系坐标系 右旋坐标系与天球的周日运动相联系，经 度向西度量：地坪坐标系和第一赤道坐标 系。 左旋坐标系，与太阳的周年运动(地球公转) 相联系,经度向东度量，有第二赤道坐标系 和黄道坐标系。 各坐标系的命名，都是依据基圈命名的。
二、经度 经度（λ）是一种两面角。 在1884年有关的国际会 议决定通过英国格林威治 天文台的经线为本初子午 线。经度：通过某地的经 线与本初子午面的夹角为 该地经度。 经度通常在赤道上度量， 以本初子午面为起始面， 以东为东经（E）,以西为 西经（W），东西经各 分180度。 同一经线上的各点的经度 都相同。
仰极高度 天顶赤纬 当地纬度
二、第二赤道坐标系和黄道坐标系 1、两种坐标系都是以天赤道和黄道结合而 建立起来的。 2、它们都是左旋坐标系它们的经度（赤经 和黄经）都是向东度量。 3、它们有共同的原点，(春分点)
第一节地理坐标
101-经线和纬线
在地球上是通过建立经纬网来确定地球上 任一点的位置。 大圆与小圆：任意平面与球面相截的图形 都是圆，以球心为圆心的圆为大圆，其它 的为小圆。 地球是一个球体，地球的球心叫地心。
第一章 地球概论讲解
回归年：连续两次通过春分点的平均时间为 365日5时48分46秒，称为一个回归年。
第 一 章 • 黄道全圈分为360o，以春分点为起点 计算，二分点与二至点与相邻点的角 距都是90o。西方国家以春分到夏至为 春季，夏至到秋分为夏季，秋分到冬 至为秋季，冬至到春分为冬季。
• 我国还将黄道全圈按15o划分，得到 24个间距，称为二十四节气。
• 极移：由于地球质量分布不均匀，真正的极点位 置常常发生变化，因此自转轴又将围绕新极点旋 转。这种现象就是极移。
第 一 章
历法
第
一
章
1、阴历
2、阳历
3、阴阳历（农历）
历法—阴历
第
一
历法是指根据日、月的运行规律安排年历的法则。 章
现今仍然使用的历法种类主要有阴历、阳历、阴 阳历。
1、阴历 根据月相变化周期制定的历法，简称阴
使用的华里子则午为公面里的长夹度角的二。分之一。每度大圆弧之长
=40000km/360o=111.11km／1o。 2、地球上两点距离公式：如果已知A地的地理坐标为(φA, λA)，B地的坐标为(φB,λB)，则两地距离(AB大圆弧的度 数)：cosAB = sinφAsinφb+cosφAcosφBcos(λB-λA)
准面。
• 用绕短轴旋转的椭圆构成的椭球来代替地 球，称为地球椭球体。
• 地球两极扁平的程度称为地球的扁率a，可
以用下式计算：（ 式中a为地球赤道半径， b为地球两极半径）
第 一 章
第 一 章
• 地球和标准椭球体相比较，南极凹进24m， 北极高出14m
• 地球赤道半径a为6,378,140米，极半径c为 6,356,780米，平均半径为6,371,030m。
【地球科学概论】第一章
洋脊经常被一系列断裂错开，这些断裂在地形上表现 为深沟。表明海底有大规模的水平运动。但是，到目前 为止，从宏观上看，还没有发现有褶皱山，这是海底与 大陆不同的地方。
洋脊在地形上为 一系列平行的鱼鳍 状山脉，两侧较低， 中间最高。而且在 中心最高部位常有 一条巨大的裂谷。
2．大陆边缘的类型（ 三种类型）
(l)大西洋型
以大西洋为代表，组成特点： 大陆--大陆架--大陆坡--大陆基--大洋盆地
(2)安第斯型
以南美洲西缘为典型，有海沟，并在大陆上有与之并行 的山脉。组成特点：
大陆--大陆边缘山脉--大陆架和大陆坡--海沟--大洋盆地。
(3)日本海型
与安第斯类似，不同的是由岛弧代替了大陆边缘山脉，岛弧 与大陆之间还有一片海域，称为弧后盆地，
(三)丘陵
丘陵为有一定起伏的低矮地区，一般海拔在200-500米， 相对高差只有几十米而不超过200米。
丘陵的特点介于山地和平原之间。从成因上看，可以是山 地发展的晚期，向平原方向转化；或者是正在向山地转化的 平原。
(四)高原
海拔较高(＞500—600米)，表面较平坦，或有一定起伏的 广阔地区。
