地球科學(xué)概論第一章第三節(jié)地球及其運動

第三節(jié)地球及其運動一﹑地球的概況形狀兩級稍扁、赤道略鼓地球不是一個圓球體，而是一個實心橢球體，赤道半徑長，兩極半徑短，而且北極比旋轉(zhuǎn)橢球體凸出10m，南極卻凹進(jìn)30m，中緯度在北半球稍凹進(jìn)，而在南半球稍凸出.用夸大的比例尺來看，地球象一個“梨”形

極半徑為6356.76公里，赤道周長和子午線方向的周長分別為40075公里和39941公里。測量地球主要數(shù)據(jù)赤道半徑：6378.14千米極半徑：6356.75千米赤道周長：40075.7千米(可計算距離)極周長：40008.55千米表面積：5.1億平方千米體積：10830億立方千米質(zhì)量：5.976×1027噸密度：5.517±0.004克/立方厘米二、地球運動

自轉(zhuǎn)：概念：:地球繞其自轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)運動.地軸北端始終指向北極星附近公轉(zhuǎn)概念：地球繞太陽的運動1、自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)自轉(zhuǎn)周期：23小時56分1.09秒（平均太陽時）公轉(zhuǎn)周期：365.2422天（平均太陽日）公轉(zhuǎn)行程：9.4億千米近日點日距：1.47億千米（每年1月3、4日左右）遠(yuǎn)日點日距：1.52億千米（每年7月3、4日前后）2、地球自轉(zhuǎn)的意義1）形成晝夜交替。晨昏線此圖表示北半球的半年。夏2、地球自轉(zhuǎn)的意義2）地球自轉(zhuǎn)造成同一時刻，不同經(jīng)線上具有不同的地方時間地球自轉(zhuǎn)導(dǎo)致不同經(jīng)度地區(qū)晝夜交替的時間參差不齊，也造成同一時刻、不同經(jīng)線上具有不同的地方時地球表面每隔15o經(jīng)線，向東時間要提前1小時，向西則推遲1小時。頻繁而日益廣泛的國際合作與交流需要一個統(tǒng)一的時間體系，這個時間體系就是世界時，或者稱為格林威治時間為了方便世界時和地方時的換算，人們把地球表面按360o經(jīng)度劃分為24個理論時區(qū)，時區(qū)之間的界限稱為國際日界限。每1時區(qū)跨經(jīng)度15o，并以本初子午線所在的時區(qū)為零區(qū)，向東西各12個時區(qū)。每1時區(qū)的東西界限距離各自的中央經(jīng)線為7.5o；采用中央經(jīng)線的地方時作為全區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)時間，稱為區(qū)時。中國國土自西向東跨越63個經(jīng)度，包括東5到東9五個時區(qū)，采用北京所在的東8區(qū)區(qū)時作為全國統(tǒng)一的時間，稱為北京時間。北京時間嚴(yán)格以東經(jīng)120o的地方時為標(biāo)準(zhǔn)，并不代表北京所在的時區(qū)的經(jīng)度和地方時或者區(qū)時。3）地轉(zhuǎn)偏向力或科里奧利力由于地球自西向東自轉(zhuǎn)，使得在地球表面做水平運動的物體的運動方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)。在北半球向右、南半球向左。實際上是慣性運動的影響?？评飱W利力：地球自轉(zhuǎn)情況下運動物體的偏轉(zhuǎn)力。D＝2vwsinAv為運動物體的速度；w為地球自轉(zhuǎn)角速度；A為運動物體所在緯度。緯度越高越明顯，赤道上不存在4）月球和太陽的引力使地球體發(fā)生彈性變形，在洋面上則表現(xiàn)為潮汐。5）地球的整體自轉(zhuǎn)運動同它的局部運動，例如地殼運動，海水運動，大氣運動等都有密切關(guān)系。地球公轉(zhuǎn)軌道黃赤交角：太陽視運動的路線叫做黃道，黃道所在的黃道面和地球軌道面是重合的。黃道面與赤道面的交角即為黃赤交角，為23o26`。赤道和黃道面的兩個交點稱為春分點和秋分點。黃道上距離天赤道最遠(yuǎn)的兩個點分別為夏至點和冬至點。由于黃赤交角的存在，太陽在天球上周年運動的同時，還表現(xiàn)為相對于天赤道的上下往復(fù)運動，稱為太陽回歸運動。太陽在天球上所能達(dá)到的南北界線稱為南北回歸線。太陽高度角：太陽光線與地平面間的夾角。3、公轉(zhuǎn)的意義地軸的傾斜方向固定不變，因此，太陽光只能直射地球上23o26ˊN和23o26ˊS之間的地方。五帶地球繞太陽公轉(zhuǎn)的結(jié)果，使太陽光線直射范圍在23o26ˊN和23o26ˊS之間作周期性變動，從而形成了四季的更替。

