地球概論-Chapter1

1、 地球概論電子教案地球概論電子教案East China Normal University出版：高 等 教 育 出 版 社 高等教育電子音像出版社制作：華東師范大學地理系 束炯、李莉 地球概論電子教案地球概論電子教案 第一章 地理坐標與天球坐標 第二章 地球的宇宙環(huán)境 第三章 地球的運動 第四章 地球運動的地理意義 第五章 地球和月球 第六章 地球的結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)制作：束炯 李莉華東師范大學地理系Essentials of Globe高 等 教 育 出 版 社高等教育電子音像出版社East China Normal University出版使用說明使用說明 本電子教案，是為了方便教師與學生學習

2、地球概論 (金祖孟主編. 北京：高等教育出版社，1997年第三版)而設(shè)計制作的。 地球概論是地球系統(tǒng)科學基本物理框架的重要組成部分，是高等師范院校地理專業(yè)的第一門基礎(chǔ)課。地球概論的任務(wù)，首先在于為所有地理專業(yè)的一系列課程提供關(guān)于地球系統(tǒng)科學的基本知識，特別是提供同太陽輻射能在地球表面上的分布和變化以及與地球運動參數(shù)有關(guān)的天文知識。 由于許多學校都采用這本教材，該教材至今已經(jīng)歷八個印次。為了便于教學，我們基本上按照原教材的體系，安排教學內(nèi)容。依然分為六章，即第一章地理坐標與天球坐標，第二章地球的宇宙環(huán)境，第三章地球的運動，第四章地球運動的地理意義，第五章地球和月球，第六章地球的結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)。E

3、ast China Normal University 本電子教案把與教學內(nèi)容密切相關(guān)的圖表、照片以及一些動畫分門別類，加以組合，并給出了簡要的說明。主要是為授課提供一個基本的思路、框架、體系和一些最基本的素材，教師在授課時可以根據(jù)自己的理解和掌握的材料進行調(diào)整與修改。 電子教案由束炯設(shè)計，束炯、李莉制作, 在圖片的繪制過程中，華東師范大學地理系研究生黃嫣旻、段玉森、2000級本科生顧瑩、張國欽、邱云峰、余韜同學付出了辛勤的勞動。本教案的制作得到了教育部理科人才培養(yǎng)基地和華東師范大學教改基金的資助。高等教育出版社徐麗萍副編審也給予熱情的鼓勵與支持。在電子教案出版之際，謹對所有關(guān)心和支持這項工作

4、的單位和個人表示衷心的感謝！ 雖然教案的設(shè)計幾經(jīng)修改，但魯魚亥豕，應(yīng)不能免，敬請廣大教師和使用者批評指正。聯(lián)絡(luò)信箱: 。East China Normal University第一章 地理坐標與天球坐標第一節(jié) 地理坐標 經(jīng)線和緯線一、 地球上的經(jīng)線和緯線q 地理定位的需要v二直線相交于一點；v每地點都可看作是特定經(jīng)線和緯線交點。East China Normal Universityq 經(jīng)線和緯線都是地球上的圓v 大圓：同一球面上最大的圓，其圓心即為球心；v 小圓：大圓以外的圓。q 緯線(parallel)v 垂直于地軸的平面同地球相割而成的圓；v 緯線相互平行，大小不等;v 赤道(equat

5、or)：緯線中惟一的大圓，將地球分為南北半球。East China Normal UniversityEast China Normal Universityq 經(jīng)線(meridian)v 通過地軸的平面同地球相割而成的圓；v 經(jīng)線都是大圓（通常指它的半圓），都在兩極相交，大小相同；v 本初子午線：通過英國Greenwich(格林尼治)天文臺的0經(jīng)線（1884年確定）。圖1-1 經(jīng)線和緯線緯線平面垂直于地軸,經(jīng)線平面都通過地軸East China Normal University英國Greenwich天文臺,現(xiàn)為天文博物館天文臺內(nèi)展出早期的天文望遠鏡、星象圖和天文鐘等East China N

6、ormal University通過Greenwich天文臺內(nèi)古老的天文望遠鏡觀察宇宙腳跨東西半球, 即通過Greenwich 天文臺的本初子午線(0經(jīng)線)。East China Normal University二、 地球上的方向和距離q 地球上的方向v 通常指地平方向；v 南北方向（經(jīng)線方向），有限方向；v 東西方向（緯線方向），無限方向；v 理論上亦東亦西；實際上非東即西。East China Normal Universityq 地球上的方向與地球自轉(zhuǎn)v 我國傳統(tǒng)上把正午太陽所在方向定為正南，而把日出日落的方向視為東西方向；v 東西方向與地球自轉(zhuǎn)相聯(lián)系；v 在用時針的方向表述地球自轉(zhuǎn)方

