第一章 地球在宇宙中的位置

第一章地球在宇宙中的位置地球科學(xué)概論1.1地球與宇宙宇宙的概念地球與太陽(yáng)地球的衛(wèi)星地球的運(yùn)動(dòng)1、宇宙的起源伽利略、牛頓——經(jīng)典力學(xué)——宇宙無(wú)限無(wú)邊愛(ài)因斯坦——廣義相對(duì)論——有限無(wú)界的靜態(tài)宇宙模型弗里德曼——宇宙不會(huì)保持靜止?fàn)顟B(tài)——哈勃定律（多普勒效應(yīng)）——宇宙在不斷膨脹

由奧地利物理學(xué)家及數(shù)學(xué)家多普勒提出。輻射的波長(zhǎng)因?yàn)楣庠春陀^測(cè)者的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生變化。在運(yùn)動(dòng)的波源前面，波被壓縮，波長(zhǎng)變得較短，頻率變得較高(藍(lán)移(blueshift))。在運(yùn)動(dòng)的波源後面，產(chǎn)生相反的效應(yīng)。波長(zhǎng)變得較長(zhǎng)，頻率變得較低(紅移(redshift))。波源的速度越高，所產(chǎn)生的效應(yīng)越大。根據(jù)光波紅/藍(lán)移的程度，可以計(jì)算出波源循著觀測(cè)方向運(yùn)動(dòng)的速度。恆星光譜線的位移顯示恆星循著觀測(cè)方向運(yùn)動(dòng)的速度。除非波源的速度非常接近光速，否則多普勒位移的程度一般都很小。所有波動(dòng)現(xiàn)象(包括光波)都存在多普勒效應(yīng)。

多普勒效應(yīng)：

“大爆炸”理論：

宇宙在某種整體膨脹、徐徐冷卻并不斷稀化的狀態(tài)中誕生和演化。起初，宇宙熱得不可能存在任何原子或分子；數(shù)分鐘后，冷卻到能夠形成最簡(jiǎn)單的氫原子核和氦原子核；數(shù)百萬(wàn)年后，冷卻到足以形成第一個(gè)原子，不久又形成了簡(jiǎn)單的分子。數(shù)十億年后，物質(zhì)凝聚成了恒星和星系，此后又形成了穩(wěn)定的行星環(huán)境。2、宇宙中的天體和物質(zhì)星際物質(zhì)：如氣體、塵埃積聚態(tài)實(shí)體：如行星、恒星、星云等恒星定義演化4階段亮度恒星的定義古代：不動(dòng)的星星稱(chēng)為恒星近代：發(fā)現(xiàn)恒星自行后，行星與恒星的差別在于自己能否發(fā)光

定義：將自己能夠發(fā)光的氣體球稱(chēng)為恒星現(xiàn)代（1900以后）：發(fā)現(xiàn)溫度高于絕對(duì)零度的物體都發(fā)光，到1930年代，發(fā)現(xiàn)核能后，行星與恒星的差別在于內(nèi)部有沒(méi)有氫氦熱核反應(yīng)；

