地球科學(xué)概論第一章第三節(jié)地球及其運(yùn)動(dòng)

第三節(jié)地球及其運(yùn)動(dòng)一﹑地球的概況形狀兩級(jí)稍扁、赤道略鼓地球不是一個(gè)圓球體，而是一個(gè)實(shí)心橢球體，赤道半徑長(zhǎng)，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(lái)看，地球象一個(gè)“梨”形

極半徑為6356.76公里，赤道周長(zhǎng)和子午線方向的周長(zhǎng)分別為40075公里和39941公里。測(cè)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(zhǎng)：40075.7千米(可計(jì)算距離)極周長(zhǎng)：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(yùn)動(dòng)

自轉(zhuǎn)：概念：:地球繞其自轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng).地軸北端始終指向北極星附近公轉(zhuǎn)概念：地球繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)1、自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)自轉(zhuǎn)周期：23小時(shí)56分1.09秒（平均太陽(yáng)時(shí)）公轉(zhuǎn)周期：365.2422天（平均太陽(yáng)日）公轉(zhuǎn)行程：9.4億千米近日點(diǎn)日距：1.47億千米（每年1月3、4日左右）遠(yuǎn)日點(diǎn)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(shí)刻，不同經(jīng)線上具有不同的地方時(shí)間地球自轉(zhuǎn)導(dǎo)致不同經(jīng)度地區(qū)晝夜交替的時(shí)間參差不齊，也造成同一時(shí)刻、不同經(jīng)線上具有不同的地方時(shí)地球表面每隔15o經(jīng)線，向東時(shí)間要提前1小時(shí)，向西則推遲1小時(shí)。頻繁而日益廣泛的國(guó)際合作與交流需要一個(gè)統(tǒng)一的時(shí)間體系，這個(gè)時(shí)間體系就是世界時(shí)，或者稱為格林威治時(shí)間為了方便世界時(shí)和地方時(shí)的換算，人們把地球表面按360o經(jīng)度劃分為24個(gè)理論時(shí)區(qū)，時(shí)區(qū)之間的界限稱為國(guó)際日界限。每1時(shí)區(qū)跨經(jīng)度15o，并以本初子午線所在的時(shí)區(qū)為零區(qū)，向東西各12個(gè)時(shí)區(qū)。每1時(shí)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(shí)作為全區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，稱為區(qū)時(shí)。中國(guó)國(guó)土自西向東跨越63個(gè)經(jīng)度，包括東5到東9五個(gè)時(shí)區(qū)，采用北京所在的東8區(qū)區(qū)時(shí)作為全國(guó)統(tǒng)一的時(shí)間，稱為北京時(shí)間。北京時(shí)間嚴(yán)格以東經(jīng)120o的地方時(shí)為標(biāo)準(zhǔn)，并不代表北京所在的時(shí)區(qū)的經(jīng)度和地方時(shí)或者區(qū)時(shí)。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(yùn)動(dòng)的物體的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)。在北半球向右、南半球向左。實(shí)際上是慣性運(yùn)動(dòng)的影響?？评飱W利力：地球自轉(zhuǎn)情況下運(yùn)動(dòng)物體的偏轉(zhuǎn)力。D＝2vwsinAv為運(yùn)動(dòng)物體的速度；w為地球自轉(zhuǎn)角速度；A為運(yùn)動(dòng)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(yáng)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(yùn)動(dòng)同它的局部運(yùn)動(dòng)，例如地殼運(yùn)動(dòng)，海水運(yùn)動(dòng)，大氣運(yùn)動(dòng)等都有密切關(guān)系。地球公轉(zhuǎn)軌道黃赤交角：太陽(yáng)視運(yùn)動(dòng)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(gè)交點(diǎn)稱為春分點(diǎn)和秋分點(diǎn)。黃道上距離天赤道最遠(yuǎn)的兩個(gè)點(diǎn)分別為夏至點(diǎn)和冬至點(diǎn)。由于黃赤交角的存在，太陽(yáng)在天球上周年運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，還表現(xiàn)為相對(duì)于天赤道的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，稱為太陽(yáng)回歸運(yùn)動(dòng)。太陽(yáng)在天球上所能達(dá)到的南北界線稱為南北回歸線。太陽(yáng)高度角：太陽(yáng)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(yáng)光只能直射地球上23o26ˊN和23o26ˊS之間的地方。五帶地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的結(jié)果，使太陽(yáng)光線直射范圍在23o26ˊN和23o26ˊS之間作周期性變動(dòng)，從而形成了四季的更替。