7、向時，必須明確觀測者是立足于哪個半球觀測地球自轉(zhuǎn)的。East China Normal University圖1-3 十二支表示地平方向。其中子午表示南北，卯酉表示東西。圖1-2 地球自轉(zhuǎn)方向向東。在北半球看，呈逆時針方向；在南半球看，呈順時針方向。East China Normal Universityq 角距離與線距離的簡單換算關(guān)系v 海里：經(jīng)線1分的弧長；v 兩地間弧分數(shù)=其長度的海里數(shù)，由此推出經(jīng)線的全長：60海里180=10 800海里；v 赤道的周長：60海里360=21 600海里。East China Normal University經(jīng)度和緯度一、 經(jīng)度和緯度q 是經(jīng)線和緯線

8、的“編號”，本身代表一種角度q 緯度：一地相對于赤道平面的南北方向和角度v 緯度是一種線面角，即本地法線與赤道平面的交角；v 緯度在本地經(jīng)線上度量，南北緯各分90度。East China Normal Universityq 經(jīng)度：本地子午面的東西方向和角距離v 經(jīng)度是兩面角，本初子午面為起始面；本地子午面為終面；v 經(jīng)度通常在赤道上度量，東西經(jīng)各分180度。East China Normal University圖1-4 經(jīng)度和緯度 緯度是線面角，即本地法線與赤道平面的交角； 經(jīng)度是兩面角，即本地子午面與本初子午面的交角。East China Normal Universityq 經(jīng)線都是大

9、圓，緯度間隔大體相等：v 1約折合111km。q 緯線是大小不等的圓 v 經(jīng)度的間隔，隨緯度增高而減??；v 與緯度的余弦成反比。East China Normal University圖1-5 經(jīng)線的間隔隨緯度增大而減小East China Normal Universityq 經(jīng)（緯）度與經(jīng)（緯）線v 經(jīng)度和緯度用來區(qū)分不同的經(jīng)線和緯線；v 經(jīng)線即等經(jīng)度線，緯線即等緯度線。二、 地理坐標q 一地的經(jīng)度和緯度相結(jié)合，叫做該地的地理坐標East China Normal Universityq 同地理坐標相聯(lián)系的有三個大圓v 赤道（橫軸）；v 本初子午線（縱軸）；v 本地子午線。q 書寫按慣例v

10、 先緯度，后經(jīng)度；v 數(shù)字在先，符號在后。 例：北京40N, 116EEast China Normal University圖1-6 在墨卡托投影圖上的經(jīng)緯線。經(jīng)線互相平行，緯線間隔由赤道向兩極增大，以致格陵蘭島比南美洲還大。East China Normal University第二節(jié) 天球坐標一、 天球和天穹q 天球：以地心為球心半徑為任意的假想球體，表示天體視運動的輔助工具v 是整球和圓球；v 分地心天球和日心天球。q 天穹：地平以上的半個天球v 是半球和扁球。East China Normal University圖1-7 天球示意圖 天球的半徑是任意的,所有天體,不論多遠,都可以在

11、天球上有它們的投影。East China Normal Universityq 天球的視運動v 對于地球觀測者：天球圍繞我們以與地球自轉(zhuǎn)相反的方向（向西），和相同的周期（1日）旋轉(zhuǎn)；v 天球周日運動；v 周日圈：天體周日運動行經(jīng)的路線，天體愈近天極周日圈愈小，反之亦然。East China Normal University圖1-8 太陽周年運動方向向東(與地球公轉(zhuǎn)方向相同),其視行路線被稱為黃道。East China Normal University1春：中天獅子 太陽 飛馬夏：天蝎中天 太陽 獵戶秋：飛馬中天 太陽 獅子冬：獵戶中天 太陽 天蝎圖1-9 夜半中星隨季節(jié)的變化這是地球公轉(zhuǎn)的

12、反映。由夜半中星的變化間接推出太陽周年運動。East China Normal Universityv 太陽同時參與兩種相反的運動： 由于地球自轉(zhuǎn)而隨同整個天球的運動，方向向西，日轉(zhuǎn)一周； 由于地球公轉(zhuǎn)而相對于恒星的運動，方向向東，年巡天一周。East China Normal University圖1-10 天球的視運動 左：地球公轉(zhuǎn)和太陽周年運動，二者都向東。 右：地球自轉(zhuǎn)和天球周日運動，前者向東，后者向西。East China Normal Universityq 天球上的圓和點圖1-11 天球大圓的交點和遠距點 左:地平圈與天赤道的交點（東、西）和遠距點(南、北、上、下)；右:黃道與天