在海沟的陆侧也经常有一般呈凸向海洋的弧形、线状排列的岛 链，称岛弧( island arc)，岛弧总是与海沟伴生，通常总称之为 岛弧--海沟系。
(五)大陆边缘
海洋边部的浅海，是 被海水覆盖的大陆，这 一部分海底称为大陆边 缘。
大陆边缘占海洋总面 积15.3％，其主体为大 陆架。
只 有 深 4000—5000 米以上的深海底才是典 型的洋底。
高原为大面积整体隆起的地区。如我国西北的黄土高原， 地表被新生代的黄土覆盖，表面平坦，但由于地势高，被地表 水系冲刷出许多很深的沟谷，实际上是一个上升了的平原。
地球概论课件-第一章 地球物理特征与地理坐标
地球概论
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2.康德-拉普拉斯星 云说
• 太阳系所有天体 都是由同一原始 星云按照客观规 律逐步演变形成 的。
地球概论
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• 康德—拉普拉斯的太阳起源星云假说 • （1）银河系星云分裂，分离出太阳星云。 • （2）星云自引力使自身体积收缩，自转加快。 • （3）惯性离心力与自引力促成星云盘形成。 • （4）在进一步收缩中，星云盘的中心和主要部分
平均密度5.54 g/cm3的1/2。 • 地内物质的密度随深度而递增。 • 地壳2.75 g/cm3 • 地幔3.31～5.62 g/cm3 • 外核9.89～12.7 g/cm3 • 内核12.7～13 g/cm3
地球概论
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2.地球的形状和大小
对地球形状的表述
地球表面崎岖不平，有陆地海洋，有山地平 原，如何来表示这种形状呢？地球的形状是用 大地水准面的形状来表示的。
地球概论
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盖天说
浑天说
地球概论
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地球是一个球体
表现：各地具有相同的曲率。
经过反复测量，球心角１０ 所对应的弧长 在各地均约 为111km，说明曲率相等。
原因：天体自引力
自引力 > 分子内聚力 自引力 < 分子内聚力
球体 不规则
Ｒ＝6371km
地球概论
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地球是一个扁球体
表现：
球半径 随纬度 的升高 而减小
地球概论
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六、地球的危机及防范
• 来自太阳的高能带电粒子流与地球磁场作用，地球磁场俘 获了来自太阳的部分带电物质，粒子沿着磁力线作螺旋运 动，其中有许多粒子可由地球极区上空向地表运动。
地球概论(复习资料)
地球概论复习提纲第一章地球和天球第一节地球和地理坐标概念：地轴：地球的自转轴叫地轴。
地极：地轴通过地心，它同地面相交的两个断点，是地球的两极，分别叫北极和南极。
经线：一切通过地轴的平面同地面相割而成的圆，都是经圈，它们在南北两极相交，并被等分为两个半圆，这样的半圆叫经线。
纬线：一切垂直于地轴的平面同地面相割而成的圆，都是纬线。
本初子午线：通过英国伦敦格林尼治天文台的那条经线，被公认为本初子午线，即0°经线。
纬度（线面角）：本地法线同赤道面的交角就是所在地的纬度。
一地的纬度，就是这个地点相对于赤道面的南北方向和角距离。
经度（两面角）：一个是本地子午线平面，另一个是本初子午线平面，两个平面的夹角，即为本地经度。
理解：南北方向是有限方向；东西方向是无限方向。
理论上“亦东亦西”，实际上“非东非西”。
地球自转自西向东，北半球逆时针，南半球顺时针。
地理坐标系第二节天球和天球坐标概念：天穹：人们所能直接观测到的地平之上的半个球形的天空。
天球：天球就是一地心为球心，以任意远为半径的一个假象球体。
