《地球的宇宙环境》课件4

地球的宇宙环境课件,行星地球,宇宙中的沧海一粟迄今已知惟一存在智能生命的星球,第一单元从宇宙看地球,1地球人类在宇宙中的惟一家园1.1太阳系的结构1.2太阳的能量1.3行星地球基本参数2地球在太阳系中的运动2.1地球自转2.2地月关系2.3地球轨道参数2.4星体影响和撞击事件,太阳系的结构,类地行星、巨行星、远日行星,固体地球内部结构,太阳的能量,地球外部能量的主要来源太阳能量变化对地球的影响,太阳内部结构,太阳内部的核聚变,太阳直径：1.4106km太阳质量：地球质量（61021t）的33.3万倍，占太阳系总质量的99.87%太阳平均密度：地球密度的1/4左右，水的1.41倍太阳表面温度：6000K(=5726)太阳核心温度/密度：1.5107K/水的160倍在这种高温高压条件下，发生了核聚变（4个H原子核聚变为1个He原子核）作用。1克H核聚变为He核所亏损的质量（按E=mc2公式），可产生：6281x108J(或1500 x108cal)的热能（相当于燃烧15t石油或2700t煤）,太阳辐射与太阳常数,子黑阳太,光球,色球层色球层（chromosphere）是太阳大气中间的一层，位于光球之上。平时，由于地球大气中的分子以及尘埃粒子散射了强烈的太阳辐射形成蓝天，色球和日冕完全淹没在蓝天之中。只有在日全食时，观测者才能用肉眼看到太阳圆面周围的这一层非常美丽的玫瑰红色的辉光。它是由早期的日全食观测者发现的，于1869年同治8年由洛基尔和弗兰克兰命名。红色是由于色球光谱中波长为6562.8埃的氢线Ha在亮度上占绝对优势的缘故。,日冕,太阳活动与黑子周期,黑子与黑子周期名为黑子其实不黑，仅温度比周围光球低1000C,在明亮光球反衬下呈暗黑色。黑子是太阳表面剧烈活动所激起的气旋涡。黑子数量和分布范围出现较规律的周期性变化，称为黑子周期。,蝴蝶图周期开始：少量黑子首先出现在南、北纬30附近。高峰期：大量分布在15周期结束：最后出现在赤道附近的黑子又都消失。绘出的黑子时空分布图其形状很像一群蝴蝶，称为蝴蝶图。黑子周期平均长度为11.1年。,蝴蝶图,太阳活动极大、极小年的日冕,太阳黑子与人类日常生活,黑子周期高峰期容易发生磁暴：1989-3-13魁北克全城停电事件；短波无线电通讯中断；指南针失灵、候鸟迷失方向；户外活动注意事项。,耀斑太阳色球层中局部小区域的突然发亮，并迅速增强的现象，又叫色球爆发，它是各种太阳活动中最为剧烈的现象。位置在谱斑或光斑附近，且常在黑子群周围。耀斑在几分钟内形成，可持续存在几个小时。能量大多是紫外辐射，也发出强X射线，还有宇宙线和非高能粒子。所释放的能量极大，最大可达到10的25次幂焦耳，相当于百万吨级氢弹威力的100亿倍。粒子的运动速度比耀斑的光速慢得多，因而1、2天后才能到达地球附近。耀斑发出的辐射和粒子同地球磁场和电离层相互作用，会使地球上的短波无线电通讯中断并出现极光。耀斑是太阳活动最主要的标志。耀斑和黑子有密切关系，它多出现在黑子区的上空，并有同一兴衰过程，活动周期为11年。,太阳黑子数与北半球不同纬度带降水量相关性,行星地球基本参数,地球惟一性的物质基础：行星质量、日地距,“八”大行星基本参数比较,地球与金星比较,惟独地球有磁场,太阳风与磁暴,地球的惟一性迫使科学家们去认真思考地球这颗行星能适宜于生命繁衍特殊环境的原因：行星的质量（最大的类地行星，决定了地球的重力、结构、磁场等基本物理性质）和行星到太阳的距离（直接影响行星表面的温度和太阳风对行星表面气体的驱赶能力）是决定行星内部结构、表面特征及演化历史的主要因素。,地球自转,地球自转的速度变化及其地学意义,假定地球没有自转，那么要保持在同一经线上绕各自所在纬线一周，则这5个物体的相互位置要如左图的排列才能完成。即要保持同一角速度，经线上各质点的线速度就要由两极向赤道越来越快。,地球表面的温度（1988年6月）,地月关系,月球基本参数地月系,观察者位置月球,地球轨道参数,星体间的相互影响偏心率、黄赤交角、岁差米兰科维奇学说,太阳系内的星体撞击,彗木撞击事件引起的反思,公元前5万年形成的陨击坑位于美国亚利桑那州，直径2km，坑底白色处是建筑物,地球上已知的陨击坑（1993年前）,地球既有幸，又要提高警惕！,太阳系中的大行星（特别是木星）吸引了大部分小行星和彗星，使地球免遭撞击。直径10km小星体撞击地球并摧毁全球生态系统（大灾变）的几率，大约每100百万年只有一次（上一次发生于65百万年前）。太阳正常供应地球能量的寿命至少还有40亿年，人类有足够的准备时间。现有对近地小行星的监测网存在两大漏洞（南北不匀、存在死角）。2000年9月仅在5天前预报一颗小行星（2000QW7）将“擦”过地球，如撞上地球则可能毁灭15亿人！同年12月23日凌晨，又有一颗事先未能预报的小行星（2000YA,直径50m）掠地而过，时速11.5万km,相距地球仅80万km。迄今已知最危险的小行星（2000SG344，直径约30-70