自然地理学 第1章地球

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关注小行星的原因: 多次并可能再次撞击地球
(恐龙灭绝?)
自然地理学
1766 年德国天文学家提丢斯首先提出,1772 年波得进一步完善了行星和太阳之间的 距离的经验公式:
Rn=0.4+0.3×2^n 式中n=-1,2,3,4⋯⋯
这个公式称为提丢斯波得定则。按照这个可以推出:
水星到太阳的距离为(0+4) /10=0.4天文单位 金星到太阳的距离为(3+4) /10=0.7天文单位 地球到太阳的距离为(6+4) /10=1.0天文单位 火星到太阳的距离为(12+4)/10=1.6天文单位
行星
轨道半长轴 天文单位
水星 金星 地球 火星 木星
0.3871 0.7233 1.0000 1.5237 5.203
公转周期
87.7d 225d 365.25d 686.98d 11.862d
平均轨道速 度
km / s 47.89 35.03 29.79
24.13
13.06
偏心率
对黄道面 倾斜
0.2056 0.0068 0.0017 0.0933 0.0483
恒星凭肉眼能看到的天体,99%以上都是恒星。 从地球上看,恒星的相对位置并不是不变的, 一切恒星都在不停地运动
恒星质量很大,自己能发光
恒星
地球便是绕着太阳 运动的行星之一
行星自己不发光,质量也远较恒 星小,并且绕恒星运动。
行星
卫星质量比行星更小,绕行星运动, 并随着行星绕恒星运动
卫星
卫星
流星
流星的质量更小,也不发光
6378140 6356755 5.1
10820 5.98 40008548
±5m
±5m
*108㎞2 *108㎞3 *1027g m
40076604 m
一.地球的大小
地球赤道半径 约为6 378140m,极半径约为 6 356755m,总面积 5.1×108km2,总体积约为 10 820×108km3,总质量为5.98×1027g。
自然地理学
(四)卫星和月球
卫星:本指围绕行星和矮行星公转的天体,近30年也用以称呼围绕行 星和卫星(如月球)运动的人造天体。
自然地理学
月球
月球是地球的唯一卫星,半径1738.2Km,相当于地球半径的27.28%;质量为
7.35×1022t,
相当于地球质量的1.23%;平均密度为3.24g/cm3, 只有地
无大气层——无水、风雷雨天气、生物和土壤; 温差大;火山作用、陨石与环形山
B、月球成因假说:
地球分裂说、地球俘获说 、共同形成说
C、月球的运动:
公转——自西向东;自转——与公转同步
月 球 表 面
自然地理学
月地平均距离为384 401Km,白道面与黄道面的交角约
5°9’,绕地周期约为一个月。
恒星日、朔望月、交点月
星云
星云:星云是一种云雾状的 天体。离地球非常遥远的河 外星云,是一些恒星系统, 而作为银河系组成部分的银 河星云,则是极端稀薄和高 度电离的氢和氮的混合物。
天文单位、秒差距、光年
自然地理学
流星
彗星
星云
理想动态星云
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二 太阳和太阳系
银河系直径约有10万光年,包含1500×108颗恒星,太阳只是其中之一。太阳位于银河系
中心约27000光年,距边缘23000光年的地方,并以250km/s的速度绕银心运动,约2.5×108 年绕行一周。太阳系包括9 个大行星,49 个卫星,和成千上万个小行星,还有少数彗星。
直径 体积
质量
密度 表面温度 中心温度
太阳
相对于 地球的 占整个 太阳系 的
140*104
(km)
109倍
1.989*1027 (t)
交点月 27天5时0分35.8秒
P P’
恒星月 27日7时43分11秒
朔望月 29日12时44分3秒
自然地理学
▪ 卫星——月相 月相变化
Байду номын сангаас
月食 日食自然地理学
潮汐发电原理
自然地理学
太阳月亮地球的关系
自然地理学
月球轨道面
自然地理学
三 地球在天体中的位置
无限广大的宇宙不存在中心,太阳只是太阳系的中心。而太阳在银河系中, 又只不过是旋涡臂上的一个小点,一颗普通的恒星。地球则只是太阳系 中一颗普通的行星。
130*104 33.3*104倍 倍
99.86%
1.4(g/cm3) 1/4
6000 (K)
1500*104(度)
自然地理学
具有生命的一个特殊的天体——地球
地球上存在生命的条件