孔子?xùn)|游，見兩小兒辯斗，問其故。一兒曰：“我以日始出時去人近，而日中時遠(yuǎn)也?！币粌阂匀粘醭鲞h(yuǎn)，而日中時近也。一兒曰：“日初出大如車蓋，及日中則如盤盂（yú），此不為遠(yuǎn)者小而近者大乎？”一兒曰：“日初出滄(cāng)滄涼涼，及其日中如探湯，此不為近者熱而遠(yuǎn)者涼乎？”孔子不能決也。兩小兒笑曰：“孰(shú)為汝(rǔ)多知(此處念“智”)乎？”-------------------------------------《人教版六年級下冊第一課》對某些問題的思考兩小兒辯日兩小兒辯日早上的太陽和中午的太陽，哪個里我們近，為什么？為兩小兒解釋“日初出大如車蓋，及日中則如盤盂”和““日初出滄(cāng)滄涼涼，及其日中如探湯”的原因。對某些問題的思考北半球冬半年指9月23日至次年3月21日，夏半年指3月21日至9月23日。冬半年比夏半年

。短（與地球公轉(zhuǎn)速度不均有關(guān)）因為地球在繞太陽的運行中，秋分到次年春分經(jīng)過近日點運行速度較快。春分到秋分經(jīng)過遠(yuǎn)日點運行速度較慢，所以冬半年較短，夏半年較長。

對某些問題的思考觀察日出、日落的方位晨線上觀察光線來的方向即是日出的方向昏線上觀察光線來的方向即是日落的方向日出日落的方位以經(jīng)線軸對稱。對某些問題的思考太陽從何方升起？又從何落下？晨線和經(jīng)線重合，緯線和太陽光線平行太陽在晨線正東方，在昏線的正西方故太陽正東升，正西落太陽直射赤道（春秋分日）觀察日出、日落的方位晨線和經(jīng)線不重合，緯線和太陽光線不平行太陽在晨線東北方，在昏線的西北方故太陽東北升，西北落太陽直射北半球（夏半年）觀察日出、日落的方位晨線和經(jīng)線不重合，緯線和太陽光線不平行太陽在晨線東南方，在昏線的西南方故太陽東南升，西南落太陽直射南半球（冬半年）觀察日出、日落的方位觀察日出、日落的方位以夏至地球受光示意圖為例：AC點在晨線上，AC點日出為東北方發(fā)生極晝或極夜的地區(qū)，日出日落合為一點，均在正北方以冬至地球受光示意圖為例：ADE三點在昏線上，日落為西南方向發(fā)生極晝或極夜的地區(qū)，日出日落合為一點，均在正南方

該圖是

半球，

至?xí)r。觀察日出、日落方向北冬3月21日至9月23日，日出東北；日落西北9月23日至3月21日，日出東南；日落西南（發(fā)生極晝、極夜地區(qū)除外）觀察日影—一天中桿影的轉(zhuǎn)動古代計時計時工具日晷銅壺滴漏日晷利用太陽投射的影子來測定時刻的裝置。又稱“日規(guī)”，是我國古代利用日影測得時刻的一種計時儀器。通常由銅制的指針和石制的圓盤組成。銅制的指針叫做“晷針”，垂直地穿過圓盤中心，起著圭表中立竿的作用，因此，晷針又叫“表”，石制的圓盤叫做“晷面”，安放在石臺上，呈南高北低，使晷面平行于天赤道面，這樣，晷針的上端正好指向北天極，下端正好指向南天極。在晷面的正反兩面刻劃出12個大格，每個大格代表兩個小時。當(dāng)太陽光照在日晷上時，晷針的影子就會投向晷面，太陽由東向西移動，投向晷面的晷針影子也慢慢地由西向東移動。于是，移動著的晷針影子好像是現(xiàn)代鐘表的指針，晷面則是鐘表的表面，以此來顯示時刻。