13、赤道的交點（二分）和遠距點（二至點和無名點）East China Normal Universityv 三個基本大圓：地平圈，天赤道，黃道；v 大圓的極點： 地平圈兩極：天頂和天底； 天赤道的兩極：天北極和天南極； 黃道的兩極：黃北極和黃南極。v 大圓的交點： 天赤道交地平圈：東點和西點； 黃道交天赤道：春分點和秋分點。East China Normal Universityv 大圓的大距點： 地平圈對于天赤道：南點和北點； 天赤道對于地平圈：上點和下點； 黃道對于天赤道：夏至點和冬至點； 天赤道對于黃道：無名點。East China Normal Universityq 天球上的方向和距離v

14、方向：地球上方向的延伸；v東西方向：俯視，逆鐘向為東；v距離：只有角距離。East China Normal University圖1-12 天球上的距離圖1-13球面坐標的一般模式由基圈、始圈和終圈構(gòu)成球面三角形East China Normal University二、天球坐標q 球坐標系的一般模式v 以基圈、始圈和終圈構(gòu)成一球面三角形；v 縱坐標即緯度；v 橫坐標即經(jīng)度。East China Normal Universityq 兩大類天球坐標系v 右旋坐標系：與天球周日運動（地球自轉(zhuǎn)）聯(lián)系，向西；v 左旋坐標系：與太陽周年運動（地球公轉(zhuǎn)）聯(lián)系，向東。East China Normal

15、Universityq 地平坐標系v 用途：表示天體在天空中的高度和方位；v 圓圈系統(tǒng)：地平圈，子午圈，卯酉圈；v 基本要點：基圈：地平圈；原點：南點；始圈：午圈；緯度：高度；經(jīng)度：方位 (0到360度，自南點向西沿地平圈度量）。East China Normal University圖1-14 地平坐標系的圓圈系統(tǒng)：地平圈上4個相距90的點：東、南、西、北點；得到子午圈（過南、北點）和卯酉圈（過東、西點）。圖1-15 天體的地平坐標：高度和方位East China Normal Universityq 第一赤道坐標系(也稱時角坐標系)v 用途：用于時間度量；v 圓圈系統(tǒng)：天赤道，子午圈和六時

16、圈；v 基本要點：基圈：天赤道；原點：上點；始圈：午圈；緯度：赤緯；經(jīng)度：時角（經(jīng)圈改稱時圈）自上點沿天赤道向西度量（為使天體的時角“與時俱增 ”）。East China Normal University圖1-16(上) 第一赤道坐標系的圓圈系統(tǒng)。天赤道上4個相距90的點：東、西、上、下點；得到子午圈和六時圈。圖1-17（下） 天體第一赤道坐標系：赤緯和時角East China Normal Universityq 第二赤道坐標系v 用途：表示天體在天球上的位置；v 圓圈系統(tǒng)：天赤道，二分圈和二至圈；v 基本要點：基圈：天赤道；原點：春分點；始圈：春分圈；緯度：赤緯；經(jīng)度：赤經(jīng)，自天赤道向東

17、度量（為使春分點沿天赤道向東度量，即當時的“恒星時”）。East China Normal University圖1-18（下） 第二赤道坐標系的圓圈系統(tǒng)。天赤道上4個相距90的點：二分點和二個無名點；得到二分圈和二至圈。 圖1-19（上） 天體第二赤道坐標系：赤緯和赤經(jīng)East China Normal Universityq 黃道坐標系v 用途：表示日月行星的位置及其運動；v 圓圈系統(tǒng)：黃道，無名圈（通過春分點的黃經(jīng)圈）和二至圈；v 基本要點：基圈：黃道；原點：春分點；始圈：無名圈；緯度：黃緯；經(jīng)度：黃經(jīng)，自春分點沿黃道向東度量（為使太陽的黃經(jīng)“與日俱增”）。East China Norm

18、al University圖1-20（上） 黃道坐標系的圓圈系統(tǒng)。黃道上4個相距90的點：二分點和二至點；得到無名圈和二至圈。圖1-21（下） 天體的黃道坐標系：黃緯和黃經(jīng) East China Normal University圖1-22 仰極高度天頂赤緯當?shù)鼐暥?地平座標系和第一赤道坐標系； 始圈相同（午圈）但基圈不同，因而高度不同于赤緯，方位不同于時角； 二者的具體差異與當?shù)氐木暥扔嘘P(guān)； 仰極高度體現(xiàn)地平系統(tǒng)與第一赤道向系統(tǒng)的關(guān)系。 East China Normal University 第二赤道坐標系和黃道坐標系：赤經(jīng)和黃經(jīng)都向東度量：有共同的原點（春分點）。但第一赤道坐標系以天赤道為基圈，春分圈為始圈；黃道坐標系以黃道為基圈，以無名圈為始圈。所以，赤緯不同于黃緯，赤經(jīng)不同于黃經(jīng)。圖1-