外部 条件
太阳光照稳定 运行轨道安全
有适宜的温度
形成生命条件的原因
太阳从诞生至今没有明显的变化 地球附近的大、小行星各行其道、互不干扰
日、地距离适中,自转周期不长不短,使地表平 均气温为150C
自身 有适合生物呼吸的大 条件 气
有液态的水
地球的体积和质量适中,吸引气体形成大气层, 并经过漫长的演化形成以氮和氧为主的大气
地球内部放射性元素衰变致热和原始地球体积收 缩,产生热量,不断产生水汽,并随地球内部的 物质运动带到地表,形成原始海洋
第一章 地球
第一节 地球在宇宙中的位置
第六节 地球表面的基本形态
第二节 地球的形状和大小
地球
第五节 地球的圈层构造
第三节 地球的运动
第四节 地理坐标
自然地理学
第一节 地球在宇宙中的位置
1
宇宙和天体
2
太阳和太阳系
3
地球在天体中的位置
自然地理学
一 宇宙和天体
宇宙是一个巨大无比的物质世界,其中包括着无数的天体和极其广阔的空间, 根据天体各自的特点可归纳为恒星、行星、卫星、流星、彗星和星云等类。
二.地球大小的重要意义
1. 地球的巨大质量,使它能够吸着周围的气体,保持一个具有一定质 量和厚度的大气圈。且保证了地球的大气不致逸散,使地表平均温度适 宜。
2. 没有现在这样的大气圈,就没有海洋和河湖,没有风,没有生物。
自然地理学
第三节 地球的运动
地心说——亚里斯多得最早提出,托勒密在2世纪加以系统化 之后,此学说持续1500年之久
赤道直径比两极直径长42.5km——证明地球不是正球体,
而是一个两极比较扁平、赤道部分相对突出的椭球体。
地球的扁率a
=
α-b α
上式中a代表赤道半径,b为两极半径;
自然地理学
自然地理学
地球的形状
图1-3 据人造卫星轨道状况测得的地球真实 形状(实线)与理想的椭球体(虚线)
自然地理学
1.地球的形状及其地理意义
按照这个定则,在火星和木星轨道之间,距太阳约2.8 天文单位处还应该有一个大 行星。经过长期搜索,始终没有发现这个未知的大行星。但自1801 年至今,在上述空 间范围内先后发现并确认了谷神星、智神星等2400 多颗小行星。现在已经知道,太阳 系中除九大行星之外,还有一个由成千上万颗小行星组成的独特的小行星带。它们绕太 阳公转的周期约1—14 年不等,形态很不规则,很可能是一颗大行星遭撞击破碎后形成 的。我国学者共发现了800 多颗小行星,并计算出了其中170多颗的运动轨道。现在已 有24 颗在国际上得到正式编号和命名。
日心说——布鲁诺、开普勒、伽利略和牛顿等科学家的努力, 日心说逐步取代了地心说
1781年天王星的发现,1846年海王星和冥王星的发现, 则日心说最终取得彻底的胜利。
自然地理学
地球的运动
地球的运动
地心说——亚里斯多 得最早提出,托勒密 在2世纪加以系统化 之后,此学说持续 1500年之久
日心说——布鲁诺、 开普勒、伽利略和牛 顿等科学家的努力, 日心说逐步取代了地 心说,1781年天王星 的发现,1846年海王 星和冥王星的发现, 则日心说最终取得彻 底的胜利。
地球并不是孤立地存在于宇宙之中的,它与其它天体或者宇宙空间之间 通过能量和物质交换保持着密切的联系并相互影响。
近日点 远日点
距离太阳 最近 最远
距离
14710*104 km
15210*104 km
平均距离
14960*104 km
(确定为 一个天文单位)
时间 1月初 7月初
太阳辐射能作为最主要的能量来源,推动几乎全部自然地理过程。 地球大气外层则不断有气体质点和热量逸散到宇宙空间。
自然地理学
太阳系的行星及其卫星的共同特证:
①所有行星的轨道偏心率都很小,几乎都接近圆形, ②各行星轨道面都近似地位于一个平面上,对地球轨道面的倾角也都不大, ③所有行星都自西向东绕太阳公转,除金星、天王星外,自转方向也自西向东,
与公转相同, ④除天王星外,行星的赤道面对轨道面的倾斜都比较小, ⑤绝大多数卫星的轨道都近似圆形,其轨道面与木星赤道面也较接近, ⑥绝大多数卫星,包括土星环在内,公转方向均与母星公转方向相同。
0.05 0.815 1.00
密度g / cm3
恒星日长
赤道对轨 道倾斜
卫星数
5.43 58.6d 5.24 243d
< 10 ° 0

0
5.52 23h56min 23 ° 27 ′ 1
火星
3397.2 0.0052 0.11
3.94
类木行星
木星
71492 0.062 317.94 1.33
24h37min 24 ° 55 ′ 2 9h50min 3 ° 4 ′ 16
