地球概论课件

第一章地球概论
• 第一节 宇宙中的地球 • 第二节 地球坐标与天球坐标
• 第三节 地球的运动 • 第四节 历法
宇宙的形成
宇宙是由大约150亿年前发生的一次大爆炸形成的 ,宇 宙在大爆炸前处于极高温和超高密状态,大爆炸使物质 四散出击，宇宙空间不断膨胀，温度也相应下降，后 来相继出现在宇宙中的所有星系、恒星、行星乃至生 命。 时间：10-44 s 体积：10100倍 温度：1032K 宇宙大爆炸理论
第 一 章
第 一 章
银河系有2000多亿颗恒星！
第 一 章
第 一 章
宇宙中的地球 宇宙中的地球
流星
第 一 章
彗 星
天 体 类 型
1、星光闪烁的恒星 2、在星空中移动的行星 3、圆缺多变的月亮
第 一 章
4wenku.baidu.com轮廓模糊的星云 5、一闪即逝的流星
6、拖着长尾的彗星 7、星际物质——气体和尘埃 8、形式各异、大小不一的人造天体
第 一 章
地表环境受到的影响
• （一）地外系统对地表环境的影响
1、能量的来源 2、引力的影响 3、陨石撞击的环境效应 4、其他宇宙因素的影响
第 一 章
• （二）地内系统对地表系统的影响
1、能量的来源 2、物质的交换 3、地内活动的其它环境效应
地球坐标与天球坐标
一、地球坐标 二、天球坐标
第 一 章
第 一 章
地球自转方向
地球自转方向：
第 一 章
从北极上空看
第 一 章
从南极上空看
第 一 章
地球自转周期
地球自转一周的时间即自转周期，叫做 一日。由于观测周期采用的参考点不同 ，一日的定义也略有差别。
第 一 章
恒星日：23h 56m 4s
如果取春分点为标准，则春分点连续两次通过同—子午 太阳日：24小时 面的时间，叫做一恒星日。 如果取太阳为标准，则地球上同一地点连续两次通过 地心与日心的连线所需的时间，叫做一个太阳日。
第 一 章
地 球 是 一 颗 普 通 的 行 星
行星 水星 金星 地球 火星 木星
质量 0.05 0.82 1.00 0.11 317. 94 95.1 土星 8 天王星 14.6 海王星 17.2 冥王星 0.00 24
体积 0.056 0.856 1.000 0.150 1316. 000 745.0 00 65.20 57.10 0.009
密度 5.46 5.26 5.52 3.96 1.33
公转周期 87.9d 224.7d 1a 1.9a 11.8a
自转周期 第 58.6d 一 243d 章 23:56′ 24:37′ 9:50′ 10:14′ 约16h 约18h 6d9h
0.70 29.5a 1.24 84.0a 1.66 164.8a 1.50 247.9a
第 一 章
1851年，傅科进行了著名的傅科摆实验。他根据地球自转 的理论，提出除地球赤道以外的其他地方，单摆的振动面会 发生旋转的现象，并付诸实验。他选用直径为30厘米、重28 千克的摆锤，摆长为67米，将它悬挂在巴黎万神殿圆屋顶的 中央，使它可以在任何方向自由摆动。下面放有直径6米的沙 盘和启动栓。如果地球没有自转，则摆的振动面将保持不变； 如果地球在不停地自转，则摆的振动面在地球上的人看来将 发生转动。当人们亲眼看到摆每振动一次（周期为16.5秒）， 摆尖在沙盘边沿画出的路线移动约3毫米，每小时偏转 11°20‘（即 31小时 47分回到原处）时。
宇宙中的地球
地球沿着椭圆形轨道绕太阳运行，太阳处在椭圆的焦 点之一。每年1月初地球和太阳最接近，距离约为 14710×104公里，称为近日点。7月初离太阳最远，距 离约为15210×104公里，称远日点。
第 一 章
一、地球的形状和大小
二、地表环境受到的影响
地球的形状和大小
• 地球是一个赤道突出、两极扁平的椭球。 • 用平均海平面来表示的、处处与铅垂线保 持垂直的连续曲面，这个曲面叫做大地水 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