定義：內(nèi)部有氫氦熱核聚變反應(yīng)的氣體球稱(chēng)為恒星近10年：褐矮星發(fā)現(xiàn)，恒星的定義更明確，恒星：內(nèi)部能夠點(diǎn)燃?xì)浜岷司圩兎磻?yīng)（700萬(wàn)開(kāi)）的氣體球；亞矮星：內(nèi)部能夠點(diǎn)燃?xì)浜岷司圩兎磻?yīng)（100萬(wàn)開(kāi)）的氣體球；恒星的定義行星：不能點(diǎn)燃任何熱核反應(yīng)、圍繞恒星轉(zhuǎn)動(dòng)的球狀天體恒星的演化幼年期：引力收縮階段青壯年期：主序星階段晚年期：紅巨星階段衰亡期：白矮星、中子星、黑洞階段恒星通常是在星際氣體中誕生的。在宇宙中，當(dāng)星際氣體的密度增加到一定程度時(shí)，由于其內(nèi)部引力的增長(zhǎng)大于氣體壓力的增長(zhǎng)，這團(tuán)氣體云就開(kāi)始收縮。這樣的傾向一開(kāi)始，其自身引力使巨量物質(zhì)的密度普遍增大。巨大質(zhì)量的星際物質(zhì)開(kāi)始變得不穩(wěn)定。這些巨量的星際氣體與塵埃坍縮進(jìn)行得越來(lái)越迅猛，開(kāi)始分裂形成較小的云團(tuán)，密度也增大了許多。這些較小的云團(tuán)最終將各自成為一顆恒星。由于星際物質(zhì)的質(zhì)量通常非常巨大，通常在太陽(yáng)的一萬(wàn)倍以上，所以恒星總是一下子一大批地降生。如果有一團(tuán)星際氣體超過(guò)通常的星際物質(zhì)（每立方厘米一個(gè)氫原子）的密度，達(dá)到每立方厘米已達(dá)六萬(wàn)個(gè)氫原子。開(kāi)始時(shí)這團(tuán)氣體是透光的，發(fā)出的光熱輻射不受周?chē)镔|(zhì)的牽制，暢行無(wú)阻地傳到外面。物質(zhì)以自由落體的形式落到中心，在中心區(qū)積聚起來(lái)。本來(lái)質(zhì)量均勻分布的一團(tuán)物質(zhì)，變成了越往里密度越大的氣體球。隨著密度的增大，中心附近的重力加速度越來(lái)越大，內(nèi)部區(qū)域物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)速度的增長(zhǎng)表現(xiàn)得最為突出。開(kāi)始幾乎所有的氫以分子的形式存在，氣體的溫度也很低，總不見(jiàn)升高，這是因?yàn)樗匀贿^(guò)于稀薄，一切輻射都能往外穿透，潰縮著的氣體球受到的加熱作用并不顯著。經(jīng)歷幾十萬(wàn)年后，中心區(qū)的密度逐漸變大，在那里，氣體對(duì)于輻射來(lái)說(shuō)變得不透明了。這時(shí)核心便開(kāi)始升溫，隨著溫度的上升，壓力開(kāi)始變大，坍縮逐漸停止。這個(gè)特密中心區(qū)的半徑通常和木星軌道半徑相近，而它所含的質(zhì)量只及整個(gè)坍縮過(guò)程中涉及的全部物質(zhì)的5%。物質(zhì)不斷落到內(nèi)部的小核上，它帶來(lái)的能量在物質(zhì)撞擊到核心上時(shí)又成為輻射而放出。與此同時(shí)，核心在不斷縮小，并變得越來(lái)越熱。溫度達(dá)到二千度左右時(shí)，氫分子開(kāi)始分解成為原子。核心開(kāi)始再度收縮，收縮時(shí)釋放出的能量將把所有氫分子都分解為原子。這個(gè)新生的核心比今天的太陽(yáng)稍大一些，不斷向中心落下的外圍物質(zhì)最終都要落到這個(gè)核心上，一顆質(zhì)量和太陽(yáng)一樣的恒星就要誕生了人們將這樣的天體稱(chēng)為“原恒星”，它的輻射消耗主要由下落到它上面的物質(zhì)的能量來(lái)補(bǔ)充。由于密度和溫度在升高，原子漸漸地丟失了它們的外層電子。落下的氣體和塵埃形成了厚厚的外殼，使光無(wú)法穿透。直至越來(lái)越多的下落物質(zhì)和核心聯(lián)成一體時(shí)，外殼才透光，發(fā)光的星體突然露出來(lái)。其余的云團(tuán)物質(zhì)還在不斷向它落下，密度還在不斷增大，內(nèi)部溫度也在上升。直至中心溫度達(dá)到一千萬(wàn)度發(fā)生聚變。一顆原始的恒星誕生了。原恒星核部上升到不小于7×106K條件下，核部氫燃燒引起的熱核反就開(kāi)始啟動(dòng)，就標(biāo)志著一顆恒星正式產(chǎn)生。由于恒星內(nèi)部排斥力與自身吸引力處于基本平衡狀態(tài)，進(jìn)入了相對(duì)穩(wěn)定的漫長(zhǎng)演化時(shí)期。目前銀河系中90%的恒星都屬此演化階段。丹麥天文學(xué)家赫茨普龍和美國(guó)天文學(xué)家羅素分別統(tǒng)計(jì)了恒星的光度（反映恒星質(zhì)量）和顏色（反映表面溫度），用縱橫坐標(biāo)繪圖時(shí)發(fā)現(xiàn)大部分恒星落在一條連續(xù)帶上，其余的星（紅巨星、白矮星等）則形成獨(dú)立的小群。這種圖后來(lái)就稱(chēng)為赫羅圖，圖中90%恒星集中出現(xiàn)的連續(xù)條帶代表相對(duì)穩(wěn)定的主要演化序列，稱(chēng)為主星序或主序帶，處于主序帶內(nèi)的恒星，就稱(chēng)為主序星赫羅圖溫度(K)絕對(duì)星等大部分恒星位于主序（mainsequence）色指數(shù)太陽(yáng)主序星演化后期，當(dāng)恒星中心10%氫燃料消耗殆盡時(shí)，標(biāo)志著主星序階段的結(jié)束。恒星核部再次在引力下收縮，恒星中心密度加大，溫度再次升高；同時(shí)促使恒星外殼體積膨脹，密度變稀，成為表面溫度很低但光度很大的紅巨星或超巨星。紅巨星時(shí)期的恒星表面溫度相對(duì)很低，但極為明亮，因?yàn)樗鼈兊捏w積非常巨大。肉眼能看到的最亮的星中有許多就是紅巨星，如參宿四、畢宿五、大角、心宿二等。我們的太陽(yáng)在五十億或六十億年后也將變成一個(gè)紅色“巨人”。當(dāng)核心的氫耗完時(shí)，太陽(yáng)就開(kāi)始膨脹，那時(shí)水星將化為蒸汽，金星的大氣將被吹光，地球上的海洋將沸騰。然后太陽(yáng)還會(huì)繼續(xù)膨脹，并將地球納入它的勢(shì)力范圍。地球被燒焦的殘骸會(huì)繼續(xù)在巨型太陽(yáng)灼熱而極稀薄的大氣里轉(zhuǎn)圈。紅巨星外層物質(zhì)的密度比地球?qū)嶒?yàn)室里能得到的最好真空還要低得多。恒星中心熱核反應(yīng)一旦出現(xiàn)鐵元素，就進(jìn)入了恒星演化的老年期。鐵核的熱核反應(yīng)不能釋放能量，反而需要吸收大量能量，迫使恒星內(nèi)核向中心猛烈塌縮，同時(shí)釋放出驚人的能量，導(dǎo)致恒星外殼發(fā)生爆炸，并使光度瞬間劇增萬(wàn)倍至上億倍，這就是著名的超新星爆發(fā)現(xiàn)象。當(dāng)超新星“曇花一現(xiàn)”之后，原有的恒星頃刻塌縮為體積小而密度極高的致密星（恒星的殘?。┖捅l(fā)出去的星云物質(zhì)（新恒星形成的物質(zhì)基礎(chǔ)），完成了銀河系內(nèi)空間物質(zhì)—能量交換過(guò)程的一次循環(huán)。恒星演化最后階段的致密星包括白矮星（黑矮星）、中子星和黑洞三種不同類(lèi)型的歸宿，它們的形成與母體恒星的質(zhì)量大小有關(guān)。恒星的結(jié)局

小于3個(gè)太陽(yáng)——白矮星——冷卻——黑矮星3-10個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量——核炸超新星大于10個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量——內(nèi)炸，超新星，中子星（脈沖星，R<10km,V增大），黑洞

He燃燒合成C,O,Ne,Mg,S,Si

拋出外殼

紅巨星恒星的亮度在歷史上，由于恒星們的亮度明顯地各不相同，古代的天文學(xué)家們就開(kāi)始了根據(jù)恒星亮度劃分恒星“等級(jí)”的工作，這就產(chǎn)生了恒星的“星等”。最早進(jìn)行這一工作的是古希臘學(xué)者伊巴谷（Hipparchus），他生活在距今大約2000年前。

另一位在亞力山大工作的古希臘學(xué)者、生活在公元150年前后的托勒密繼續(xù)和發(fā)展了他的工作。他把天上的恒星分成6等，以肉眼看來(lái)最亮的星為1等星，而以肉眼勉強(qiáng)可見(jiàn)的暗星為6等星。所有后來(lái)給恒星劃分星等的工作都沿襲了喜帕恰斯和托勒密最初使用的方法。這樣一來(lái)，恒星的星等值越高，星就越暗，而比1等星更亮的太陽(yáng)、行星、月亮等的星等值只能以負(fù)值來(lái)表示了。到了19世紀(jì)，天文學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，從1等星到6等星之間，亮度相差了大約100倍。因?yàn)?到6之間有5個(gè)間隔，而＝2.512，所以，任意兩個(gè)星等相差1等的恒星，星等值高的要比星等值低的暗2.512倍。從此之后，給恒星劃分星等的工作就建立在“數(shù)字化”的基礎(chǔ)之上，比以前精確得多了。例如，天空中最亮的天狼星，由于它比肉眼可見(jiàn)最暗的恒星亮100倍還多，因此它的星等就被重新確定為－1.4等，而不是原先的1等。望遠(yuǎn)鏡發(fā)明之后，人類(lèi)可以觀測(cè)到的恒星數(shù)量大大增加，可觀測(cè)到的暗星也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了6等。今天，通過(guò)放在地面的現(xiàn)代大型光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，可以觀測(cè)到25等以上的暗星；而“哈勃”太空望遠(yuǎn)鏡因?yàn)槭窃诘厍虼髿鈱又膺M(jìn)行觀測(cè)，它的可觀測(cè)極限星等超過(guò)了28等。實(shí)際上，不同恒星到地球的距離，有遠(yuǎn)有近，各不相同（當(dāng)然最近的恒星是太陽(yáng)）。假定有兩顆亮度本來(lái)相同的恒，一顆離我們遠(yuǎn)些，一顆離我們近些，那么在我們看來(lái)它們亮度并不相同，而是一顆暗些，一顆亮些。這一規(guī)律遵從光