地平圈：地平圈是通过地心，且垂直于当地铅垂线的平面的无限扩大，同天球相割而成的天球大圆。
天赤道：天赤道是地球赤道平面的无限扩大，同天球相割而成的天球大圆。
黄道：黄道是地球公转的轨道平面的无限扩大，同天球相割而成的天球大圆。
白道：月球轨道在天球中的投影。
天顶、天底（Z、Z’）：地平圈的两极是天顶和天底。
天南极、天北极（P、P’）：天赤道的两极是天北极和天南极。
黄北极、黄南极（K、K’）：黄道的两极是黄北极和黄南极。
子午圈：通过南点和北点的平经圈卯酉圈：通过东点和西点的平经圈天球大圆的两极：地平圈——天顶（Z）、天底（Z’）子午圈——东点、西点天赤道——天北极（P）、天南极（P’）卯酉圈——南点、北点黄道——黄北极（K）、黄南极（K’）六时圈——上点（Q）、下点（Q’）天球大圆的交点：子午圈和地平圈——南点、北点子午圈和天赤道——上点、下点子午圈和卯酉圈——天顶、天底子午圈和六时圈——天北极、天南极天赤道和地平圈——东点、西点天赤道和黄道——春分、秋分记忆：天球坐标对照表计算：北极高度=地理纬度=天顶赤纬恒星时=赤经+时角地平坐标：E、S、W、N四点高度均为0，方位分别为270°、0°、90°、180°。
地球概论第一章(1)
授课人：吴乐知
湖北师范学院城市与环境学院
第 二 讲
Chapter 1 地理坐标和天球坐标
第一节 球面三角形 基本知识
第一节 球面三角形基本知识
一、球面三角学的基本知识
1、球面三角形
球面 ：与一定点等距离的空间的点的轨迹 球体 ：由球面围成的几何体 小圆 大圆 极
第一节 球面三角形基本知识
cosc=cosaxcosb+sinaxsinbxcosC
第一节 球面三角形基本知识
4、球面坐标的一般原理
在球面上确定点的坐标，类似于平面坐标， 需要先布置坐标网。如在下图，首先，选定 一条球的直径PP’，作为坐标系的轴。选择不 同的轴线，便构成不同的球面坐标系。 轴 极 基圈 辅圈 原点
Chapter 1 地理坐标和天球坐标
why
第二节 地理坐标
（二）经度(λ) 本地子午面的东西方向和角距离
1. 两面角 2. 度量
本初子午线为起点 赤道弧的读数 N A
3. 方向
东经——0０－180０E 西经——0０－180０W
•o
S
第二节 地理坐标
4.同一经线各地具相同经度 5. 地球上东西两半球的界线是20０Ｗ和160０Ｅ， 而不是００和180０经线。
有限的方向；北 极是向北的终点 ，也是向南的起 点
2. 纬线代表东西方向
东：顺地球自转的方向 西：逆地球自转的方向
无限的方向；理论上 的亦东亦西---A、B两 地互为东西；实际上 的非东即西---取Ａ、 Ｂ两点间的劣弧判断
第二节 地理坐标
3. 地球上的方向与地球自转
我国传统上把正午太阳所在方向定为正南， 而把日出日落的方向视为东西方向；
第二节 地理坐标
地球概论第一章第一节
2、地球上的经线和纬线 （1）经线 一切通过地轴的平面与地球表面相交所得的圆叫 经线。 经线。 （2）纬线 一切垂直与地轴的平面与地球表面相交所得的圆 叫纬线。 叫纬线。 （3）经纬线的联系：相交垂直 经纬线的联系： （4）重要的经线：本初子午线（0°经线） 重要的经线：本初子午线（ 经线） 本地子午线 （各自所占经线） 各自所占经线） 重要的纬线： 重要的纬线：赤道
图1-2 地球自转方向—向东。在北半球 看，呈逆时针方向；在南半球看，呈顺 时针方向。
图1-3 十二支表示地平方向。 其中子午表示南北，卯酉表 示东西。
第一节 地球和地理坐标
• 地球上的经线和纬线 • 经度纬度及地理坐标 • 地球上的方向 • 地球上角距离和线距离
角距离： （1）角距离：指经过这两点的大圆弧的角度 线距离： （2）线距离：指经过这两点的大圆弧的长度 海里（ 经度1 （3）海里（英）经度1分的长度 赤道：360°×60海里/1°=21600海里 °×60海里/1 赤道：360°×60海里/1°=21600海里 公里（ 经度1 （4）公里（法）经度1分的长度 赤道：400°×100公里/1°=40000公 °×100公里/1 赤道：400°×100公里/1°=40000公 里 赤道=21600海里=40000 赤道=21600海里=40000公里 =21600海里=40000公里 =1.85公里 1海里=1.85公里 海里=1.85