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。 • 地球的赤道周长为39,840,000m，总面积 5.028×108km2，总体积1.082×l08 km3， 总质量5.98×1024kg
月相和朔望月
月球本身不发光，只能反射太阳光。在太阳照射下 ，月球总是被分为光明和黑暗两个半球。它们是月 球上的昼半球和夜半球。但从地球上看来，这明暗 两部分的对比，时刻发生变化：有时看到它的光明 半球，有时看到它的黑暗半球；在一个时候，月轮 的光明部分不断扩大，黑暗部分持续缩小；在另一 个时候则反之，如此往复循环，这便是月相变化。
恒星
恒 星 日 与 太 阳 日
第 一 章
SUN P P P E2 E3
E1
时 期 寒 武 泥 盆 石 炭 三 叠 白 垩 始 新 现 据推测，在地球形成的初期，地球自 纪 晚 纪 纪 纪 纪 世 在 转的周期仅有 4 小时。现在已经计算 期 出在各时期地球自转的周期。 2 - 2 6 330- 275- 109- 70距 今 年 5 数 (* 1 0 6a ) 自 转 周 期 (h ) 20． 8 385 330 230 138
第 一 章
第 一 章
地球公转速度的变化：
时 间 日 地 距 离 地 球 运 动 角 速 度 地 球 运 动 线 速 度
第 一 章
地球公转的周期：
3 0 .3 k m /s 1 . 4 7 1 亿 k m 6 1 '/ d 1 月 初 近 日 点 ) (“年”的时间也因参考点不同而有差别。
地球公转的周期为一年。
恒星年：地球连续两次通过太阳和另一恒星的 2 9 .3 k m /s 1 . 5 2 1 亿 k m 5 7 '/ d 7 月 初 连线与地球轨道的交点所需的时间为365日6时 (远 日 点 ) 9分9.5秒，称为一个恒星年。 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
2 1 .6
2 1 .8
2 2 .7
2 3 .5
2 3 .7
24
地球自转速度
地球自转速度包括线速度和角速度两种: 1.线速度 由赤道向两极递减 2.角速度 除极点外均为15度/小时 3.在极点上，线速度和角速度均为0
第 一 章
地球自转 线速度和角速度
第 一 章
地球自转的意义
地球自转的重要地理意义表现在以下几个方面： • 1、地球自转决定了昼夜的交替，并使地表各种过 程具有一昼夜的节奏 • 2、由于地球自转的结果，所有北半球作水平运动 的物体都发生向右偏转，在南半球则向左偏 • 3、地球自转造成同一时刻，不同经线上具有不同 的地方时间 • 4、由于月球和太阳的引力，地球体发生弹性变形， 在洋面上则表现为潮汐 • 5、地球的整体自转运动，同它的局部运动，例如 地壳运动、海水运动、大气运动等，都有密切关 系
• 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。
第 一 章
第 一 章
岁差、章动和极移
• 岁差：当地球自转轴旋进时，春分点西移，故地 球自传不到—周即可两次经过春分点，这就是岁 差。 • 章动：由于地球自转轴在它本身和地球转动惯量 轴之间发生移动使地球围绕其自转轴的摆动。转 动惯量轴是这样的一种轴，即围绕它地球有相等 的质量分布。由于纬度等于地球自转轴和观察点 处铅垂线间的余角，因自转轴摆动，这个角度就 会发生变化，其变化造成纬度的循环变化。 • 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
地球的自转
第 一 章
1、地球自转的证明 2、地球自转的方向 3、地球自转的周期 4、地球自转的意义 5、地球自转的速度
地球自转的证明
傅科摆试验:
结构和普通摆一样，摆动和普通摆的 摆动也一样。我们知道，作为一种物 质形式，摆是无法摆脱地球自转的。 但是，作为一种运动状态，摆动和摆 动平面是可以超然于地球自转的。利 用摆动的这种特点，人们可以直接察 觉地球自转的后果。
天体及天体系统
小结第
一 章
总 星 系
2000多亿颗恒星 银河系 其他行星系统 太阳系 地球 地月系
月球
河外星系（星系）
最高
天体系统的层次
最低
人类对宇宙的认识过程
• 1、古代的天圆地方说 • 2、公元2世纪，古希腊天文学家托勒玫提 出地心说 • 3、16世纪，波兰天文学家哥白尼提出日心 说 • 4、18世纪，天文学家引进星系一词 • 5、20世纪60年代以来，大型天文望远镜的 使用以及空间探测技术的发展，使天文观 测的尺度逐渐扩展到150—200亿光年的时 空区域——总星系
第 一 章
第 一 章
第 一 章
第 一 章
地球的公转
• 地球按照一定的轨道绕太阳运动，称为公转。地球 公转方向是自西向东。地球公转的周期为一年。地 球公转速度在近日点最大，在远日点时最小。太阳 光线直射的范围在23°27′N和23°27′S之间作 周期性变动，从而形成了春夏秋冬四季的更替。 • 地球公转轨道是一个椭圆，太阳位于椭圆的两个焦 点之一。椭圆的最长直径叫长轴，最短直径叫短轴 。长短轴之差称为焦点距。1/2焦点距与半长轴之比 ，称为椭圆偏心率。偏心率愈接近于零，椭圆即愈 接近圆形。地球轨道偏心率约为0.017（或1/60）。
度大圆弧为60n mile。 （三）地球上的距离 经度是指某地的经线平面与本初 公里(km)——法国人把地球上大圆周长的四万分之一定义为1km，中国人 子午面的夹角。 使用的华里则为公里长度的二分之一。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)
第 一 章
天球坐标
• (一)天球
• (二)天球的基本点和圈 •
1、天顶和地平圈 2、天极和天赤道 3、天子午圈和四方点 (三)天球坐标系图 4、黄道和春分点 1、地平坐标系 2、黄道坐标系 天球是以观测者为中心，任意远为半径的假 想球面。
第 一 章
第 一 章
地球的运动
• 一、地球的自转 • 二、地球的公转 • 三、岁差、章动和极移
地球坐标
（一）经纬线与地球上的方向
第 一 章
经线是地球上的南北方向线——沿经线指向北 极(N)为正北方向，指向南极(S)为正南方向。 纬线是地球上的东西方向线——沿纬线顺地球 （二）地理坐标的经纬度 1、常用的距离单位 自转方向为正东方向，逆地球自转方向则为正 纬度是指通过某地的铅垂线与赤 海里(n mile)——人们将地球上1分大圆弧的长度定义为1n mile,即地球上每 西方向，东西方向是无限方向。 道平面的夹角。
第 一 章
第 一 章
历法
1、阴历
2、阳历 3、阴阳历（农历）
第 一 章
历法—阴历
历法是指根据日、月的运行规律安排年历的法则。 现今仍然使用的历法种类主要有阴历、阳历、阴 阳历。
第 一 章
1、阴历
根据月相变化周期制定的历法，简称阴 历或回历。 这种历法，历月的日序与月相对应，但历年月序 却与季节毫不相干。在游牧民族的穆斯林国家或 地区阴历仍然使用。
第 一 章
• 新月和满月，上弦月和下弦月，周期性地轮番出现 。上半月（旧历）由缺变圆，下半月由圆变缺。从 这一次新月（或满月）到下一次新月（或满月）所 经历的一段时间，即月相变化的周期，称为朔望月 ，其长度为29.5306 日，或29 日 12时44分3秒。
第 一 章
第 一 章
• 春分(3月20或21日)和秋分 （9月22或23日）， 太阳位于春分和秋分点。南北半球各纬度上的白 昼和夜晚长度都是12小时。 • 冬至(12月22或23日)和夏至 (6月21或22日)时 北半球夜晚比白昼长，南半球相反；愈向两极， 昼夜长度悬殊愈大，在赤道两侧的相应纬度上， 昼夜相对长度恰好相反，北极圈内夜长24小时， 南极圈内昼长24小时。