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。
月球对地理环境最重要的影响在于使地球形成潮汐,尤其使海洋潮汐。
自然地理学
地球与月 球的合影
月球: 半径相当于地球的27.28%,质量相当
于1/81,平均密度只及地球的0.6。地 月距离384 401Km,约为日地距离的
A、自然1状/4况00:
(二)矮行星:是指围绕太阳运动,自身引力足以克服其固体应力而使自己成圆球 状,但不能清除其轨道附件其他物体的天体,如冥王星。
自然地理学
水星
金星
地球
火星
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木星
土星
天王星
海王星
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(三)太阳系小行星——提丢斯波得定则
小行星(Asteroid):
小行星带: 火星和木星之间
特点: 质量体积小、数量多
7 °0 ′ 3 ° 23 ′ 1 ° 51 ′ 1 ° 18 ′ 2 ° 29 ′
土星
9.539 29.45772a
9.64
0.05589 0 ° 46 ′
天王星 海王星
19.218 30.0579
84.013a 164.79a
6.81 5.43
0.0472 0.0085
1 ° 46 ′
17 ° 10 ′
土星
60000 0.108 95.18 0.70 10h14min 26 ° 45 ′ 23
天王星 25559 0.01
14.63 1.24 15h30min 97 ° 53 ′ 17
海王星 24750 0.026 17.22 1.66 约22h
28 ° 48 ′ 8 自然地理学
表1—2 行星轨道运动资料
流星
流星在行星际空间运行,当接近地球,受到引力时,可以改变轨道,甚至陨落。当它进入地球大 气层后,因与大气摩擦,迅速增温至白热化,发生燃烧。绝大部分流星在到达地面以前就已完全烧毁 ,少数能落到地面上,成为陨石。
自然地理学
彗星
彗星:彗星是一种很小的, 但具有特殊外表和轨道的天 体。它由彗核、彗发、慧云 和彗尾四部分组成。彗核是 相对集中的疏松固体物质。 彗发是彗核释放的分子和原 子,成一团气体围绕着彗核。 彗尾是由电离的分子和固体 小粒子组成。这些分子和小 粒子受到太阳光压的作用, 形成一条背向太阳的尾巴, 即彗尾。
自然地理学
15 210*104km
14 710*104km
天文单位:日地平均距离 14960*104km
自然地理学
第二节 地球的形状和大小
一、地球的形状及其地理意义
地球形状:通常所说的地球形状就是大地水准面的形状。大地测量中
指一种以平均海平面表示的平滑封闭曲面,即大地水准面。也就是大 地水准面的形状。
自然地理学
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(一) 行星
各行星的一些特点 水星 公转速度最快,昼夜温差最大 金星 唯一自转方向与公转方向相反的行星,公转周期比自转周期短 火星 有证据证明曾经有过河流甚至海洋,来自火星的陨石也表明曾有过生命 木星 太阳系中最大行星,亮度仅此金星,磁场极强 土星 卫星最多的行星 天王星 密度小,体积大,质量也大,基本由岩石和冰块组成 海王星 典型的气态行星,单位面积日照强度很低,表面温度很低
八大行星的公转特征: 1、同向性(西→东):从北极上空看,各行星都按逆时针绕日旋转 2、近圆性:运行的轨道都近似圆形 3、共面性:各行星的轨道大体在同一平面上
自然地理学
表1—1 太阳系行星物理性质比较
行星
赤道半 径km
扁率
类地行星
水星
2440 0.0
金星
6073 0.0
地球
6378 0.0034
质量 地球=1
(1)日地平均距离 为14960×104km,这 样,就可以将投射到 地面的太阳光线视为 平行光线。当平行光 线射到地球表面时, 不同纬度地区的正午 太阳高度角将各不相 同。 (2)造成地球上热 量的带状分布和与地 表热状况相关的自然 现象的地带性分布。
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2.地球的大小及其地理意义
赤道半径 极半径 总面积 总体积 宗质量 经线半径 赤道半径
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