自然地理学地球上武汉大学说课讲解

自然地理学地球上武汉大学第一节地球在宇宙中的位置1宇宙和天体2太阳和太阳系3地球在天体中的位置1宇宙和天体宇宙的哲学上的定义：上下四方曰宇古往今来曰宙古代，人们把空间称为“宇”，把时间称为“宙”，用时间和空间来表达宇宙的内涵。宇宙的特性：物质性运动性1宇宙和天体天体：宇宙是物质的，宇宙间的物质以各种形态存在着：呈聚集态的各类星体；呈弥散态的星云；弥散于星际空间的星际物质等，所有这些物质统称天体。星系：大量的恒星和星云构成巨大的天体系统。1宇宙和天体恒星：质量大，能发光；1宇宙和天体行星：自己不发光，质量也远较恒星小，绕恒星运动；1宇宙和天体卫星：卫星质量比行星更小，绕行星运动，并随着行星绕恒星运动。1宇宙和天体流星：质量更小，也不发光。流星在行星际空间运行，当接近地球，由于引力改变轨道，甚至陨落。

1宇宙和天体彗星：是一种很小的，但具有特殊外表和轨道的天体。由彗核、彗发和彗尾三部分组成。1宇宙和天体

“哈雷彗星”是第一颗经推算预言必将重新出现而得到证实的著名的大彗星。它的公转周期为76年。最近的一次回归是1986年。1宇宙和天体星云：云雾状天体。猎户座马头状星云狐狸座哑铃状星云1宇宙和天体相关概念天文单位（14960×104公里）：地球和太阳的平均距离。光年（94600×108公里）：光在一年中传播的距离。星系：数十亿到千亿个恒星的集合体。星系群：成对或成群的星系。星系团：比星系群更大，包括几百个星系。总星系：已知宇宙的总体。2太阳和太阳系太阳是一颗恒星，位于距银河系中心（银心）约27000光年、距边缘23000光年的地方，并以每秒250公里的速度绕银心运动，大约二亿（2.5×108）年绕行一周。太阳的半径：地球半径的109倍（700000km）太阳的质量是地球质量的33万余倍（1.989*1030kg）2太阳和太阳系太阳系：包括8个大行星，50个卫星，和至少50万个小行星，还有少数彗星。