思考:若北半球某地晝長16小時,畫出日出日落的桿影的指向,當(dāng)?shù)卣鐣r桿影的指向.思考:若北半球某地,日出日落的桿影夾角為120°,當(dāng)?shù)貢冮L可能是幾小時?銅壺滴漏元延祐三年（公元1316年）通高264.4厘米

此件滴漏是中國古代的計時工具，由廣州人冼運行、杜子盛等鑄造于元延祐三年（公元1316年）。整件滴漏由四個銅壺組成，分別是日壺、月壺、星壺、受水壺。也有一種說法稱為日天壺、夜天壺、平水壺和受水壺。日壺壺壁鑄有圓形太陽圖，月壺壺壁鑄有月形圖，星壺壺壁鑄有北斗七星圖，受水壺壺壁鑄有八卦圖。使用時四壺自上而下依次安放，最上為日壺，最下為受水壺。在日、月、星壺的底部各有一個出水的龍頭。受水壺壺蓋正中立一銅表尺，上有時辰刻度，自下而上為子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥。銅尺前放一木制浮箭，木箭下端是一塊木板，稱作浮舟。壺身刻有關(guān)于制作年份和人員的文字。

這是一件浮箭法復(fù)式漏壺，使用時，日壺的水以恒定的流量滴入下層的月壺，月壺之水滴入星壺，星壺上部有一個小洞，如果月壺滴下的水多了，多余的就會從這里流出，使星壺的水量保持恒定，以便均勻地滴水給受水壺。受水壺中的水逐漸增加，浮舟便托起木箭緩緩上升。將木箭的頂端與銅表尺上的刻度對照，就可知道當(dāng)時的時間。這件銅壺滴漏從制成之日一直被使用到公元1900年前后，歷時將近700年，是我國現(xiàn)存最早、最大、最完整的銅壺滴漏.古代計時

古人將時間與自然體系的運動、變化聯(lián)系起來。當(dāng)太陽處于某地正南方時,此地是為”正午”時刻,兩次相鄰正午的時間間隔為一日。如何測定“日”呢?古人用日晷測量日長來定“日”。日晷是一刻有角度的平板其中心垂直地立一桿的簡單儀器。置日冕于陽光下,觀察桿影會隨時間的變化發(fā)生轉(zhuǎn)動(這本是由于地球自轉(zhuǎn)的結(jié)果)。當(dāng)太陽處于該地正南方時日冕的桿影與南北子午線重合,記錄這個時刻為“正午”,連續(xù)測得兩個午時即為一“日”的長度。但是正南方怎么確定呢?令人驚訝的是,恰恰也是中國古人發(fā)明了指南針解決了這個問題。至于是否是測時,定位的需要而導(dǎo)致了指南針的發(fā)明我們不得而知,但我們知道至少在戰(zhàn)國時代就已經(jīng)發(fā)明了指南針,韓非子“有度”記載了這件事。時刻則是由地與日的關(guān)系來決定的天色紀(jì)時法

