地球概论第5章

East China Normal University
本影长度：OC/OS=BO/DS，OC/OS=BO/(AS-BO)， OC=BO×OS/(AS-BO)
图5-1 天体的影锥
地球和月球本影的长度
地球本影 （千米） 最短 最长 平均 1358900 1404800 1381900 月球本影 （千米） 367000 379700 373300 月地距离 （千米） 363000 405508 384400
回归潮：月球赤纬愈大，日潮不等愈显 著，赤纬最大（2835）时发生的潮汐；
半日潮：在赤道上，一太阴日内有等高 的二次高潮和低潮，间隔均匀；
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全日潮：其它日期，在≥90－范围内， 纬线全线位于顺潮（或对潮）半球内， 以致那里每太阴日只有一次涨潮和落潮； 混合潮：在其它纬度带，每太阴日虽有 二次涨潮和落潮，但高度有所不同，涨 （落）潮历时也有差异；
一年中发生交食（日食和月食统称“交食”） 的次数（与食限、食季和食年有关）
至少有两次日食，而无一次月食 最多发生七次交食
• 一年中有两个完整的食季和一个不完整的食 季（可能发生5次日食和2次月食）
• 一年中有一个完整的食季和两个不完整的食 季（可能发生4次日食和3次月食） 通常情况发生日月食各两次
引潮力=实际引力-平均引力
引潮力的分布 太阴潮与太阳潮
图5-8 引潮力及其分布 细箭头为平均引力，粗箭头为实际引力，双线箭头为引潮 力。引潮力=实际引力– 平均引力。正反垂点的引潮力最大。
三、 海洋潮汐的规律性
潮汐的基本周期 每太阴日二次高潮和二次低潮； 每朔望月二次大潮和二次小潮； 逢朔望发生大潮（初一、月半）； 逢上下弦发生小潮（初八、廿三）。
月食
• 是当地球运行到与太阳相对的方向（望）， 而且日、地、月三者恰好或几乎在一直线时， 月球进入地球的影子，在地球上处于夜半球 地区的观察者，看不见或看不全月球的现象。
影锥分类 本影：在太阳照射下，地球和月球都在 背太阳方向拖着一条很长的影子，它主 要部分是一个以其顶端背向太阳的会聚 圆锥，太阳光辉全被遮蔽。
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三、日月食的规律性
日月食的条件 朔望条件：日食发生于朔，月食发生 于望 交点条件：日月同时位于黄白交点及 其附近
食限 日食限和月食限概念
• 日月两轮相切时，黄白交点到日轮中心的一 段黄经差，叫日食限。（若以日月相冲取代 日月相合，以地球本影截面取代日轮，则为 月食限）
第五章 地球和月球
日食和月食
日月食现象 日月食的规律性
海洋天文潮汐
潮汐现象 引潮力 海洋潮汐的规律性 潮汐作用
第十一节 日食和月食
一、日月食和天体影锥
日食和月食
日食和月食是日月会合运动产生的， 日、地、月三个天体相互遮掩的天 文现象
日食
• 是当月球运行到太阳和地球之间（朔），而 且日、地、月三者恰好或几乎在一直线上时， 月球挡住了太阳，在地球上处于月影区域的 观察者，看不见或看不全太阳的现象。
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图5-7（下） 潮汐变形
图5-6（上）太阳的引力 使地球不断地从它的惯性 直线路径“落入”自己的 轨道。
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二、引潮力
引潮力：在地球上引起潮汐的力，它是由 于月球（或太阳）对地表各处的引力差异 而产生的。
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图5-9 潮汐的基本周期：每太 阴日二次高潮和二次低潮
图5-10（上）逢朔望发生大潮 （下）逢上、下弦发生小潮
潮汐的复杂性
日潮不等：若月球赤纬不等于零，它的 两个垂点分居南北两半球，以致同一纬 度（除赤道外）的顺潮与对潮有所不同， 造成一日内二次高潮之间的差异；
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图5-2 日全食的过程（一）
此图在假定日、月没有周日 运动条件下，表示同一地点 所见的日全食过程。