的“反平方定律”，即“接收到的光強(qiáng)度與光源到觀察者距離的平方成反比”。所以，前面說(shuō)到的星等只是“視星等”或者“相對(duì)星等”，即它是與在地球上看到的恒星亮度有關(guān)的星等。在考慮了距離因素以后，天文學(xué)家又制定了“絕對(duì)星等”系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)把所有的恒星都放在一個(gè)“標(biāo)準(zhǔn)距離”上考慮，這一距離是10秒差距或32.6光年（1秒差距＝3.26光年）。這樣，星等值就只和恒星自身的亮度有關(guān)，而不再受與觀察者之間的距離影響了。有了絕對(duì)星等之后，就可以比較不同恒星的真實(shí)亮度了。比如，天狼星的絕對(duì)星等是＋1.4，太陽(yáng)的絕對(duì)星等是＋4.8，這樣，天狼星實(shí)際上要比太陽(yáng)亮20多倍。而天狼星又比北極星暗得多，因?yàn)楸睒O星的絕對(duì)星等是－4.6.銀河系河外星系總星系銀河是一個(gè)星系，它比普通的星系稍微大一些，直徑大約為十萬(wàn)光年。銀河系中至少有2000億顆星。其中，大約400億顆星集中在中央的核球(Bulge)上，四周纏繞著四只旋臂，由氣體和塵埃物質(zhì)混雜的區(qū)域。核球的直徑為3000光年，呈橢球形，由年齡超過(guò)100億年的老年星球構(gòu)成。銀河系的歷史已經(jīng)有150億光年。銀河系是星系類(lèi)型中的旋渦星系一類(lèi)的典型。它的核心周?chē)且粋€(gè)巨大的中央核球，并有纏繞著它的旋臂。這些彎曲的旋臂使銀河系的外形看上去像是一個(gè)龐大的車(chē)輪。旋臂均勻沉陷在銀盤(pán)中。銀河系圖銀盤(pán)是銀河系的主要組成部分，直徑約70000光年。銀核為星際塵埃粒子屏蔽，它們吸收銀核輻射中的可見(jiàn)光和紫外光。但科學(xué)家可以在射電、紅外、X射線和γ射線的波段，記錄并研究銀核區(qū)發(fā)出的輻射。特別是紅外輻射和X射線中的強(qiáng)發(fā)射，表明存在著高速運(yùn)動(dòng)的電離氣體云?，F(xiàn)在多認(rèn)為，這種氣體云在環(huán)繞一個(gè)大質(zhì)量天體運(yùn)轉(zhuǎn)，很可能是一個(gè)質(zhì)量約為400萬(wàn)個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞?？茖W(xué)家已確認(rèn)，中央核球的主要成分是一些老年恒星和老年星團(tuán)。旋臂中的天體屬于十分年輕的亮星和疏散星團(tuán)。此外，在旋臂區(qū)域內(nèi)是星際氣體和塵埃粒子的最高度集聚區(qū)，所以那里也是新的恒星形成的最適合的所在。太陽(yáng)位于這些旋臂中的一條，即獵戶(hù)臂的內(nèi)側(cè)邊緣附近，距銀河系中心約為銀河系半徑的三分之二距離處。1.1.2地球與太陽(yáng)太陽(yáng)系太陽(yáng)日地距離及太陽(yáng)的大小、質(zhì)量太陽(yáng)的結(jié)構(gòu)太陽(yáng)活動(dòng)現(xiàn)象太陽(yáng)常數(shù)1.1.2.1太陽(yáng)系太陽(yáng)系是太陽(yáng)和太陽(yáng)為中心、受它的引力支配而環(huán)繞它運(yùn)動(dòng)的天體所構(gòu)成的系統(tǒng)。類(lèi)地行星靠近太陽(yáng)的4顆行星與地球的大小、物質(zhì)組成和內(nèi)部結(jié)構(gòu)等方面都很相似，故稱(chēng)為類(lèi)地行星，又稱(chēng)內(nèi)行星。其共同特點(diǎn)是：體積小、密度大，構(gòu)成行星的主要物質(zhì)是巖石。◆

水星直徑為地球的2/5，密度5.43，主要成分為鐵質(zhì)巖石。大氣稀薄，以氫和氦為主，表面溫度-173—+143°C，表面形態(tài)與月球相似?！?/p>

金星各種參數(shù)與地球相似，構(gòu)造活動(dòng)很活躍，仍有火山作用，表面巖石主要為玄武巖。大氣厚密，表面氣壓為90個(gè)atm，主要成分為CO2，溫度達(dá)467°C◆

地球稍大于金星，在大陸有花崗巖，液態(tài)外核和較快的自轉(zhuǎn)速度形成了很強(qiáng)的磁場(chǎng)。外動(dòng)力地質(zhì)作用?！?/p>

火星的直徑約為地球的1/2，質(zhì)量相當(dāng)于地球的38%，自轉(zhuǎn)速度與地球相似。大氣稀薄，主要為CO2，溫度-28—-139°C，曾有過(guò)與地球相似的外動(dòng)力地質(zhì)過(guò)程。類(lèi)木行星太陽(yáng)系靠外的除了冥王星以外的四顆行星，由于與木星的性質(zhì)相近，稱(chēng)為類(lèi)木行星，又成為外行星。其共同特點(diǎn)是：體積大、密度小，除了核部是由石質(zhì)物質(zhì)或冰塊組成的外，其物質(zhì)成分主要為輕氣體?！?/p>

木星個(gè)體最大，質(zhì)量是地球的318倍，大氣層厚度達(dá)一千千米，以氫和氦為主，表面可能是高壓下的液態(tài)圈層。木星也有光環(huán)。

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土星質(zhì)量為地球的95倍，平均密度僅為0.7，是太陽(yáng)系行星中密度最小的。土星最引人注目的是它的光環(huán)，其厚度只有15-20km，寬度卻達(dá)200,000km，主要物質(zhì)是石塊和冰塊，其他性質(zhì)與木星相似。