孔子?xùn)|游，見兩小兒辯斗，問(wèn)其故。一兒曰：“我以日始出時(shí)去人近，而日中時(shí)遠(yuǎn)也?！币粌阂匀粘醭鲞h(yuǎn)，而日中時(shí)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(jí)下冊(cè)第一課》對(duì)某些問(wèn)題的思考兩小兒辯日兩小兒辯日早上的太陽(yáng)和中午的太陽(yáng)，哪個(gè)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(duì)某些問(wèn)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?yàn)榈厍蛟诶@太陽(yáng)的運(yùn)行中，秋分到次年春分經(jīng)過(guò)近日點(diǎn)運(yùn)行速度較快。春分到秋分經(jīng)過(guò)遠(yuǎn)日點(diǎn)運(yùn)行速度較慢，所以冬半年較短，夏半年較長(zhǎng)。

對(duì)某些問(wèn)題的思考觀察日出、日落的方位晨線上觀察光線來(lái)的方向即是日出的方向昏線上觀察光線來(lái)的方向即是日落的方向日出日落的方位以經(jīng)線軸對(duì)稱。對(duì)某些問(wèn)題的思考太陽(yáng)從何方升起？又從何落下？晨線和經(jīng)線重合，緯線和太陽(yáng)光線平行太陽(yáng)在晨線正東方，在昏線的正西方故太陽(yáng)正東升，正西落太陽(yáng)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(yáng)光線不平行太陽(yáng)在晨線東北方，在昏線的西北方故太陽(yáng)東北升，西北落太陽(yáng)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(yáng)光線不平行太陽(yáng)在晨線東南方，在昏線的西南方故太陽(yáng)東南升，西南落太陽(yáng)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(diǎn)在晨線上，AC點(diǎn)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(diǎn)，均在正北方以冬至地球受光示意圖為例：ADE三點(diǎn)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(diǎn)，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(dòng)古代計(jì)時(shí)計(jì)時(shí)工具日晷銅壺滴漏日晷利用太陽(yáng)投射的影子來(lái)測(cè)定時(shí)刻的裝置。又稱“日規(guī)”，是我國(guó)古代利用日影測(cè)得時(shí)刻的一種計(jì)時(shí)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(guò)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(tái)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(gè)大格，每個(gè)大格代表兩個(gè)小時(shí)。當(dāng)太陽(yáng)光照在日晷上時(shí)，晷針的影子就會(huì)投向晷面，太陽(yáng)由東向西移動(dòng)，投向晷面的晷針影子也慢慢地由西向東移動(dòng)。于是，移動(dòng)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(lái)顯示時(shí)刻。

思考:若北半球某地晝長(zhǎng)16小時(shí),畫出日出日落的桿影的指向,當(dāng)?shù)卣鐣r(shí)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(zhǎng)可能是幾小時(shí)?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(guó)古代的計(jì)時(shí)工具，由廣州人冼運(yùn)行、杜子盛等鑄造于元延祐三年（公元1316年）。整件滴漏由四個(gè)銅壺組成，分別是日壺、月壺、星壺、受水壺。也有一種說(shuō)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(yáng)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(shí)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(gè)出水的龍頭。受水壺壺蓋正中立一銅表尺，上有時(shí)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(shí)，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(gè)小洞，如果月壺滴下的水多了，多余的就會(huì)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(duì)照，就可知道當(dāng)時(shí)的時(shí)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(shí)將近700年，是我國(guó)現(xiàn)存最早、最大、最完整的銅壺滴漏.古代計(jì)時(shí)

古人將時(shí)間與自然體系的運(yùn)動(dòng)、變化聯(lián)系起來(lái)。當(dāng)太陽(yáng)處于某地正南方時(shí),此地是為”正午”時(shí)刻,兩次相鄰正午的時(shí)間間隔為一日。如何測(cè)定“日”呢?古人用日晷測(cè)量日長(zhǎng)來(lái)定“日”。日晷是一刻有角度的平板其中心垂直地立一桿的簡(jiǎn)單儀器。置日冕于陽(yáng)光下,觀察桿影會(huì)隨時(shí)間的變化發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)(這本是由于地球自轉(zhuǎn)的結(jié)果)。當(dāng)太陽(yáng)處于該地正南方時(shí)日冕的桿影與南北子午線重合,記錄這個(gè)時(shí)刻為“正午”,連續(xù)測(cè)得兩個(gè)午時(shí)即為一“日”的長(zhǎng)度。但是正南方怎么確定呢?令人驚訝的是,恰恰也是中國(guó)古人發(fā)明了指南針解決了這個(gè)問(wèn)題。至于是否是測(cè)時(shí),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(guó)時(shí)代就已經(jīng)發(fā)明了指南針,韓非子“有度”記載了這件事。時(shí)刻則是由地與日的關(guān)系來(lái)決定的天色紀(jì)時(shí)法

