《地球概论》第一讲

课程简介
讲授内容
绪论
备注
《地球概论》是地理科学专业的专业基础课，是地理科学专业《地质学基础》、《气象 学和气候学》等专业课程的先行必修课程。
本课程的内容由地球的天文学和地球的物理学两大部分组成。地球的天文学包括地理和 天球坐标、地球的宇宙环境、地球的运动极其地理意义、地球和月球的关系、日月食现象、 海洋天文潮汐等；地球的物理学包括地球的形状和结构、地球的内部物理性质等。通过本课 程的学习，可使学生获得关于地球的整体知识，掌握地球运动的规律，了解各种天象的成因， 培养学生正确的宇宙观和世界观。本课程理论和实践相结合，注重培养学生观察和实际动手 能力，通过学习可以掌握观测天象的能力，培养合格的中学教师。
讲授法、讨论法。通过老师的讲授和学生的讨论，引导学生建立正确的、立体的、 三维的宇宙空间模型。球面坐标系学生不好建立，关键是要加强学生立体思维能力， 教师在讲授时借助地球仪演示地轴的倾斜、地平、经纬网等，并引导学生正确的想象， 使学生在头脑中建立正确的球面坐标。 辅助手段
多媒体辅助教学。展示图片，加深学生对理论知识的理解。 板书设计
1、课程目标：
通过教学，一方面使学生掌握有关地球系统科学的基本理论和基本知识，即地球的自转 和公转及其相互关系的知识，地球上的四季和五带、历法和时间的知识，日、月食和天文潮 汐的知识；另一方面使学生能从地球和天体运动的客观事实，来了解自然界的相互联系和运 动规律，以及人类认识自然界的从现象到本质的辩证过程。
绪论 第一章 地理坐标与天球坐标
第一节 地理坐标 地球上的经线和纬线 地球上的经度和纬度 地理坐标系 球面坐标系的一般模式
作业布置 三种星区随纬度变化的特点。
主要 参考资料
《天文学教程》，高等教育出版社，朱慈盛 《天文学新概论》华中科技大学出版社，苏宜 《基础天文学》刘学富 高教出版社2004年
备注
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，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。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 大圈，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，即 0°经线。 它是地理坐标系的纵轴。
墨卡托投影图上的经纬线 经线互相平行，纬线间隔由赤道向 两极增大，以致格陵兰岛比南美洲还大
1、什么是经度和纬度？说明纬度和纬线、经度和经线的区别和联系。 答：纬度是一种线面角，其中的“线”指本地的法线，“面”指赤道面。本地法线和赤道的
交角就是所在地的纬度，赤道以北叫北纬，赤道以南叫南纬。 经度是一种两面角，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，
3、学习方法 4、参考书
第一章 地理坐标和天球坐标
一、地理坐标
1、【经线和纬线】 地球上的经线和纬线：
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。根据这个道理，人们在地球上划分许多纵大大小小的圆。大圆是指同一球面上最大的圆，其圆心 即为球心；小圆则是大圆以外的圆。
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。
经线和纬线 纬线平面垂直于地轴，经线平面都通过地轴 地球上的方向和距离： 地球上的方向，通常是指地平方向。地平圈上的东南西北四正点，代表地平方向的东南 西北四正向。我国古代用十二地支表示地平方向，其中的子午和卯酉，分别就是南北和东西 向。在地球上，经线就是南北线（也叫子午线）。南北方向是有限方向。东西线垂直于南北 线，因而纬线的方向，就是东西方向。东西方向是无限方向。