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天王星有九條光環(huán)，表面溫度在-200°C以下。特點(diǎn)是自轉(zhuǎn)軸與公轉(zhuǎn)軌道平面平行。

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海王星是在19世紀(jì)經(jīng)過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)的，體積約為地球的4倍，表面溫度在-200°C以下。特點(diǎn)是兩顆衛(wèi)星以不同的方向運(yùn)行。

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冥王星是太陽(yáng)系中一顆獨(dú)特的行星，表面溫度在-220°C以下，發(fā)現(xiàn)固態(tài)甲烷。

太陽(yáng)系的其他星體

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彗星沿扁率很大的橢圓軌道運(yùn)行，由巖石碎塊和氣體組成，密度很小。著名的哈雷彗星每76年光顧地球一次，其質(zhì)量是地球的六億分之一，慧尾的密度極小，僅為10-17g/cm3左右。

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小行星位于火星和木星之間，編號(hào)命名的已有三千多顆，最大一顆直徑約1003km，一般認(rèn)為是太陽(yáng)系形成時(shí)由于某種原因，未能積聚成大行星。小行星可能蘊(yùn)涵著太陽(yáng)系形成的信息。

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隕星是宇宙中漂浮的石質(zhì)或鐵質(zhì)的小天體，未發(fā)現(xiàn)地球中沒(méi)有的元素。

太陽(yáng)系的軌道特性近圓性,e=(a2-b2)0.5/a

同向性共面性行星運(yùn)動(dòng)三大規(guī)律：

1.行星在橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)，太陽(yáng)位于其中一個(gè)焦點(diǎn)上. 2.行星與太陽(yáng)的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相等的面積. 3.行星公轉(zhuǎn)周期的平方與軌道半長(zhǎng)徑的立方成正比.

水星金星地球火星火星是一顆引人注目的火紅色星球。他熒熒如火，位置不定，亮度時(shí)有變化，中國(guó)古代稱(chēng)之為“熒惑”，古羅馬用戰(zhàn)神馬爾斯命名它。1877年，意大利天文學(xué)家斯基亞帕雷利觀測(cè)到火星上密布有規(guī)則的線條，他說(shuō)那是“運(yùn)河”，在火星上發(fā)現(xiàn)了人工開(kāi)鑿的運(yùn)河成了當(dāng)時(shí)轟動(dòng)世界的新聞，此后，人們紛紛幻想有“火星人”。20世紀(jì)以來(lái)，對(duì)于火星有無(wú)生命的爭(zhēng)論始終沒(méi)有停止。瑞士物理學(xué)家馬孛·比孛夫分析了從火星上拍回來(lái)的照片后說(shuō)：在這個(gè)紅色星球的表面，建筑了縱橫交錯(cuò)的運(yùn)河，河里還擠滿了無(wú)數(shù)的魚(yú)類(lèi)。1976年美國(guó)的兩個(gè)“海盜”號(hào)探測(cè)器在火星上著陸，它們?cè)诨鹦潜砻嫔线M(jìn)行了預(yù)定的考察和實(shí)驗(yàn)，確認(rèn)火星上根本不存在“運(yùn)河”，大概沒(méi)有生命。木星土星土星是太陽(yáng)系“類(lèi)木行星”中的第二大星，也是太陽(yáng)系里最輕的一顆行星，密度僅為0.7克/立方厘米，比水還輕。它距太陽(yáng)平均距離約為14.27億千米，繞太陽(yáng)1圈的時(shí)間約29.5年，其赤道半徑為6萬(wàn)千米，體積是地球的745倍，質(zhì)量是地球的95倍。土星上的一晝夜只有地球上的10小時(shí)14分鐘，白天只有5個(gè)小時(shí)左右。由于快速自轉(zhuǎn)，形狀變得很扁。土星的赤道半徑和極半徑相差6000多千米。土星大部分物質(zhì)也和木星一樣，處于流體狀態(tài)。與木星不同，赤道的氣流是向東吹動(dòng)的，與自轉(zhuǎn)方向相同。氣流的速度是500米/秒左右，它的風(fēng)力比木星上的風(fēng)力要大4倍。土星上也有四季之分，不過(guò)每季時(shí)間很長(zhǎng)，每個(gè)季節(jié)相當(dāng)于地球上的7年多，即使夏季也極其寒冷。

土星光環(huán)土星云層:天王星海王星旅行者2號(hào)的發(fā)現(xiàn)磁場(chǎng)，磁軸與自轉(zhuǎn)軸的夾角約為50度；海衛(wèi)1，海衛(wèi)2之外還有6顆衛(wèi)星（呈碎塊狀）。冥王星1930年2月18日發(fā)現(xiàn)

