自然地理学-第1章

第一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构造第六节地球表面的基本形态和特征第一节地球在宇宙中的位置一、宇宙和天体1、宇宙什么是宇宙:关于宇宙的假说:“上下四方曰宇，古往今来曰宙”

--战国.尸佼“宇之表无极，宙之端无穷”

--汉.张衡第一节地球在宇宙中的位置一、宇宙和天体1、宇宙什么是宇宙:关于宇宙的假说：宇宙大爆炸学说第一节地球在宇宙中的位置光谱分析——“红移现象”认为:“所有星系都在离我们远去,其退行速度正比于同我们的距离.”结论:“宇宙在不断膨胀.”一、宇宙和天体1、宇宙什么是宇宙:关于宇宙的假说:基本观点——宇宙是由早期的一个超高密,超高温的“宇宙蛋”在某种物理条件下发生猛烈爆炸而成.由于膨胀,其密度逐渐减小,温度逐渐降低.

宇宙产生于150亿年前的奇点中，大爆炸1秒基本粒子相互作用，50万-100万年后产生氢原子，1-2亿后年形成天体星系。第一节地球在宇宙中的位置一、宇宙和天体2、天体

包括恒星、行星、卫星、彗星、流星、星云恒星恒星的概念恒星的发展阶段恒星的亮度和光度由炽热的气体组成、能自行发光发热的天体。恒星的发展阶段:引力收缩阶段(原恒星阶段)——幼年期。主序星阶段(中心温度大于700万度)——壮年期。红巨星阶段(体积不断膨胀,温度降低)——中年期。超新星(再次爆炸)、白矮星(n吨/cm3)、中子星(亿吨/cm3)、黑洞(n百亿吨/cm3)——老年期。亮度：在地球上，肉眼所见的恒星的明暗程度。用视星等表示。光度：天体表面单位时间辐射的总能量，即天体真正的发光能力。用绝对星等表示。行星行星的概念太阳系八大行星绕恒星运动、质量较小、不发光发热的天体。地组行星:水星、金星、地球、火星特点：体积小、密度大、自转速度慢、卫星少木组行星：木星、土星、天王星、海王星特点：体积大、密度小、自转速度快、卫星多根据2006年08月24日国际天文学联合会大会的决议：冥王星被视为是太阳系的“矮行星”行星的条件在绕太阳运动的前提下，能够清除其轨道附近的其他天体；有足够大的质量，能依靠自身的引力使形状呈球形；内部不发生核聚变反应。行星行星的概念太阳系八大行星小行星美国内华达州亚利桑那陨石坑。这个陨石坑是5万年前，一颗直径约为30～50米的铁质流星撞击地面的结果。这颗流星重约50万千克、速度达到20千米／秒，爆炸力相当于2000万千克梯恩梯(TNT)，超过美国轰炸日本广岛那颗原子弹的一千倍。爆炸在地面上产生了一个直径约1245米，平均深度达180米的大坑卫星卫星的概念月球质量比行星小、绕行星运动并随行星绕恒星运动的天体。卫星月球上没有大气:不可能有声音传播没有风、云、雷、雨现象使松软的月球表面能保持完整.没有晨昏蒙影现象.(白天127°,夜晚-183°)真正的自由落体卫星的概念月球月球的直径相当于地球的27.28%月球的质量相当于地球的1.23%月球的表面积相当于地球的1/14月球的密度相当于地球的0.6月球的重力加速度相当于地球的1/6特点：运动：起源：月相：对地球影响：俘获说由地球脱离形成同源说大气潮汐海洋潮汐地壳潮汐公转自转彗星绕太阳运动的质量很小的天体。彗星的概念彗星的组成彗星的分类彗头彗星彗尾彗核彗云彗发木星族：回归周期为3～10年，61颗土星族：回归周期为10～20年，8颗天王星族：回归周期为20～40年，3颗海王星族：回归周期为40～100年，9颗流星流星的概念流星分类是星际空间运行的尘埃或固体块，由于地球引力的作用，改变轨道冲向地球，与大气摩擦发生燃烧，少数落到地面即为陨石。偶发流星周期流星星云星云的概念由气体和尘埃物质组成的、呈云雾状外表的天体。猫眼星云爱斯基摩星云马头星云蝴蝶星云玫瑰星云天体集合天体星系星系群星系团总星系二、银河系太阳系1、银河系：大约有1500多亿颗恒星,呈扁平旋涡状,其直径约10万光年，厚度约1.2万光年。二、银河系太阳系2、太阳系位置:距银心27000光年，距银边23000光年.卫星和行星的运行特征：行星轨道偏心率很小，接近圆形行星轨道面近似在一个平面上行星公转方向是自西向东，除金星和天王星外，其余行星自转方向也是自西向东绝大多数卫星的轨道近似圆形，轨道面与母星轨道面比较接近绝大多数卫星，公转方向均与母星公转方向形同。2011年诺贝尔物理学奖颁发给美国加州大学伯克利分校天体物理学家萨尔•波尔马特、美国/澳大利亚布莱恩•施密特以及美国科学家亚当•里斯以表彰他们发现“通过超新星发现宇宙加速膨胀”，这有助于人类更多地了解宇宙扩张的秘密他们已经仔细研究了几十颗遥远星系之中被称为“超新星”（supernova）的爆炸恒星，得出了宇宙正在加速膨胀的结论。二、银河系太阳系3、太阳：是一个巨大炽热发光的球体。大小结构太阳的直径相当于地球的109倍.太阳的质量相当于地球的33万倍.太阳的体积相当于地球的130万倍.组成:氢占80%氦占18%其它占2%(整个球体由气态组组成,进行大规模的热核聚变反应,释放巨大的能量)核反应区:辐射区:对流区:光球区:色球区:日冕区:太阳结构色球层日珥耀斑日冕太阳产生热核聚变反应的特点.较长期来看——较稳定短期来看——有明显变化稳定:在人类有能力研究以来,其变化只有0.5~1.0%在日地平均距离上，单位时间内垂直射向大气上界单位面积的全部辐射能量称为“太阳常数”