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 地球是一个球体。在球面上，两点间的最短距离，是通过它们的大圆弧线。因此，求地 面上两点之间的最短距离，首先是它的角距离，然后把角距离换算为线距离。根据球面三角 形可推算两点间的角距离。为了由角距离换算为直线距离的方便，人们创造了新的长度单位 ——海里，即经线 1 分的弧长。这样，地面上两地间距离的弧分值，等于其长度的海里数， 由此推出经线的全长为 60 海里×180＝10800 海里；赤道周长为 60 海里×360＝21600 海里。 2、【经度和纬度】 经度和纬度： 经度和纬度是经线和纬线的“编号”，本身代表一种角度。 纬度是指一地相对于赤道平面的南北方向和角度。在立体几何上，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°。 经度是本地子午面的东西方向和角距离。经度是一种两面角，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°。
图 1-4 经度和纬度 经线都是大圆，纬度间隔大体相等。1°约折合 111 公里。纬线是大小不等的圆。经度 的间隔，随纬度增高而减小。具体地说，它与纬度的余弦成反比。 经度和纬度用来区分不同的经线和纬线。经线即等经度线，纬线即等纬度线。
图 1-5 经线的间隔随纬度增大而减小 地理坐标： 一地的纬度，表示该地相对于赤道的南北位置；一地的经度，则表示该地的子午面相对 于本初子午面的东西位置。二者相结合，叫做该地的地理坐标。度量全球各地的地理坐标， 需要一个统一的制度，叫做地理坐标系。地面上同一个特定地点的地理坐标相联系的有三个 大圆，即赤道、本初子午线和本地子午线。 赤道是纬度度量的自然起点所在，是地理坐标系的横轴；本初子午线是经度度量的人为 起始所在，是地理坐标系的纵轴；二者的交点即为坐标系的原点。 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； 数字在先，符号在后。例如北京，40°N，116°E。
关于地球系统科学的基础知识也是中学地理课程的重要内容和难点所在。因此，作为以 培养中学地理教师为主要任务的高师地理专业的一门基础课，《地球概论》课程也是为中学 地理教学服务的。
2、课程体系及发展动向
《地球概论》分为六章，十五节。第一章是地球和天球的基础知识，第二至五章是与地 球运动有关的天文学，最后一章是地球物理学。在关于天文学的四章中，第二章是普通天文 学，主要说明地球的宇宙环境；第三、四、五章是与地球运动有关的天文学，是全课程的重 点，也是学生今后学习其它地球科学知识的基础。
图 1-2 十二地支表示地平方向 其中子午表示南北，卯酉表示东西 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。由此看 来，地球上的方向是同它的自转相联系。然而，在这样做的时候，观测者必须明确，他是立 足在哪个半球来观测地球自转的。在北极上空看起来，地球是以逆时针方向自转的；而在南 极上空看起来，则是顺时针方向自转。这样的方向叫做向东，与此相反的方向便是向西。
地球上的经线和纬线 地球上的经度和纬度 地理坐标系 球面坐标系的一般模式
地球上的经度和纬度 球面坐标系的一般模式
教授思路： 这一节的内容学生在中学已经接触过，讲授起来比较简单。但这一节的内容与第
二节关系很大，是下一节的基础。在讲授的过程中首先让学生确立当地地轴的宇宙空 间位置，特别是建立正确的宇宙空间模型。逐步让学生在地球上建立经纬网、地理坐 标系、度量当地的地理坐标。最后的重点也是难点就是让学生建立球面坐标系的一般 模式。 教学方法、突出重点、解决难点、师生互动：
即为本地经度。经度自原点起向东西方向度量：本初子午线以东叫东经，本初子午线以西叫
西经。 经度和纬度，简单地说都是一种角度，它们分别用来区分不同经线和不同的纬线；而经线
和纬线是设定地理定位的需要。地球上的每一点，都可以看成是特定纬线和经线的交点。经 线和纬线用经度、纬度来区别，在同一经线上，一切地点的经度相同；在同一纬线上，一切 地点的纬度相同，因此，经度就是等经度线，纬线就是等纬度线。
青岛大学教案（理论教学用）
第 1 次课 2 学时
章节
绪论 第一章 地理坐标与天球坐标
第一节 地理坐标
讲授主要 内容
一、地球概论研究的对象 二、地球概论学科特点及发展 三、地理坐标
重点 难点
要求掌握 知识点和 分析方法
教授思路， 采用的教 学方法和 辅助手段， 板书设计， 重点如何 突出，难点 如何解决， 师生互动 等