黃赤交角17度冥王星的表面甲烷冰層覆蓋密度2g/cm3

直徑14000-6000km

卡戎衛(wèi)星冥王星是九大行星中離太陽(yáng)最遠(yuǎn)的一顆，也是最小的一顆，直徑只有2300千米左右。冥王星的亮度很弱，用世界上最大的望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)，冥王星也僅僅像一粒小米。冥王星沿著很扁的橢圓軌道繞太陽(yáng)運(yùn)行在它上面過(guò)一年，等于在地球上過(guò)了248.5年。從1930年被發(fā)現(xiàn)至1990年，它在軌道上只走了不到1/4圈，它是公轉(zhuǎn)最慢，周期最長(zhǎng)的行星了。由于冥王星軌道很扁，所以當(dāng)它走到近日點(diǎn)時(shí)，可以跑到海王星軌道里面，這時(shí)比海王星離太陽(yáng)還近。冥王星和海王星一樣也是側(cè)向自轉(zhuǎn)。它離太陽(yáng)比地球離太陽(yáng)遠(yuǎn)38倍半，所以接受的太陽(yáng)光和熱要少得多，估計(jì)太陽(yáng)光照到的表面溫度為-223°C，背面可低到-253°C，這么低的溫度下，除氫、氦、氖可能是氣體外，其他絕大部分物質(zhì)都已凝結(jié)為固態(tài)或液態(tài)。小小的冥王星卻有一顆大衛(wèi)星，冥衛(wèi)“卡戎”的直徑被定為1200千米，為冥王星直徑的52%，如此之大的衛(wèi)星與行星直徑之比，在太陽(yáng)系里卻是“只此一家”。在大望遠(yuǎn)鏡里，冥王星呈淡黃色。它有亮度的變化，周期6天多，變化幅度0.22等。這是因?yàn)樗砻娣瓷涮?yáng)光不均勻（有人認(rèn)為其表面是個(gè)臟雪球），同時(shí)又具有6天多的自轉(zhuǎn)周期。彗星彗核，彗發(fā)：固體C,冰凍水，CH4,NH3等彗尾CO+,N2+,CO2+哈雷彗星海爾—波普彗星流星雨1833年：帶來(lái)知識(shí)啟蒙的獅子座流星雨隕石1.1.2.2.太陽(yáng)日地距離及太陽(yáng)的大小、質(zhì)量太陽(yáng)的結(jié)構(gòu)太陽(yáng)活動(dòng)現(xiàn)象太陽(yáng)的熱核反應(yīng)存在愛(ài)因斯坦在狹義相對(duì)論中指出的質(zhì)量和能量轉(zhuǎn)化關(guān)系：E=mc21克H核聚變?yōu)镠e核所虧損的質(zhì)量（按E=mc2公式），可產(chǎn)生6281×108J的熱能光球?qū)樱喝庋鬯L(fēng)太陽(yáng)的耀眼奪目的太陽(yáng)視表面。厚500km,5500oC,0.01g/cm3.色球?qū)樱汉?000-5000km，日全食時(shí)呈玫瑰紅色，可達(dá)100萬(wàn)度K.日冕：最外層的稀薄等離子體太陽(yáng)風(fēng)大氣層，d=10-12g/cm3.100萬(wàn)K,800km/s,400km/s黑子：直徑2000-10000km，4200oC，具極強(qiáng)磁場(chǎng)；對(duì)氣候與生態(tài)變化的影響有11年周期.耀斑：在黑子群上空的亮點(diǎn)出現(xiàn)在色球?qū)又?，n秒鐘內(nèi)可擴(kuò)大成纖維云狀物，直徑10萬(wàn)km，T1.5萬(wàn)-100萬(wàn)度.所謂太陽(yáng)黑子是光球?qū)由系暮诎祬^(qū)域，它的溫度大約為4500K，而光球其余部分的溫度約為6000K。在明亮的光球反襯下，就顯得很黑。89年3月5-18日的太陽(yáng)表面一群黑子,面積約70個(gè)地球.10日黑子群爆發(fā)大耀斑,放出帶電粒子和輻射,使地面多處無(wú)線電通訊中斷太陽(yáng)的耀斑在太陽(yáng)活動(dòng)極大年，日冕接近圓形；在太陽(yáng)寧?kù)o年則呈橢圓形“1970年3月7日日全食日冕”

太陽(yáng)活動(dòng)極大年的日冕太陽(yáng)寧?kù)o年的日冕日珥地球的衛(wèi)星月球的基本參數(shù)月球的引力作用對(duì)地球的影響月球的表面特征月球是地球的衛(wèi)星，是行星比較地質(zhì)學(xué)的主要研究對(duì)象。月球完全缺失大氣層，表面溫度白天+115°C，晚上-135°C。

月陸約占月球表面的84%，由結(jié)晶的基性巖組成，布滿了環(huán)狀的隕石沖擊坑。月海巖石主要由玄武巖組成，年齡在4200-3100Ma左右。

沒(méi)有水和CO2的痕跡，內(nèi)部活動(dòng)已經(jīng)停止。月球的自轉(zhuǎn)周期與公轉(zhuǎn)周期相等，都是一個(gè)恒星月月球的自轉(zhuǎn)方向與公轉(zhuǎn)方向相同，都是逆時(shí)針?lè)较?.2天球與天球坐標(biāo)系天球的概念天球坐標(biāo)系不同坐標(biāo)間的關(guān)系天體在天球坐標(biāo)系中的視運(yùn)動(dòng)我們站在地球上仰望星空，看到天上的星星好像都離我們一樣遠(yuǎn)。星星就好像鑲嵌在一個(gè)圓形天幕上的寶石。

實(shí)際星星和我們的距離有遠(yuǎn)有近，我們看到的是它們?cè)谶@個(gè)巨大的圓球球面上的投影，這個(gè)假想的圓球就稱(chēng)為天球，它的半徑是無(wú)限大。而地球就懸掛在這個(gè)天球中央。

天球坐標(biāo)系地平坐標(biāo)系時(shí)角坐標(biāo)系赤道坐標(biāo)系黃道坐標(biāo)系1、地平坐標(biāo)系

以真地平為基本圈,天頂Z為基本點(diǎn),南點(diǎn)(S)為原點(diǎn)的坐標(biāo)系為地平坐標(biāo)系.任一天體X,過(guò)他做一地平經(jīng)圈在天體的那一側(cè)與真地平交于M.

方位角A:

從南點(diǎn)S沿地平圈順時(shí)針?lè)较蛄炕￠L(zhǎng)SM,叫地平經(jīng)度,也叫方位角,范圍0-360°.地平高度h:弧長(zhǎng)MX,叫地平緯度,也叫地平高度.范圍0-(+/-)90°.向北為正,向南為負(fù).天頂距z:弧ZX，天體X到天頂Z的距離。從Z算，范圍0-90°。z=90-h

觀測(cè)者位置不同，同一天體地平坐標(biāo)不同；時(shí)間不同，同一天體地平坐標(biāo)也不同。所以，地平坐標(biāo)有地方性。在北半球，北天極高度等于當(dāng)?shù)氐乩砭暥取?/p>

2、時(shí)角坐標(biāo)系(第一赤道坐標(biāo)系）

時(shí)角坐標(biāo)系以天赤道為基本圈，北天極P為基本點(diǎn)，天赤道于天子午圈在南點(diǎn)附近的交點(diǎn)Q'為原點(diǎn)。過(guò)任一天體X作赤經(jīng)圈在天體一側(cè)角天赤道于T。

時(shí)角t：

從原點(diǎn)Q'開(kāi)始順時(shí)針度量的弧長(zhǎng)Q'T，即過(guò)天子午圈與過(guò)天體的赤經(jīng)圈所夾的角，叫時(shí)角t，范圍0-359°；有時(shí)也用時(shí)間時(shí)，分，秒表示，范圍0-24h。

赤緯δ：

從T延赤經(jīng)圈度量的弧長(zhǎng)TX,叫赤緯。向北為正，向南為負(fù)，范圍0-（+/-)90°。

觀測(cè)者不同原點(diǎn)Q'不同，T隨天體周日視運(yùn)動(dòng)而變化，所以時(shí)角t隨時(shí)間和觀測(cè)地點(diǎn)不同而不同。赤緯δ只有天體和天赤道決定，不變化。

3、赤道坐標(biāo)系

（第二赤道坐標(biāo)系）：他與時(shí)角坐標(biāo)系的區(qū)別在于，它的原點(diǎn)不是Q‘，而是春分點(diǎn)γ。在赤道坐標(biāo)系中，過(guò)任一天體X做赤經(jīng)圈交天赤道于T點(diǎn)。赤經(jīng)a：以春分點(diǎn)為起點(diǎn)，沿天赤道逆時(shí)針?lè)较蛴?jì)量的弧長(zhǎng)γT的弧長(zhǎng)。范圍：0-359°。赤緯δ：