(1367.69W/m2)变化:太阳黑子变化日珥变化耀斑的爆发二、银河系太阳系中心论日心说现代观点三、地球在天体中的位置第二节地球的形状和大小地球形状及其地理意义地球的大小及其地理意义

我国春秋时期，“天圆地方说”（盖天说）。东汉张衡，浑天仪(浑天仪浑仪是测量天体球面坐标的一种仪器，而浑象是古代用来演示天象的仪表。)——大地是球体。

护持神毗瑟拿化身为大海龟，海龟的硬壳背上站着几头大象，大象驮着半圆形的大地，大象动一动便引起地震。海龟又站在作为水的象征的眼镜蛇身上。半圆形的大地中央须弥山耸峙，日月绕山运行，当日投入山后，就呈现黑暗之夜。假设海水面处于静止平衡状态下，将其延伸到大陆下面，构成一个遍及全球的封闭曲面，这个曲面就是大地水准面。大地水准面是一个重力作用下的等位面，是地面上海拔高度起算面。地球的形状就是指大地水准面的形状。地球表面大地水准面铅垂线地球椭球体小结：1.地球是一个正球体各地曲率大致相同，约每度111km左右。2.地球是一个扁球体

a＝6378.140km；b＝6356.755km；α＝1/298.2513.地球是一个不规则的扁球体赤道是椭圆，长短轴最大相差430m，北极凸出14m，南极凹陷24m，南纬45°隆起，北纬45°凹陷。第二节地球的形状和大小地球形状及其地理意义地球形状的地理意义:不同纬度具有不同的太阳高度角—造成地球热量的带状分布第二节地球的形状和大小地球的大小及其地理意义地球大小的地理意义:吸附和保持一定质量和厚度的大气圈声音传播；风、云、雷、雨现象；晨昏蒙影现象；保温恒温；空气浮力。。。第三节地球的运动第三节地球的运动人类对地球运动的认识过程：亚里斯多德哥白尼布鲁诺开普勒伽利略牛顿第三节地球的运动一、地球的自转

1、地球自转定义、方向

2、地球自转证明实验

3、地球自转周期

4、地球自转速度

5、地球自转的意义第三节地球的运动地球绕着地轴自西向东转动第三节地球的运动地球自转证据:——傅科摆摆动平面偏转：α=15°×sinφ第三节地球的运动“一日”的定义:(恒星日、太阳日)太阳日:以太阳为参考点，地球上同一点连续两次通过地心与日心连线所需的时间。一个太阳日比一个恒星日长3分55.909秒。恒星日:以天球上某颗恒星（或春分点）为参考点，某地经线连续两次通过同一恒星（或春分点）与地心连线的时间间隔。天文学中引进的，以选定点(常为地球)为中心，以任意长为半径的假想球面，将所观测到的天体投影到此球面上用以标记和度量天体的位置和运动。第三节地球的运动

1.地球自转参数（1）角速度：15°/h

（2）线速度：V0=2πR/T=464×cosφ地球自转的地理意义:地理坐标系统的确立决定昼夜更替，使地表各种过程具有昼夜节奏使作水平运动物体的运动方向发生偏转同一时刻，不同经线上有不同地方时间使地球体发生弹性变形，产生潮汐现象自转运动与它的局部运动关系密切，例如地壳运动，海水运动，大气运动等都有密切关系第三节地球的运动二、地球的公转