2006年8月24日晚上9点，世界天文联合会在捷克首都布拉格（东1区）通过决议：冥王星被淘汰，太阳系只有八个行星。2太阳和太阳系太阳系的八大行星水星：0.387AU金星:0.723AU地球:1.000AU火星:1.524AU木星:5.20AU土星:9.54AU天王星:19.18AU海王星:30.06AU2太阳和太阳系2太阳和太阳系八大行星的共同特征所有行星的轨道偏心率都很小，几乎都接近于圆形；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；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；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；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；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。2太阳和太阳系彗星彗星是在万有引力作用下绕太阳运动的一类质量很小的天体。彗星大多由慧核、慧发、慧云和慧尾组成。2太阳和太阳系彗星的特点：轨道偏心率很大，又扁又长；质量很小，其组成物质处于冰冻状态；当它逐渐接近它的近日点、距太阳足够近时，太阳的热力使慧核中的一部分冻结的气体蒸发或升华，形成云雾状包层（慧发）彗星继续接近太阳，慧法的直径扩大（可达10万km）。慧发中的一部分气体和尘埃，被太阳风和光压推向一旁，漂向远方，形成慧尾。2太阳和太阳系彗星的分类：依据彗星远日点的距离，彗星分为四个族：木星族：彗星回归周期为3～10年，已知有67颗；土星族：彗星回归周期为10～20年，已知的有8颗；天王星族：彗星回归周期为20～40年，已知的有3颗；海王星族：彗星回归周期为40～100年，已知的有9颗。2太阳和太阳系小行星根据提丢斯—波得定则，在火星与木星轨道之间应该有一个大行星，但始终没有发现这颗未知大行星，却发现了一个小行星带，1801年谷神星被发现，1802年智神星被发现，至今已编号的小行星达2600余颗。起源有争议，最初“爆炸说”，许多学者认可“半成品说”。小行星与地球的地理环境和人类本身都有密切关系。6500万年前小行星撞击地球，1976年我国吉林的陨石雨是小行星的一部分。5万吨级的几率为10万年一次，1万亿吨的几率为1亿年一次。2太阳和太阳系小行星与人类的关系小行星曾经多次并可能再次撞击地球。路易斯.阿尔瓦雷斯提出，6500万年前一颗直径为8-10km的阿波罗型小行星擅击地球引起大爆炸，尘埃弥漫空中致使大量动植物死亡、恐龙灭绝。1976年3月8日发生在我国吉林的陨石雨，后来也证明是一个直径220km的小行星的一部分。我国华北沉降带的形成也可能与小行星撞击有关，撞击中心在山东低山丘殷区。2太阳和太阳系月球月球是地球最近的天体，也是地球的唯一一颗天然卫星。与地球间的距离：384401km月球的半径为1738.2km，相当于地球半径的27.28％；质量为7.35x1022t，相当于地球质量的1.23％，即1/81；平均密度为3.24g/cm3，只及地球密度的0.6。2太阳和太阳系月球沿着一个椭圆形的轨道围绕地球自西向东运动。月球没有大气层，没有风云雷雨等天气现象，昼夜温差大，经常遭受陨石撞击。无水，无生物，环形山分布广泛。月球对地理环境最重要的影响在于使地球形成潮汐，尤其是海洋潮汐。2太阳和太阳系月球的运动月球自转：月球还以一个恒星月为周期绕月轴自转。由于月球自转与公转“同步”，月球总是以同一面对着地球。当月球阻挡阳光照射地球时，就发生日食；当地球阻挡阳光照射月球时，则发生月食。月相的形成：由于月球既有公转和自转，同时又跟随地球绕太阳运动，因而，月球既可位于日地之间，也可以位于日地距离外侧。由此，其明亮部分在人类看来就有周期性盈亏圆缺之别，即有不同的月相。2太阳和太阳系月球的公转：月球绕地运动的周期为一个月，但是这里的“月”有三种含义。月心连续两次通过地心与日连线的时间称为朔望月，时间是29日12时44分3秒；月心连续两次到达同一恒星方向为27日7时43分11.4秒，叫做恒星月；月心连续两次通过黄道与白道两交点之一需时27日5时0分35.8秒，则称交点月。月相的变化2太阳和太阳系月相的变化2太阳和太阳系2太阳和太阳系月相距角和太阳出没方向关系月出中天月落夜晚的可见性新月0º同升同落清晨正午黄昏彻夜不见满月180º此起彼落黄昏半夜清晨通宵可见上弦月90º迟升后落正午黄昏半夜上半夜西天下弦月270º早升先落半夜清晨正午下半夜东天3地球在天体中的位置总星系银河系太阳系地月系3地球在天体中的位置地球与天体的联系

地球并不是孤立地存在于宇宙之中的，它与其它天体或者宇宙空间之间通过能量和物质交换保持着密切的联系并相互影响。为什么地球存在着生命如：太阳辐射带来了能源和动力，推动了地理过程的发展第二节地球的形状和大小1地球的形状及其地理意义2地球的大小及其地理意义1地球的形状及其地理意义对地球形状的认识过程古时人们认为“天圆地方”随着人类社会生产力、科学技术和航海交通的发展，大地的球形观念逐步形成起来。在经历了十五世纪末和十六世纪初的地理大发现之后，尤其是环球航行成功之后，大地球形观念才最终得到证明，并从此深入人心。球形观念只是地球形状的第一个近似观念。十九世纪以来，人们进一步知道了地球是一个赤道突出、两极扁平的椭球体；近年来，有些人认为地球实际上是一个“梨状体”。1地球的形状及其地理意义通常所说的地球形状就是大地水准面的形状。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。赤道的地球直径比通过两极的直径长42.5Km。1地球的形状及其地理意义地球椭球体1地球的形状及其地理意义1地球的形状及其地理意义地球的扁率：海福得（1924）：