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图5-3 日全食 的过程（二）
月球向东赶 超太阳的运动， 是在二者各自向 西周日运动过程 中发生的，具体 情况又因纬度、 季节和南北半球 而不同。
潮差：高潮和低潮的水位差；
大潮和小潮：潮差最大时和最小时的 潮汐； 波和潮流：海面垂直升降和海水水平 流动。
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地球的潮汐变形——正球体变成长球体
太阳对地球的引力，整体上为地球绕转 太阳提供向心力；
地球各部分受“差别吸引”，使它发生 潮汐变形； 同理，月球的“差别吸引”，使地球在 绕转月地共同质心中发生潮汐变形。
二、日月食种类
日食种类Fra Baidu bibliotek
日全食：月球本影笼罩的地面；
日环食：月球伪本影笼罩的地面； 日偏食：月球半影笼罩的地面。
月食种类
月全食，月球全部隐入地球本影； 月偏食，月球部分进入地球本影； 无月环食。
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日月食过程
日食过程：月轮向东赶超并掩蔽日轮的过程 日全食始于日轮西缘，结束于日轮东缘。 一次完整的日全食过程分为三阶段，五食相。 月食过程：月轮向东赶超地球本影，从而被掩 的过程； 月全食从月轮东缘开始，于西缘结束；
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二分潮：春秋二分前后的朔望，日、月 都在二分点附近，太阳潮和太阴潮潮汐 隆起最为接近，潮差特大，日潮不等现 象不显著；
二至潮：冬夏二至前后的朔望，情形有 所不同； 近地潮与远地潮：近地点时的太阴潮比 远地点时要大39.1%； 潮汐摩擦：潮流对海底的摩擦作用。
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半影：在影区内，得到部分的太阳光辉。 伪本影：在半影、本影的延伸部分，是一 个与本影同轴而反向的发光圆锥，得到太 阳边缘部分光辉。
半影和伪本影的不同部分，明暗程度不同： 愈接近本影，愈阴暗；离本影愈远，日轮 被遮蔽程度愈远，愈明亮。
1.天赤道向南倾斜，天北极为仰极，可知是在北半球； 2.天赤道与地平圈交角为当地余纬，故纬度为45 N； 3.太阳周日圈(赤纬)在天赤道以南，故北半球正值冬季； 4.日、月正在向西方地平下落，可见时间接近傍晚。
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图5-4 月全食的过程（假定地球影锥在天球上的位置不动）
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食季
日月同时（主要是太阳）位于交点或食限内的 这段时间叫“食季”。 食季的长短：取决于食限的大小和太阳相对于 交点的移行速度 黄白交点西移速度：0°.053/日，太阳在黄道 上的东移速度为0°.9856/日，则太阳相对交点 的东用速度为1.0386°/日 日食季：最长为34.47日（17.9*2/1.0386=34.47）， 最短为30.62日 月食季：最长为22.92日，最短为19.26日
食限变化规律
• 食限的大小取决于黄白交角、日地距离和月 地距离；
黄白交角愈大，日食限和月食限愈小；
月地距离愈大，月轮的视半径愈小，日 食限和月食限愈小； 日地距离愈大，则日轮的视半径愈小， 日食限愈小；但地影截面的视半径却增 大，因此月食限愈大； 日食限＞月食限（不计半影食）。
图5-5 日食限 日月两轮项切时，自黄白交点至日轮中心的一段黄道弧长， 即此刻日轮中心与邻近的黄白交点的黄经差。
日月食周期 沙罗周期
• 与日月食相关的天文周期，如朔望月、交 点月、交点年和近点月的共同周期 (最小 公倍数)，称为沙罗周期； • 沙罗周期长6 585.32日，合18年11.32日
第十二节 海洋天文潮汐
一、潮汐现象
潮汐现象
人们在沿海观察到的海水周期性的涨落现象，称 为海洋潮汐。习惯上把白天的涨潮现象称为 “潮”，夜间的涨潮现象称为“汐”，合称“潮 汐”。 涨潮：海水前进上升 落潮：海水后退下降 涨潮和落潮周期是半太阴日（约12时25分） 潮位：海水在垂直方向上升降时的水位 高潮、低潮、平潮、停潮、潮差