1、地球公转的定义

2、地球公转周期

3、地球公转方向

4、地球公转轨道特征

5、地球公转意义第三节地球的运动二、地球的公转

1、地球公转的定义地球公转就是地球按一定轨道围绕太阳转动。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。第三节地球的运动时间中“一年”的定义:(恒星年、回归年)恒星年:以恒星为参考点,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的时间(365d6h9min9.5s)。回归年:以春分点为参考点,地球连续两次通过春分点的时间间隔(365d5h48min46s)。第三节地球的运动四季的形成五带的划分第三节地球的运动太阳高度角简称太阳高度(其实是角度!)，是指太阳光的入射方向和地平面之间的夹角太阳高度是决定地球表面获得太阳热能数量的最重要的因素。太阳辐射强度：表示太阳辐射强弱的物理量，称为太阳辐射强度。单位是焦耳/厘米2·分，即在单位时间内垂直投射到单位面积上的太阳辐射能量。太阳常数：地球在日地平均距离处与太阳光垂直的大气上界单位面积上在单位时间内所接收太阳辐射的所有波长总能量。岁差、章动、极移岁差：因地球自转轴的空间指向和黄道平面的长期变化而引起的春分点移动现象。360°÷50.2564″≈25700章动：月球每月两次通过地球赤道面，这就在地轴旋进的平均位置上附加了一个短周期的摆动。（最大振幅9.206″；周期=18.6年）极移：由于地球瞬时自转轴在地球本体内部作周期性摆动而引起的地球自转极在地球表面上移动的现象。思考题：中国的农历属于阴历还是阳历？春雨惊春清谷天夏满芒夏暑相连秋处露秋寒霜降冬雪雪冬小大寒上半年是六廿一下半年是八廿三每月两节日期定最多只差一两天第四节经度和纬度1纬线与纬度

纬线：所有与地轴垂直的面和地表相交而成的圆，就是纬线。所有纬线都相互平行，赤道是最大的纬圈。纬度：一地的纬度就是该地铅垂线对赤道面的夹角。L=111.2×cosφ(km)教材P32表1-4经线与经度经线圈：所有经过地轴的平面，和地球表面相交而成的圆，就是经线圈。每个经线圈都包含两条相差180o的经线，一条经线则只是一个半圆弧。地球上计算经度的起始线。1884年国际经度会议决定，以通过英国格林尼治天文台的经线作为本初子午线。经线与纬线的特征对比：方向长度形状半球划分度数划分经线东西半球（20°W—160°E）纬线南北方向长度相等半圆南北半球赤道（0º

）东西经各180度东西方向有长有短圆南北纬各90度思考题：为什么东西半球的划分是根据西经20°至东经160°？西半球东半球第四节经度和纬度第五节地球的圈层构造一、地球的圈层划分二、地球的内部圈层构造地壳(岩石圈)地幔地核三、地球的外部圈层构造大气圈水圈生物圈四、地球构造的特点第五节地球的圈层构造一、地球的圈层分化原始地球是一个接近均质的物体，没有明显的分层现象；放射性元素的辐射能量：增温过程；内部熔融分异过程；大洋与大气圈的形成；生命的诞生与演化第五节地球的圈层构造二、地球的内部构造地壳(岩石圈)地幔地核大陆型地壳海洋型地壳莫霍面古登堡面第五节地球的圈层构造三、地球的外部圈层构造大气圈水圈生物圈四、地球圈层构造特点在高空或是地球内部，它们基本上是上下平行分布的；但在地球表面附近，各圈层却是互相渗透互相重叠的。地球？水球？根据人们的计算，地球表面71%是海洋，而陆地面积仅占29%。概括地说：地球上七分海洋，三分是陆地。从人造地球卫星上拍摄的地球照片第六节地球表面的基本形态和特征

从地球仪上看，世界的海陆分布很不均匀。陆地主要分布在北半球，海洋主要分布在南半球。

从东西半球看：陆地主要分布在东半球，海洋主要分布在西半球。七大洲口诀：亚非北南美，南极欧大洋四大洋填图：填出七大洲和四大洋的名称：①②③④①

北冰洋北美洲太平洋

大西洋南美洲欧洲亚洲非洲

印度洋大洋洲太平洋南极洲对蹠（跖）现象1、除南极大陆外，所有大陆都集结成对，如北美和南美，欧洲和非洲，亚洲和澳大利亚大陆，每对组成大陆瓣，大陆瓣都向北极区汇合，组成大陆星。2、除南极大陆外，每个大陆都像底边朝北