本地子 向南北各 午线 90°
经度和纬度 纬度是线面角，即本地法线与赤道平面的交角； 经度是两面角，即本地子午面与本初子午面的交角。
第一节 地球和地理坐标
• 地球上的经线和纬线 • 经度纬度及地理坐标 • 地球上的方向 • 地球上角距离和线距离
（1）纬线表示东西方向 （2）经线表示南北方向 地球上空如何确定东西方向（俯视） （3）地球上空如何确定东西方向（俯视） 地球自转前进方向：北极上空： 东：地球自转前进方向：北极上空：逆时针向东 南极上空： 南极上空：顺时针向东 西：地球自转前进相反方向：北极上空：顺时针向西 地球自转前进相反方向：北极上空： 南极上空： 南极上空：逆时针向西 （4）地球上一个地点地平面的方向 古代： 古代：十二地支表时辰和方向 现代： 现代：东南西北定方向 如何确定一个地点的东南西北方向？ （5）如何确定一个地点的东南西北方向？
地球概论第一章10.12
红巨星
2020/5/24
22
行星状星云
行星状星云
质量是太阳质量1.4倍，外围的 气体及冰粒向外膨胀，外貌像土 星的光环一样，天文学家叫行星 状星云，而剩下的核心的光度会 暗淡下去。
2020/5/24
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超 新 星
超新星是恒星死亡前的一次大爆发，释放的
能量时发出的亮光相当于十亿颗太阳。爆炸
将星球物质以接近光速的速度，向四面八方
星团：star cluster 星系：galaxy 红外源：infrared source 射线(ray)源 行星：planet 卫星：satellite 彗星：comet 流星：meteor, shooting star
2020/5/24
6
2、人造天体
人造卫星、宇宙火箭、行星际飞船、空 间实验室等
发射。每一颗恒星一生之中最多只可能发生
一次。
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天狼星的伴星β星,是人类最早发现的
白矮星
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白矮星
白矮星的体积小、亮度低，但质量大、密度极 高。白矮星是一颗已死亡的恒星，中心的热核 反应已停止 。
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中子星
质量约是太阳4－10倍的恒星在超新星爆炸时，遗 留下来的核心变成一颗体积很小，质量却很大的中 子星，由中子构成，密度为水的1014倍，仅1cm3的 质量就有全球人类那么重。
地球概论第一章
南北方向（经线方向），有限方向；
东西方向（纬线方向），无限方向；
理论上亦东亦西；实际上非东即西。
地球上的方向与地球自转 我国传统上把正午太阳所在方向定为正 南，而把日出日落的方向视为东西方向； 东西方向与地球自转相联系； 在用时针的方向表述地球自转方向时， 必须明确观测者是立足于哪个半球观测 地球自转的。
• 由于地球自转而随同整个天球的运动， 方向向西，日转一周； • 由于地球公转而相对于恒星的运动， 方向向东，年巡天一周。
图1-10 天球的视运动
左：地球公转和太阳周年运动，二者都向东。 右：地球自转和天球周日运动，前者向东，后者向西。
天球上的圆和点
图1-11 天球大圆的交点和远距点 左:地平圈与天赤道的交点（东、西）和远距点(南、北、上、下)； 右:黄道与天赤道的交点（二分）和远距点（二至点和无名点）
图1-1 经线和纬线 纬线平面垂直于地轴,经线平面都通过地轴
英国Greenwich天文台,现为 天文台内展出早期的天文望远镜、 天文博物馆 星象图和天文钟等
通过Greenwich天文台内古老的 天文望远镜观察宇宙