與時(shí)角坐標(biāo)系中赤緯定義相同。

春分點(diǎn)時(shí)角t=天體赤經(jīng)a+天體時(shí)角t4、黃道坐標(biāo)系：黃道坐標(biāo)系以黃道為基本圈，北黃極為基本點(diǎn)，春分點(diǎn)為原點(diǎn)。過(guò)任一天體X做黃經(jīng)圈叫黃道于D。黃經(jīng)λ：

自春分點(diǎn)λ沿黃道逆時(shí)針計(jì)量的弧長(zhǎng)λD。范圍：0-359°。黃緯β：

自黃道沿黃經(jīng)圈的弧長(zhǎng)DX,向北為正，向南為負(fù)。范圍：0-（+/-）90°。

1.2.4天體在天球坐標(biāo)系中的視運(yùn)動(dòng)由于地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)，以及天體本身的空間運(yùn)動(dòng)等原因，地面觀測(cè)者直接觀測(cè)到的天體運(yùn)動(dòng)，稱(chēng)為天體的視運(yùn)動(dòng)。天體的視運(yùn)動(dòng)有周日視運(yùn)動(dòng)和周年視運(yùn)動(dòng)兩種主要形式。1.2.4.1天體的周日視運(yùn)動(dòng)由于地球的自轉(zhuǎn)，地面上的觀測(cè)者所看到的天體，在一個(gè)恒星日內(nèi)，在天球上自東向西沿著與赤道平行的小圓圈轉(zhuǎn)過(guò)一周，這種直觀的運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為天體的周日視運(yùn)動(dòng)。1、不同緯度所見(jiàn)的天體周日旋轉(zhuǎn)天體的周日視運(yùn)動(dòng)雖然周期相同，但視速度不一，赤緯0°處最大，隨赤緯增高而減小，到南北天極為0。從不同的緯度看天體的周日視運(yùn)動(dòng)，有不同的運(yùn)行狀況：在北極看，天體以天頂為中心，作與地平面平行的圓周視運(yùn)動(dòng)。因此，在那里看來(lái)，天體既不升，也不落，永遠(yuǎn)保持在一個(gè)高度。但南半個(gè)天球的天體卻完全看不到。在南極則與此相反；在赤道與兩極之間的地區(qū)，天體周日視運(yùn)動(dòng)的路線與地平面斜交。有些天體每日上升和下落，有些天體永不上升或永不下落。在赤道上看來(lái)，天體視運(yùn)動(dòng)的路線是沿著垂直于地平面的圓周，自東向西作周日視運(yùn)動(dòng)，所以那里的人們看到天體是直上直下地移動(dòng)。在這里，同一天晚上，既可以看到天球北半部的天體，也可以看到天球南半部的天體。2、天體的中天和出沒(méi)中天：天體經(jīng)過(guò)觀測(cè)者的子午圈時(shí)稱(chēng)為中天。經(jīng)過(guò)包括天極和天頂?shù)哪前雮€(gè)子午圈時(shí)，天體到達(dá)最高位置，稱(chēng)為上中天;經(jīng)過(guò)包括天極和天底的那半個(gè)子午圈時(shí),天體到達(dá)最低位置，稱(chēng)為下中天。出沒(méi)：天體經(jīng)過(guò)觀測(cè)者的地平圈時(shí)稱(chēng)為出沒(méi)，也稱(chēng)升落。天體從地平圈下升到地平圈上稱(chēng)為出，反之稱(chēng)為沒(méi)。永不下落和永不上升的天體沒(méi)有出沒(méi)現(xiàn)象。以太陽(yáng)的周日視運(yùn)動(dòng)為例1.2.4.2太陽(yáng)的周年視運(yùn)動(dòng)太陽(yáng)除參與因地球自轉(zhuǎn)引起的周日視運(yùn)動(dòng)外，還存在因地球公轉(zhuǎn)引起的在恒星背景上的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，即周年視運(yùn)動(dòng)。太陽(yáng)因周年視運(yùn)動(dòng)在黃道上自西向東每天移動(dòng)約1°。在一年的不同日期內(nèi),太陽(yáng)的赤經(jīng)、赤緯的變化，引起晝夜長(zhǎng)度的變化。對(duì)北半球來(lái)說(shuō)，一年內(nèi)只有兩天，即春分和秋分，太陽(yáng)由東點(diǎn)出，西點(diǎn)沒(méi)，晝夜相等。從春分起,太陽(yáng)的出沒(méi)方位逐漸北移,夏至日到達(dá)最北點(diǎn)。在這段時(shí)間內(nèi)，太陽(yáng)出的時(shí)刻逐日提早，而沒(méi)的時(shí)刻逐日延遲。同時(shí)中天高度越來(lái)越高，白晝變長(zhǎng)，黑夜縮短。夏至那天中天高度最高，白天最長(zhǎng)。夏至以后，太陽(yáng)的出沒(méi)方位逐漸南移，中天高度逐漸下降。秋分以后，太陽(yáng)的出沒(méi)位置已在東、西點(diǎn)以南，晝短夜長(zhǎng)。這個(gè)過(guò)程一直延續(xù)到冬至日為止。這時(shí)，太陽(yáng)的出沒(méi)位置到達(dá)最南點(diǎn)，白晝最短,黑夜最長(zhǎng)。以后,太陽(yáng)的出沒(méi)點(diǎn)重新北移，到春分點(diǎn)時(shí)晝夜又相等，完成一年一周的運(yùn)動(dòng)。由于緯度不同，太陽(yáng)周日視運(yùn)動(dòng)的變化情況也有所不同。緯度越高，夏季白天越長(zhǎng)，冬季白天越短。極圈以北開(kāi)始出現(xiàn)“白夜”和“黑晝”。在地球北極，則是半年白天，半年黑夜，太陽(yáng)不再每天東升西落。南半球的情況和北半球完全相同，只是冬和夏、春和秋，恰好相反。在赤道上，一年四季晝夜的長(zhǎng)短是不變的。1.3時(shí)間的計(jì)量時(shí)間的概念和計(jì)量時(shí)間的基本原則及計(jì)量系統(tǒng)恒星時(shí)與太陽(yáng)時(shí)地方時(shí)與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)時(shí)間如何計(jì)量？大家都知道，長(zhǎng)度、質(zhì)量、時(shí)間是三大基本物理量，時(shí)間計(jì)量對(duì)生活、生產(chǎn)、科學(xué)研究等人類(lèi)一切活動(dòng)都具有最基本的意義。時(shí)間計(jì)量包含既有差別又有聯(lián)系的兩個(gè)內(nèi)容：時(shí)間間隔和時(shí)刻的測(cè)定。時(shí)間間隔是指客觀物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)不同狀態(tài)之間所經(jīng)歷的時(shí)間歷程；時(shí)刻是指客觀物質(zhì)在某一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的瞬間與時(shí)間坐標(biāo)軸原點(diǎn)之間的時(shí)間間隔。一般通過(guò)某種選定的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程作參考，把其它物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程與這個(gè)參考過(guò)程進(jìn)行比較，判別和排列事件發(fā)生的先后順序并據(jù)此導(dǎo)出事件發(fā)生的時(shí)刻和運(yùn)動(dòng)過(guò)程所經(jīng)歷的時(shí)間間隔。

