第二章-地球分解.ppt

第二章地球,第一节地球在宇宙中的位置第二节地球的形状和大小第三节地球的运动第四节地理坐标第五节地球的圈层结构第六节地球表面的基本形态和特征,关系恒星星系星系群星系团总星系,太阳系中行星和卫星绕太阳的运动，具有以下几方面的共同特征：,1.所有行星的轨道偏心率都很小，几乎都接近于圆形；2.它们的轨道面都近似地在一个平面上，对地球轨道面（黄道面）的倾斜也都不大；3.所有行星都自西向东环绕太阳公转；除金星和天王星外，所有行星的自转方向也自西向东，即和公转方向相同；4.所有行星的赤道面对轨道面的倾斜都比较小，只有天王星是唯一的例外；5.绝大多数卫星的轨道都近似圆形，其轨道面接近母星的赤道面；6.绝大多数卫星、包括土星环在内，公转方向都和母星的公转方向相同。,月球的特征：1、地球唯一的天然卫星。2、半径1738千米，相当于地球的27.28%，质量7.35*1022吨，相当于地球的1/81。3、没有大气层.直接后果有三个：一是月空永远黑暗，没有风云雷雪等天气现象；二是月面温度变幅大，阳光下可达127，夜间可降至-183；三是月面经常遭受陨石撞击。4、沿一个椭圆形轨道绕地球自西向东运转。轨道平面与黄道面交角458520，平均59。旋转周期为一个月。“月”有三种：朔望月、恒星月、交点月。5、月球以恒星月为周期绕月轴自转。,EastChinaNormalUniversity,月球的距离和大小月地平均距离：384400公里半径：1738公里，地球赤道半径的27.25%表面积：地球表面积的7.4%体积：地球体积的2.03%质量：7.1961022kg，地球质量的1/81.3平均密度：3.34g/cm3，约为地球的60.5%月面重力加速度：1.622m/s2，约为地面的1/6,地月系,（三）地月系的绕转,EastChinaNormalUniversity,月球和地球都绕它们的共同质心而运动（共同质心在地球内部位置的变化）,EastChinaNormalUniversity,月球绕转地球轨道形状椭圆，偏心率0.0549；白道：月球轨道在天球上的投影；黄白交角：白道面相对于黄道面的交角（59）；周期：27.32日（恒星月）；速度：角速度：33/小时，线速度1.02km/s。,EastChinaNormalUniversity,几个概念恒星月：月球在白道上连续两次通过同一恒星（无明显自行）所需的时间：27.3217日。从这一次新月（或满月）到下一次新月（或满月）所经历的时间：29.5306日。近点月：以月球近地点为参考点，月球的公转周期：27.5546日。交点月：以月球升交点（或降交点）为参考点，月球的公转周期：27.2122日。,EastChinaNormalUniversity,依月球公转周期可求出月球公转角速度：36027.3217日=13.2/日即为月球公转平均角速度由于月球公转轨道是个椭圆，所以公转速度是不均的。近地点最快，约为15/日；远地点最慢，约为11/日。月球在公转轨道上平均每日自西向东移行了13.2，因地球自转所造成的月球自东向西的周日视运动，必然逐日向后推迟，地球自转13.2约需52分钟，所以月球每日出没地平的时间平均向后延迟52分钟。这就是我们日常所见明月当空逐日推迟的道理。,EastChinaNormalUniversity,图月球的同步自转，使它始终以同一半球对着地球,月球自转月球自转与其公转同步，即方向相同，周期相等。因此称同步自转；大体上只看到相同的半个月面。,地球,第二节地球的形状和大小,一地球的形状及其地理意义1.通常所说的地球形状就是大地水准面的形状。大地水准面：大地测量中所谓的地球形状，是指一种以平均海平面表示的平滑封闭曲面，即大地水准面。2.赤道的地球直径比通过两极的直径长42.5Km。地球的扁率：地球两极扁平的程度。a=b-c/bb:地球赤道半径c：地球两极半径,地球椭球体,地球的半长轴与半短轴,地球的形状,地球,北极俯瞰图,3.地球的形状的地理意义（1）日地平均距离为14960104km，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。,二地球的大小及其地理意义（一）地球的大小地球赤道半径约为6378140m，极半径约为6356755m，总面积5.1108km2，总体积约为10820108km3，总质量为5.981027g。（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。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。,一、地球的自转,第三节地球的运动,自转的发现及证明,自转的规律性,自转的后果,（一）地球自转的发现及证明,自转的证明,两极扁缩落体偏东傅科摆的偏转,天体的周日运动,日月星辰以日为周期在天球上绕地球自东向西运动的现象,上中天,下中天,两极扁缩,地球的赤道半径和极半径,赤道半径6378km极半径6357km,落体偏东,从高处下落的物体，并不垂直的降落到地面点，而是稍稍偏向东方的点。,傅科摆偏转,原理,惯性使摆的摆动方向超然于地球自转。,傅科摆实验,傅科摆的特点,特殊的悬挂装置,长摆绳,重摆锤,刻有度数的圆盘,悬挂于大厅的傅科摆,摆绳长67米,摆锤重27千克,下方为直径米的沙盘,傅科摆实验,1851年，傅科在巴黎万神庙用单摆成功的作了一次著名的实验，用以证明地球自转。