脚跨东西半球, 即通过Greenwich 天文台的本初子午线(0°经线)。
二、 地球上的方向和距离 地球上的方向 通常指地平方向；
经度和纬度
一、 经度和纬度
是经线和纬线的“编号”，本身代表一种角 度 纬度：一地相对于赤道平面的南北方向和角 度
纬度是一种线面角，即本地法线与赤道平 面的交角； 纬度在本地经线上度量，南北纬各分90度。
经度：本地子午面的东西方向和角距离
经度是两面角，本初子午面为起始面； 本地子午面为终面； 经度通常在赤道上度量，东西经各分 180度。
第一章 地球概论(含绪论)
第一章地球概论（含绪论）一、概念题1、地球表层2、恒星3、光年4、晨昏线5、区时6、行星7、日界线二、填空题1、地球是由一系列具有不同理化学性质的物质圈层所构成，地球表层由、、、四大圈层组成；地球内圈由、、三部分组成。
其中上地幔70-350 km为。
2、在太阳周围分布着八大行星，太阳系行星按距离太阳由近及远的正确排序是。
3、太阳系包括个行星、个卫星和至少个小行星，还有少数彗星。
4、地球绕日公转轨道是形，太阳位于。
每年月初，地球位于近日点；月初，地球位于远日点。
5、陆壳最表层为，其余则自上而下分为，和；洋壳上部为疏松沉积物，之上只有很薄或者没有硅铝层。
6、地球内圈有一些重要不连续面（或间断面），其中地壳与地幔之间的叫；地幔与地核之间的叫。
7、某人驾船于2011年11月28日12时整，从179°E穿越日界线到达179°W，耗时10分钟，此时他所在地的准确区时是，此时170°W的区时是。
8、恒星质量，在高温高压的条件下，内部不断进行，向宇宙空间输送着巨大的辐射能。
它是宇宙中数量最的天体。
其主要成分为约占70％的和约占28％的。
9、光在真空中一年时间所走过的距离称为，1光年等于km，太阳光到达地球需要的时间为。
离太阳最近的恒星是半人马座的，距离地球光年。
10、日地平均距离又称为，可用“a”表示，1a等于km。
11、银河系是一个包括约1500 亿颗和大量组成的庞大星系级的天体系统。
直径约万光年。
12、天体互相吸引、彼此绕质心旋转而构成了。
一般情况下，次一级天体系统又围绕高一级天体系统旋转。
目前认识到的天体系统层次是：→→→星系群→→超星系团→。
13、若以运动物体前进方向为准，北半球水平运动物体偏向，南半球偏向。
地球自转的方向是，在北半球看起来是方向。
14、太阳系八大行星除和外，都带有卫星。
一般质量大的行星比质量小的行星拥有更的卫星，地球的卫星是，拥有卫星最多的是。
15、太阳系八大行星中将理化性质相似地球的行星叫，包括；理化性质相似木星的行星叫，包括。
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一、纬线：一切与地轴垂直 的平面与地面相切割而成 的圆，都是纬线。通过地 心，同地轴垂直的平面同 地表相交的大圆，叫做赤 道。赤道把地球等分为两 个相等的半球，北极所在 半球为北半球，南极所在 半球为南半球
赤道是纬线圈中唯一的 大圆。其他纬线离赤道越 远就越小，在两极成为两 点。
二、经线
过地轴的平面与地面相割而成的圆都是经 圈，一切经圈都是大圆。两级把经圈等分 为两个180°的半圆，这样的半圆叫经线。
相互联系而建立起来的。
2、这两种坐标系都属于右旋坐标系，它 们的经度（方位、时角）都是向西度量， 而且二者都以子午圈为始圈。
基圈 始圈 原点 经度度量方向
地平坐标系 地平圈
道
上点
向西
3、但是前者以地平圈、后者以天赤道为基 圈。因而以S、Q为原点，这样天体的高度 不同于赤纬，方位也不同于时角。
经度通常在赤道上度量， 以本初子午面为起始面， 以东为东经（E）,以西为 西经（W），东西经各 分180度。
同一经线上的各点的经度 都相同。
102-2地理坐标
用纬度和经度标示一个 地点在地面上的位置， 叫做该地的地理座标；
度量全球各地的地理坐 标需要一个统一的制度 就叫地理坐标系。。
地理上，书写地理坐标 时：先纬度，后经度； 数字在先，符号在后。
3、它们有共同的原点，(春分点)