客觀世界的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)千差萬(wàn)別，不可能選取一種物質(zhì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程作為計(jì)量時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)，如天體的年齡可達(dá)100多億年，而某些基本粒子的壽命卻只有10-24秒。不同的時(shí)間計(jì)量方法分屬不同的學(xué)科分支或不同的技術(shù)門(mén)類(lèi)。測(cè)量天體的年齡使用天體物理的方法；日、月、年、世紀(jì)的協(xié)調(diào)和研究屬于天文學(xué)中的歷法范疇；秒以下時(shí)間的測(cè)定、保持、傳遞則是授時(shí)機(jī)構(gòu)的任務(wù)。

時(shí)間的定義在日常生活中，我們是采用地球圍繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)一周作為時(shí)間年的單位、月球圍繞地球公轉(zhuǎn)一周作為月的單位、地球自轉(zhuǎn)一周作為天的單位。在科學(xué)上，1956年國(guó)際計(jì)量委員會(huì)將秒規(guī)定為1900年1月0日12時(shí)正回歸年長(zhǎng)度的1/31556925.9747。這種以地球公轉(zhuǎn)為基礎(chǔ)的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)稱(chēng)為*歷書(shū)秒。1967年第十三屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)又采用以原子內(nèi)部輻射頻率為基準(zhǔn)的時(shí)間計(jì)量系統(tǒng)，成為*原子時(shí)。按新規(guī)定，“秒是銫-133原子基態(tài)的兩個(gè)超精細(xì)能級(jí)之間的躍遷所對(duì)應(yīng)輻射的9,192,631,770個(gè)周期的持續(xù)時(shí)間”。幾種時(shí)間計(jì)量系統(tǒng)所達(dá)到的精度時(shí)間計(jì)量系統(tǒng)時(shí)間測(cè)量誤差（秒/天）頻率準(zhǔn)確度世界時(shí)(UT)10-3

10-8歷書(shū)時(shí)(ET)10-4

10-9

原子時(shí)(TA)10-14

10-16

它是以地球自轉(zhuǎn)周期為基準(zhǔn)所建立的一種時(shí)間系統(tǒng)。其測(cè)量方法是選取春分點(diǎn)作為參考點(diǎn)，其連續(xù)兩次過(guò)測(cè)站上中天所經(jīng)歷的時(shí)間，稱(chēng)為一恒星日，一個(gè)恒星日分為24恒星小時(shí)，一恒星小時(shí)分為60恒星分，一恒星分分為60恒星秒。1.3.2.1恒星時(shí)1.3.2.2太陽(yáng)時(shí)太陽(yáng)相繼兩次經(jīng)過(guò)同一地方子午圈所經(jīng)歷的時(shí)間間隔為1太陽(yáng)日.太陽(yáng)日有真太陽(yáng)日和平太陽(yáng)日之分,所以也就有兩種太陽(yáng)時(shí).實(shí)際上我們?nèi)粘Ｓ玫挠?jì)時(shí)是平太陽(yáng)時(shí)，平太陽(yáng)時(shí)假設(shè)地球繞太陽(yáng)是標(biāo)準(zhǔn)的圓形，一年中每天都是均勻的。北京時(shí)間是平太陽(yáng)時(shí)，每天都是24小時(shí)。而如果考慮地球繞日運(yùn)行的軌道是橢圓的，則地球相對(duì)于太陽(yáng)的自轉(zhuǎn)并不是均勻的，每天并不都是24小時(shí)，有時(shí)候少有時(shí)候多。考慮到該因素得到的是真太陽(yáng)時(shí)。

真太陽(yáng)時(shí)：日常生活用的鐘和手表都是用的平太陽(yáng)時(shí)，而以真正的太陽(yáng)為參考點(diǎn)，以真太陽(yáng)的視運(yùn)動(dòng)來(lái)計(jì)算地球自轉(zhuǎn)一周的時(shí)間，即太陽(yáng)視圓面中心連續(xù)兩次上中天的時(shí)間間隔叫一個(gè)真太陽(yáng)日。1真太陽(yáng)日分為24個(gè)真太陽(yáng)時(shí)，1真太陽(yáng)時(shí)又分為60個(gè)真太陽(yáng)分，1真太陽(yáng)分又分為60真太陽(yáng)秒。

真太陽(yáng)時(shí)要求每天的中午12點(diǎn)，太陽(yáng)處在頭頂最高。傳統(tǒng)上確定時(shí)辰，需使用真太陽(yáng)時(shí)，所以要把平太陽(yáng)時(shí)調(diào)整為真太陽(yáng)時(shí)。真太陽(yáng)時(shí)與平太陽(yáng)時(shí)之差值表（用平太陽(yáng)時(shí)加減差值得真太陽(yáng)時(shí)時(shí)），如：