图为万神庙外观。,地球真的在转动,傅科摆每经过一个周期的震荡，在沙盘上画出的轨迹都会偏离原来的轨迹，在直径6米的沙盘边缘，两个轨迹之间相差大约3毫米。“地球真的是在转动啊”，有的人不禁发出了这样的感慨。,150年前傅科摆实验所用的沙盘和标尺现仍保存于巴黎万神庙大厅。,方向周期速度,（二）地球自转的规律性,地球绕地轴旋转，称为地球自转。自转一周的时间即自转周期，叫做一日。,1.地球自转方向,自西向东,判断下列各图中地轴北端的指向或者地球自转方向,N,2.地球自转的周期恒星日,如果取春分点为标准，则春分点连续两次通过同一子午面的时间，叫做一恒星日,恒星日,太阳日,1恒星日23小时56分,1太阳日24小时,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。,恒星日与太阳日的区别,太阳日比恒星日约长4分钟。,E1,E2,E3,59,在一个太阳日中：地球自转了36059,3.地球自转速度,角速度,线速度,3600,自转速度的变化,单位时间内地球绕轴自转的角度,地球自转线速度,464m/s4万km/日,赤道上,在纬度处,cos,在高度h处,地球自转速度的变化,长期变化,季节变化,不规则变化,月球对于地球的潮汐作用使地球自转不断减慢。日的长度大约在100年内增长毫秒。,气团的季节性移动造成的振幅约为2025毫秒的季节变化。,地球内部物质的移动或太阳活动的影响，没有一定规律。,地轴进动,陀螺的进动,地轴以25800年为周期，以黄赤交角为角半径绕黄轴自东向西的旋转运动,速度：50.29/年,地轴,黄轴,（三）地球自转的重要意义（后果）,1.是确定地理坐标的基础。如果没有两个极点，就几乎不可能建立统一的地理坐标2.地球自转决定昼夜更替，并使地表各种过程具有昼夜节奏。,3.地球自转使所有在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。科里奥利力：地球自转情况下运动物体的偏转力。D2vwsinAv为运动物体的速度；w为地球自转角速度；A为运动物体所在纬度。,原因,用经纬线的偏转解释运动偏向,地球上的方向是以经纬线为标准的。,南半球,由于地球自转，经纬线的方向是变化的。,惯性使物体力图保持原运动状态不变。,科里奥利力,特点：只影响运动物体的方向，而不影响其速率；而运动物体的速度却决定着偏转力的大小。当物体静止不动，即v等于零时，偏转力也等于零。影响：科里奥利力对气团、洋流、流水的运动方向和其他许多自然现象有着明显的影响，,长江口向东南偏移就与科氏力有关,4地球自转造成同一时刻、不同经线上具有不同的地方时间。,东时区,西时区,时区的划分,0,-12+,中央经线：位于每时区中央的经线。150n,北京时间,北京时间为东区的区时或1200E的地方平时。,日界线,5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。而地球自转又使潮汐变为方向与之相反的潮汐波，并反过来对它起阻碍作用。潮汐摩擦阻力虽然要40000年才能使地球的一昼夜延长一秒，但对地球的长期发展却具有不可忽视的意义。6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，都有密切的关系。大陆漂移、地震、潮汐摩擦、洋流等现象都在不同程度上受到地球自转的影响。,二地球的公转,地球公转轨道,半长轴a1.496108km半短轴b1.4958108km近日距离1.471108km远日距离1.521108km,月初通过近日点，月初通过远日点。,近日点每年东旋11,地球公转速度,平均速度,3600,3600365.2564日,59/日,角速度,线速度,V29.78km/S,速度的变化,1.恒星年和回归年：地球连续两次通过太阳和另一恒星连线与地球轨道的交点所需时间365天6时9分9.5秒，称为一个恒星年。而连续两次通过春分点的平均时间为365天5时48分46秒，则称为一个回归年。岁差(precession)2.近日点和远日点：大致1月3日，地球最接近太阳，此位置称近日点；大致7月4日，地球最远离太阳，此位置称远日点。3.地球，月球的自转和公转方向,如下图所示：,恒星年(siderealyear)与回归年(Tropicalyear),3600,360050.29,春分点以每年50.24分速度西退，差不多71年西移1度，大约25800年移动一周,地球，月球的自转和公转方向,是从北极还是南极？,地球公转轨道,4.黄赤交角：太阳视运动的路线叫做黄道，黄道所在的黄道面和地球轨道面是重合的。黄道面与赤道面的交角即为黄赤交角，为23o27。赤道和黄道面的两个交点称为春分点和秋分点。地轴的倾斜方向固定不变，因此，太阳光只能直射地球上南纬23o27和北纬23o27之间的地方。地球绕太阳公转的结果，使太阳光线直射范围在23o27N和23o27S之间作周期性变动，从而形成了四季的更替。,黄赤交角与地轴的倾斜,黄赤交角,P,5.太阳高度角：太阳光线与地平面间的夹角。如下图所示,太阳高度,正午太阳高度HH的纬度分布H的季节变化,正午太阳高度的纬度分布,二分日，由赤道向南北两极递减夏至日，由北回归线向两极递减冬至日，由南回归线向两极递减,正午太阳高度的季