古人紀(jì)時，主要是根據(jù)天色把一晝夜分為若干個時段，這叫天色紀(jì)時法。夜半（23—1）雞鳴（1—3）平旦（3—5）日出（5—7）食時（7—9）隅中（9—11）日中（11—13）日昳（13—15）哺時（15—17）日入（17—19）黃昏（19—21）人定（21—23）《孔雀東南飛》：“雞鳴入機(jī)織，夜夜不得息。”“其日牛馬嘶，新婦入青廬。奄奄黃昏后，寂寂人定初?！薄盾饺貥撬托翝u》：“寒雨連江夜入?yún)?，平明送客楚山孤?！薄独類逖┮谷氩讨荨罚骸耙拱胙┯薄?，雞鳴，雪止?！螘r，門壞。十二時辰紀(jì)時法漢武帝時，把一天分為十二個時段，并用十二地支，即十二辰來代指它們，叫十二時辰。子時（23—1）丑時（1—3）寅時（3—5）卯時（5—7）辰時（7—9）巳時（9—11）午時（11—13）未時（13—15）申時（15—17）酉時（17—19）戌時（19—21）亥時（21—23）很多習(xí)慣說法即由此而來：24點被稱為夜半、子夜，12點被稱為中午、正午時分，上班被稱為點卯。唐宋時把十二個時辰中的每個時辰細(xì)分為初、正兩個小時辰，便形成了一晝夜24小時的紀(jì)時制。銅壺滴漏法古人還曾經(jīng)用銅壺滴漏法來紀(jì)時。銅壺由滴水壺和受水壺組成，水從滴水壺向受水壺滴漏。受水壺中有箭桿，箭桿上有一百刻劃，隨著水的增多而逐漸上浮，一晝夜正好全部浮出。因此，古代的一晝夜是一百刻。夏至?xí)r分晝長夜短，白晝60刻，夜晚40刻。冬至?xí)r分夜長晝短，白晝40刻，夜晚60刻。春分、秋分時分則晝夜平均，均為50刻?，F(xiàn)在一晝夜則只有九十六刻。更古人把夜晚分為五個時段，并在每個時段打更報時。一更（19—21時）二更（21—23時）三更（23—1時）四更（1—3時）五更（3—5時）三更正好是夜半時分，因此，人們常說“三更半夜”，形容很晚了。五更時分天還不太亮，人們把起早叫起五更。用地球運動的相關(guān)知識解答下面的問題-----3月21日普洱人小趙去北京出差。感覺得北京天黑的太早，很不習(xí)慣。請解釋原因。暑假普洱人小錢去北京出差。感覺得北京天亮的太早，很不習(xí)慣。請解釋原因。圣誕節(jié)期間普洱人小孫去北京出差。感覺得北京天黑的太早，很不習(xí)慣。請解釋原因。對某些問題的思考三、季節(jié)和歷法1、四季和五帶（1）四季產(chǎn)生的原因地球公轉(zhuǎn)的影響更重要的是造成了四季的演變。地球獲得熱量多少的重要原因是太陽光射向地面的傾斜程度（即太陽高度）和照射時間（即晝夜長短）。因此當(dāng)進(jìn)一步分析地球為什么會有四季更替現(xiàn)象出現(xiàn)，可以指出這與地球公轉(zhuǎn)的存在、公轉(zhuǎn)的規(guī)律性有間接聯(lián)系。其重要原因是太陽光射向地面的傾斜程度，即太陽高度。夏季就是太陽高度最大的季節(jié)，此外，夏季每日的白晝時間即光照長短要明顯大于冬季。這就可以說明這樣一個現(xiàn)象：地球一月是在近日點，為什么對北半球而言卻是冬季，七月在遠(yuǎn)日點卻是夏季？這就是因為地球離太陽的遠(yuǎn)近并不是決定獲得熱量多少的主要因素。又如，在南半球稱為夏季時地球是什么狀態(tài)？這是在地球公轉(zhuǎn)到整個季節(jié)太陽都直射在南半球，造成南半球的太陽高度最大，白晝時間也長。這里要重視地軸傾斜帶來的影響，它是造成地面太陽高度和晝夜長短的變化，產(chǎn)生四季更替現(xiàn)象的重要原因。（2）五帶的劃分五帶：指熱帶、南溫帶、北溫帶、南寒帶、北寒帶。五帶是以緯度為界來劃分的，其界線為南、北回歸線和南、北極圈。熱帶是南、北回歸線之間的地帶，太陽高度大，光照強(qiáng)烈，晝夜長短變化不大。南、北溫帶是南、北回歸線分別與南、北極圈之間的地帶，太陽終年不會直射，晝夜長短變化大。南、北寒帶是南、北極圈分別到南、北極之間的地帶，太陽高度很小，光照強(qiáng)度低，夏季和冬季分別出現(xiàn)極晝和極夜現(xiàn)象?；貧w線極圈歷法歷法最重要的依據(jù)是天文現(xiàn)象，特別是朔望月和回歸年的觀測。古人經(jīng)常觀測到的天象是太陽的出沒和月亮的盈虧，因此把日出日落，晝夜交替的周期定為一日。把月圓月缺的周期定為一月。年的概念最早是以莊稼成熟的周期為單位的。年和歲不同，歲表示從今年的某一節(jié)氣到明年同一節(jié)氣之間的這一段時間，年則表示從今年的正月初一到明年的正月初一。以朔望月為單位的歷法是陰歷，又叫純陰歷。月相變化周期時間約為29.53日，近似于29天半。為了計