1月01日-3分9秒1月02日-3分38秒1月03日-4分6秒

1月04日-4分33秒1月05日-5分1秒1月06日-5分27秒

1月07日-5分54秒1月08日-6分20秒1月09日-6分45秒

1月10日-7分10秒1月11日-7分35秒1月12日-7分59秒

1月13日-8分22秒……真太陽(yáng)時(shí)換算舉例城市名：云南昆明鐘表時(shí)間為：陽(yáng)歷2008年4月8日11時(shí)12分

云南昆明的地方時(shí)間比中原時(shí)間慢69分4秒

真太陽(yáng)時(shí)比平均太陽(yáng)時(shí)慢1分17秒修正后的天文時(shí)間為：2008年4月8日10時(shí)1分39秒（星期二）

平太陽(yáng)時(shí)：太陽(yáng)連續(xù)兩次經(jīng)過(guò)中午的時(shí)間間隔，稱(chēng)為真太陽(yáng)日。我們知道，地球沿著橢圓形軌道運(yùn)動(dòng)的，太陽(yáng)位于該橢圓的一個(gè)交點(diǎn)上，因此，在一年中，日地距離不斷改變。根據(jù)開(kāi)普勒第二定律，行星在軌道上運(yùn)動(dòng)的方式是它和太陽(yáng)所聯(lián)結(jié)的直線在相同時(shí)間內(nèi)所劃過(guò)的面積相等，可見(jiàn)，地球在軌道上做的是不等速運(yùn)動(dòng)，這樣一來(lái)，一年之內(nèi)真太陽(yáng)日的長(zhǎng)度便不斷改變，不易選做計(jì)時(shí)單位，于是引進(jìn)平太陽(yáng)的概念。天文學(xué)上假定由一個(gè)太陽(yáng)（平太陽(yáng)）在天赤道上（而不是在黃赤道上）作等速運(yùn)行，其速度等于運(yùn)行在黃赤道上真太陽(yáng)的平均速度，這個(gè)假想的太陽(yáng)連續(xù)兩次上中天的時(shí)間間隔，叫做一個(gè)平太陽(yáng)日，這也相當(dāng)于把一年中真太陽(yáng)日的平均稱(chēng)為平太陽(yáng)日，并且把1/24平太陽(yáng)日取為1平太陽(yáng)時(shí)。通常所謂的“日”和“時(shí)”，就是平太陽(yáng)日和平太陽(yáng)時(shí)的簡(jiǎn)稱(chēng)。

1.3.3.1地方時(shí)某一地區(qū)具體時(shí)刻的規(guī)定，與該地區(qū)的地理緯度存在一定關(guān)系。例如，我們?cè)谏虾?，太?yáng)當(dāng)頭照的時(shí)候，是中午12點(diǎn)。但如果在這同一時(shí)刻，對(duì)遠(yuǎn)離上海以西約1700公里的地方，太陽(yáng)還在偏東方向離開(kāi)當(dāng)頭照還差1個(gè)小時(shí)，也就是說(shuō)，對(duì)該地而言只是11點(diǎn)鐘。相反，對(duì)上海以東約1700公里的地方，太陽(yáng)早已偏西了1個(gè)小時(shí)，它已經(jīng)是下午1點(diǎn)鐘了。如果整個(gè)世界統(tǒng)一使用一個(gè)時(shí)刻，則只能滿足在同一條經(jīng)線上的某幾個(gè)地點(diǎn)的生活習(xí)慣。所以，整個(gè)世界的時(shí)刻不可能完全統(tǒng)一。這種在地球上某個(gè)特定地點(diǎn)，根據(jù)太陽(yáng)的具體位置所確定的時(shí)刻，稱(chēng)為“地方時(shí)”。所以，真太陽(yáng)時(shí)又叫做“地方真太陽(yáng)時(shí)”（地方真時(shí)），平太陽(yáng)時(shí)又叫做“地方平太陽(yáng)時(shí)”（地方平時(shí)）。地方真時(shí)和地方平時(shí)都屬于地方時(shí)。

1.3.3.2標(biāo)準(zhǔn)時(shí)(區(qū)時(shí))1879年，加拿大鐵路工程師伏列明提出了“區(qū)時(shí)”的概念，這個(gè)建議在1884年的國(guó)際子午線會(huì)議上得到認(rèn)同，由此正式建立了統(tǒng)一世界計(jì)量時(shí)刻的“區(qū)時(shí)系統(tǒng)”?！皡^(qū)時(shí)系統(tǒng)”規(guī)定，地球上每15°經(jīng)度范圍作為一個(gè)時(shí)區(qū)（即太陽(yáng)1個(gè)小時(shí)內(nèi)走過(guò)的經(jīng)度）。這樣，整個(gè)地球的表面就被劃分為24個(gè)時(shí)區(qū)。各時(shí)區(qū)的“中央經(jīng)線”規(guī)定為0°（即“本初子午線”）、東西經(jīng)15°、東西經(jīng)30°、東西經(jīng)45°……直到180°經(jīng)線，在每條中央經(jīng)線東西兩側(cè)各7.5°范圍內(nèi)的所有地點(diǎn)，一律使用該中央經(jīng)線的地方時(shí)作為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)刻?！皡^(qū)時(shí)系統(tǒng)”在很大程度上解決了各地時(shí)刻的混亂現(xiàn)象，使得世界上只有24種不同時(shí)刻存在，而且由于相鄰時(shí)區(qū)間的時(shí)差恰好為1個(gè)小時(shí)，這樣各不同時(shí)區(qū)間的時(shí)刻換算變得極為簡(jiǎn)單。因此，一百年來(lái)，世界各地仍沿用這種區(qū)時(shí)系統(tǒng)。1.4季節(jié)與晝夜太陽(yáng)高度的變化晝夜長(zhǎng)短的變化季節(jié)與地球的五帶1.4.1太陽(yáng)高度的變化太陽(yáng)高度的概念：太陽(yáng)高度是指太陽(yáng)光入射方向與地平面之間的夾角（即太陽(yáng)在當(dāng)?shù)氐难鼋牵?，用h表示，它在數(shù)值上等于太陽(yáng)在天球地平坐標(biāo)系中的地平高度（緯度）。直射點(diǎn)最大為90度。晨昏線上為0度。

太陽(yáng)高度是決定地球表面獲得太陽(yáng)熱能數(shù)量的最重要因素。

I=I0sinh正午太陽(yáng)高度隨地球公轉(zhuǎn)變化的原因由于黃赤交角的存在，使地球在繞日公轉(zhuǎn)中太陽(yáng)直射點(diǎn)在南北回歸線之間移動(dòng)，從而引起各地正午太陽(yáng)高度的變化。正午太陽(yáng)高度變化的規(guī)律：春秋二分，由于太陽(yáng)直射赤道，赤道正午太陽(yáng)高度為90度，太陽(yáng)高度由赤道向南北兩方降低。夏至日，太陽(yáng)直射北回歸線，北回歸線上正午太陽(yáng)高度為90度，太陽(yáng)高度由北回歸線向南北兩方降低，北回歸線以北的地區(qū)正午太陽(yáng)高度達(dá)一年最大值，南回歸線以南的地區(qū)達(dá)一年最小值。冬至日，太陽(yáng)直射南回歸線，南回歸線上正午太陽(yáng)高度為90度，太陽(yáng)高度由南回歸線向南北兩方降低，北回歸線以北的地區(qū)，正午太陽(yáng)高度達(dá)一年最小值，南回歸線以南的地區(qū)正午太陽(yáng)高度達(dá)一年最大值。在回歸線以?xún)?nèi)的地區(qū)，每年兩次受到直射。太陽(yáng)高度角的計(jì)算公式對(duì)北半球：H（正午太陽(yáng)高度）=90度－（各地地理緯度－太陽(yáng)直射點(diǎn)的緯度）對(duì)南半球：H（正午太陽(yáng)高度）