基圈 始圈 原点 经度度量方向
第二赤道坐标系 天赤道 春分圈
春分点
黄道坐标系
黄道 无名圈
向东
4、但是前者以天赤道为基圈，因而以春分 圈为始圈；后者以黄道为基圈，因而以无 名圈为始圈。这样天体的赤纬不同于黄纬， 赤经不同于黄经。它们之间的差异，与黄 赤交角有关。
极是天顶、天底。通过天顶，天底且垂直 于地平圈的一切大圆是它的绕圈，称地平 经圈。一切与地平圈平行的圆是它的地平 纬圈。
图1-14 地平坐标系的圆圈系统： 地平圈上4个相距90°的点：东、 南、西、北点；得到子午圈（过 南、北点）和卯酉圈（过东、西 点）。
图1-15 天体的地平坐标： 高度和方位
二、基本要点 1、它的基圈是地平圈。 2、它的原点。为南点，始圈为午圈。
右旋坐标系与天球的周日运动相联系，经 度向西度量：地坪坐标系和第一赤道坐标 系。
左旋坐标系，与太阳的周年运动(地球公转) 相联系,经度向东度量，有第二赤道坐标系 和黄道坐标系。
各坐标系的命名，都是依据基圈命名的。
104-2地平坐标系：高度和方位
四正点：上点、下点 一、圆圈系统 地平坐标系同地平圈相联系，地平圈的两
4、黄道坐标系的经度称为黄 经（λ）,是天体所在的黄经圈 相对于春分点所在的黄经圈的 方向和角距离。黄经以春分点 为起点向东度量0°—360°
三、用途：表示日、月、行星在 天球上的位置和运动，如太阳 黄纬为0°，黄经每日增加约 1°。
104-6各种天球座标的区别：
一、地平坐标系和第一赤道坐标系： 1、两种坐标系都通过地平圈与天赤道
辅圈：是通过基圈的两极，且垂直于基圈 的大圆，地理坐标系的经圈。
始圈：是经度量的起始圈，相当于地理坐 标系重的本初子午线。
终圈：是经度度量的终线圈。
二、地球坐标系的一般模式 以基圈，始圈和终圈构成一球面三角形；
图1-13球面坐标的一般模式 由基圈、始圈和终圈构成球面三角形
三、右旋坐标系坐标系
3、第二赤道座标系的纬度是 赤纬与第一坐标系相同。
4、第二赤道座标系的经度是 赤经，是天体所在时圈相对于 春分圈的方向和角距离。赤经 以春分点为起点，沿天赤道向 东度量0h—24h
三 、用途：表示天体在天球上相 对不变的的位置，用于编制星 表。
图1-19（上） 天体第 二赤道坐标系：赤纬
和赤经
104-5黄道坐标系：黄纬和黄经
一 切球面坐标系都有共同的特点，它们都 具有基圈、两极、始圈、原点、辅圈、终 圈。
基圈：任何一个球面坐标系都有一个基本 的大圆称基圈。地理坐标系的基圈是地球 的赤道，它是地理坐标系的纬度度量的起 点。
两极：过基圈圆心与基圈所在平面垂直的 直线与球面相交的两点为基圈的两极。 （地理坐标系的两极是地球的两极）
10天后 590分
太太阳阳
地球
3—3天球上的圆和点
一、大圆和它的极点球面上以球心为圆心的圆就是 大圆。过球心垂直于大圆作垂线，与天球相交于 两点，此两点就是该大圆的极点。
二、与天球坐标系相联系的几个大圆以及它们的两 极
1、地平圈：地平面的无限延伸与天球相交所组 成的圆。两极垂直于当地的铅垂线与天球相交的 两点，一点称作天底，一点称作天顶，分别用 Z,Z`表示。不同的地点有不同的地平圈。
地球在自转的同时，还绕太阳公转。地球 公转的方向与其自转的方向相同，都是自 西向东。这种运动同样不能被感觉到的。 人们感觉到的是太阳在天球上的周年视运 动。
太阳的一年一周的视运动叫太阳的周年视运动。 太阳的周年视运动，很长时间内被认为是太阳的 真实运动。人们把太阳在天球上的运动路线开始 用黄线标出叫黄道。（我们也把地球绕太阳公转 的轨道在天球上的投影叫黄道，是同一个大圆。）
从观测夜半中星的变化，间接推出太阳的 运动。夜半中星的位置推知太阳的位置。
天空中的太阳同时参与两种运动，一种是 由于地球自转的向西周日运动。另一种是 由于地球公转表现为相对于恒星的运动。
地夜 球半 公中 转星 的的 反季 映节
变 化 ， 是
地球公转，向东 太阳周年运动，向东
地球自转，向东 天球周日运动，向西
3、它的纬度，地平纬度称高度（h）是天体相对于 地平圈的方向和角距离。