1／297.0克拉索夫斯基（1940）：1／298.3第15届国际大地测量和地球物理协会（1971）：1／298.251地球的形状及其地理意义地球形状的地理意义日地平均距离为14960×104km，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。1地球的形状及其地理意义地球赤道面与黄道面的夹角，即一定的黄赤交角，决定了太阳正午高度角有规律地从南北纬23°27′之间向两极减小（如图）。因此，太阳辐射使地表增暖的程度也按同样的方向降低，从而造成地球上热量的带状分布和所有与地表热状况相关的自然现象（如气候、植被和土壤等）的地带性分布。2地球的大小及其地理意义人类对地球大小的认识过程：在人类尚未掌握先进的测量技术和方法以前，“地球究竟有多大”这个难题是无从解答的。首次进行地球大小测量的是埃拉托色尼（公元前284—192年）。公元723年，我国唐朝的僧一行（张遂）、南宫说等人分别在13个地方测量当地的地理纬度。现代人类对地球大小的测量已经相当准确。2地球的大小及其地理意义地球赤道半径a：6，378，140±5米；极半径c：6，356，755±5米；总面积：5.1×108平方公里；总体积：1.820×108立方公里（1.833×108立方公里）；总质量:5.98×1027克（6.588×1027克）；地球的经线周长:40，008，548米；赤道周长：40，076，604米；实际运用中，常常把与地球体积相等的正球体半径作为地球的平均半径，即6，371，110米。2地球的大小及其地理意义地球大小的重要意义地球的巨大质量，使它能够吸着周围的气体，保持一个具有一定质量和厚度大气圈。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。第三节地球的运动1地球的自转2地球的公转3岁差、章动和极移1地球的自转定义：地球本身的旋转。旋转轴是地轴，地轴通过地球的中心。自转方向：在北半球看起来呈逆时针方向（南半球反之），人们把这个方向称为向东。（缩记：北“逆”南“顺”）侧视：自西向东北极俯视：逆时针南极俯视：顺时针地球自转的证明：最雄辩和直观的证据是法国物理学家傅科在巴黎进行的“傅科摆”试验。1地球的自转下列两幅图，请判断南极和北极，并说明理由北极南极1地球的自转地球自转速度的变化地球自转速度的变化主要趋势是变慢，但也有以变快为主的阶段。除了长期变化之外，地球自转还有季节变化。每年3—4月，自转速度最慢，8月最快。但季节性日长变化不超过0．5—0．6毫秒。1地球的自转地球的自转周期太阳日：两次看到太阳的时间间隔恒星日：两次看到同一恒星的时间间隔区别转过度数所需时间应用价值太阳日360059′24小时日常作息恒星日360023时56分4秒科学研究太阳日－恒星日＝3分56秒1地球的自转地球自转的意义地球自转决定了昼夜的更替，并使地表各种过程具有一昼夜的节奏。

由于地球自转的结果，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。

地球自转造成同一时刻、不同经线上具有不同的地方时间。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。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。此外，当地球自转加快时，离心力把海水抛向赤道，可以造成赤道和低纬区的海面上升，而中高纬度区海面则相应下降。1地球的自转地方时的推算方法所求地方时=已知地方时±（经度差×4）注：“东加西减”经度相差1601360E1200E11时甲乙甲地时间＝11＋（16×4）＝12：041地球的自转1地球的自转时区的划分地球表面每隔15°经线，时间即相差1小时。人们据此划定了地球的时区，分为24个时区。以本初经线为中心，包括东西经各7°30′的范围为中时区。东西另外各15°经度为东一区、西一区；如此类推，至东西十二区，即以180°经线（国际日期变更线）为中心的时区。这样，如中时区为正午，东一区为下午一时，而西一区则为上午十一时，东西十二区正在午夜。1地球的自转时区的划分时间越来越晚¤伦敦0时区北京东京东9区华盛顿西5区堪培拉东10区新德里东5区莫斯科东3区旧金山西8区1地球的自转国际日期变更线即180°经线，局部地段有所调整。自西向东越过这条线，从东半球进入西半球，应把日期减去一日；自东向西越过这条线，从西半球进入东半球，应把日期加上一日。如图，一艘轮船，在10月3日8时（区时）越过1800经线，历时5分钟，到达1800经线的另一侧。此时当地的时间不可能是：

A、10月3日8时5分

B、10月2日8时5分

C、10月4日8时5分

D、10月4日7时55分答案：D2地球的公转地球的公转定义：地球按照一定的轨道绕太阳运动，称为公转。公转的周期：一年地球公转方向：自西向东地球轨道：是一个椭圆，太阳位于椭圆的两个焦点之一上。地球轨道偏心率约为0.017或1/60。2地球的公转基本概念恒星年：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。回归年：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。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。2地球的公转2地球的公转太阳的视运动：从地球上看来，太阳好像终年在这个平面上运动，这就是太阳的视运动。黄道：太阳视运动的路线。黄道面：黄道所在的面。黄道面和地球轨道面是重合的。黄赤交角：赤道面与黄道面的交角（约为23°27′）。春分点和秋分点：赤道和黄道面相交的两个点。2地球的公转2地球的公转正由于黄赤交角的存在，使得太阳直射点在南北回归线间来回移动南回归线北回