4它的经度，地平经度称为方位（a）。方位以南点 为起点，沿地平圈向西度量。0°--360°
三、用途：是用来表示天体在空中的方位和高度及 周日变化。如太阳的周日运动。
104—3 第一赤道坐标系：赤纬和时角
一、圆圈系统
天赤道为基圈，两极是 天南极和天北极。通过 天南极和天北极垂直于 天赤道的一切大圆是它 的经圈，称赤道经圈， 简称赤经圈。
101---2 地球上的方向和距离
一、地球上的方向
经线的方向是南北方向，向南就是沿经线指向南 极的方向。向北就是沿经线指向北极方向。
东西方向是同南北方向相垂直的纬线方向。其中 与地球自转一致的方向为东另一方为西。我们称 为地球的自转是自西向东的。如果在北极上空看 地球自转地球自转方向是逆时针的。圆是没有起 点和终点的。但是人们在实际应用时总是采用最 短的路线。东西方向是无限方向。所以任一点只 能位于另一点的东方或西方
4、它们之间的具体差异，与当地的纬度有 关，纬度愈高，二者愈近。
5体现在、地平坐标系与第一赤道坐标系的 联系，有如下关系：、
仰极高度＝天顶赤纬＝当地纬度
仰极高度 天顶赤纬 当地纬度
二、第二赤道坐标系和黄道坐标系
1、两种坐标系都是以天赤道和黄道结合而 建立起来的。
2、它们都是左旋坐标系它们的经度（赤经 和黄经）都是向东度量。
四正点和上下点。
图1-16(上) 第一赤道坐标系的 圆圈系统。天赤道上4个相距 90°的点：东、西、上、下点； 得到子午圈和六时圈。
二、基本要点： 1、基圈：天赤道； 2、原点：上点Q；
始圈：午圈； 3、第一赤道坐标系纬
度的赤纬； 赤纬的余 角叫极距。 4、第一赤道坐标系的 经度叫时角，经圈又称 时圈，时角的单位采用 时间单位。 24h=360° 1时=15°.h\m\s分 别为时、分、秒。 三、用途：用于时间度量。 太阳的时角=时间－ 12h
第一节地理坐标
101-经线和纬线
在地球上是通过建立经纬网来确定地球上 任一点的位置。
大圆与小圆：任意平面与球面相截的图形 都是圆，以球心为圆心的圆为大圆，其它 的为小圆。
地球是一个球体，地球的球心叫地心。
地球并不是固定不动的，而是在围绕着过 地心的一个轴在旋转，这种旋转叫地球的 自转。其旋转轴叫地轴。地轴与地面相交 与两点，这两点叫地球的两极。一点称为 地球北极，一点称为地球南极。
一、圆圈系统 二、基本要点 1、基圈：黄道 2、原点：春分
点，始圈是无名 圈(过γ的黄经圈)
图1-20（上） 黄道坐标系的圆 圈系统。黄道上4个相距90°的 点：二分点和二至点；得到无 名圈和二至圈。
3、黄道坐标系的纬度称黄纬， （β）是天体相对于黄道的方 向和角距离。黄纬自黄道起沿 图1-21（下） 天体的黄道 天体所在的黄经圈向南北两个 坐标系：黄纬和黄经 方向度量。黄道以北为正，以 南为负，0°——+_90°.
赤道全长=21600海里
法国人把圆周分为400°,一度=一百分,每 一分叫一公里
所以地球赤道的周长 =400×100=40000km
1°的长度=40000/360°=111.1km
102经度和纬度
一、纬度
纬度（）：纬度是一种线面角。 其中的面就是赤道平面，其中的 线是垂直于当地的地面法线，两 者的夹角就是所在地的纬度。
天北极
天顶
东
北
西
下点
天底
上点
天赤道和地平圈
大圆交点：东点和西点
南
远距点： 北点和南点 上点和下点
（Q）（Q’）
2、天赤道：地球赤道平面无限扩大，同天 球相交而成的天球大圆，它把天球分成南 北两半天球它的两极叫天北极和天南极， 用P,P`表示。
3、赤道：是地球绕日公转轨道无限延伸， 同天球相交而成的天球大圆。黄道的两季 是黄北极和黄南极，用K,K`表示。
二、球面上的距离
球面上两点可以做无数个平面，也就是说 两点间可以画无数条圆弧曲线，其中过球 心的大圆在两点间的短弧是球面上最近的 距离。
球面上两点的距离是指过两点的大圆上的 短弧的长度。
航空和航海所走的路线均是大圆短弧。
近代科学家在搞清了地球圆周的基础上， 创造了一批新型的长度单位。
1海里=经线一分的长度