古人紀(jì)時(shí)，主要是根據(jù)天色把一晝夜分為若干個(gè)時(shí)段，這叫天色紀(jì)時(shí)法。夜半（23—1）雞鳴（1—3）平旦（3—5）日出（5—7）食時(shí)（7—9）隅中（9—11）日中（11—13）日昳（13—15）哺時(shí)（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?！薄捌淙张ｑR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)牵矫魉涂统焦?。”《李愬雪夜入蔡州》：“夜半雪愈急……，雞鳴，雪止?！螘r(shí)，門壞。十二時(shí)辰紀(jì)時(shí)法漢武帝時(shí)，把一天分為十二個(gè)時(shí)段，并用十二地支，即十二辰來(lái)代指它們，叫十二時(shí)辰。子時(shí)（23—1）丑時(shí)（1—3）寅時(shí)（3—5）卯時(shí)（5—7）辰時(shí)（7—9）巳時(shí)（9—11）午時(shí)（11—13）未時(shí)（13—15）申時(shí)（15—17）酉時(shí)（17—19）戌時(shí)（19—21）亥時(shí)（21—23）很多習(xí)慣說(shuō)法即由此而來(lái)：24點(diǎn)被稱為夜半、子夜，12點(diǎn)被稱為中午、正午時(shí)分，上班被稱為點(diǎn)卯。唐宋時(shí)把十二個(gè)時(shí)辰中的每個(gè)時(shí)辰細(xì)分為初、正兩個(gè)小時(shí)辰，便形成了一晝夜24小時(shí)的紀(jì)時(shí)制。銅壺滴漏法古人還曾經(jīng)用銅壺滴漏法來(lái)紀(jì)時(shí)。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(zhǎng)夜短，白晝60刻，夜晚40刻。冬至?xí)r分夜長(zhǎng)晝短，白晝40刻，夜晚60刻。春分、秋分時(shí)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(gè)時(shí)段，并在每個(gè)時(shí)段打更報(bào)時(shí)。一更（19—21時(shí)）二更（21—23時(shí)）三更（23—1時(shí)）四更（1—3時(shí)）五更（3—5時(shí)）三更正好是夜半時(shí)分，因此，人們常說(shuō)“三更半夜”，形容很晚了。五更時(shí)分天還不太亮，人們把起早叫起五更。用地球運(yùn)動(dòng)的相關(guān)知識(shí)解答下面的問(wèn)題-----3月21日普洱人小趙去北京出差。感覺(jué)得北京天黑的太早，很不習(xí)慣。請(qǐng)解釋原因。暑假普洱人小錢去北京出差。感覺(jué)得北京天亮的太早，很不習(xí)慣。請(qǐng)解釋原因。圣誕節(jié)期間普洱人小孫去北京出差。感覺(jué)得北京天黑的太早，很不習(xí)慣。請(qǐng)解釋原因。對(duì)某些問(wèn)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(yáng)光射向地面的傾斜程度（即太陽(yáng)高度）和照射時(shí)間（即晝夜長(zhǎng)短）。因此當(dāng)進(jìn)一步分析地球?yàn)槭裁磿?huì)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(yáng)光射向地面的傾斜程度，即太陽(yáng)高度。夏季就是太陽(yáng)高度最大的季節(jié)，此外，夏季每日的白晝時(shí)間即光照長(zhǎng)短要明顯大于冬季。這就可以說(shuō)明這樣一個(gè)現(xiàn)象：地球一月是在近日點(diǎn)，為什么對(duì)北半球而言卻是冬季，七月在遠(yuǎn)日點(diǎn)卻是夏季？這就是因?yàn)榈厍螂x太陽(yáng)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(shí)地球是什么狀態(tài)？這是在地球公轉(zhuǎn)到整個(gè)季節(jié)太陽(yáng)都直射在南半球，造成南半球的太陽(yáng)高度最大，白晝時(shí)間也長(zhǎng)。這里要重視地軸傾斜帶來(lái)的影響，它是造成地面太陽(yáng)高度和晝夜長(zhǎng)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(lái)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(yáng)高度大，光照強(qiáng)烈，晝夜長(zhǎng)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(yáng)終年不會(huì)直射，晝夜長(zhǎng)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(yáng)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(cè)。古人經(jīng)常觀測(cè)到的天象是太陽(yáng)的出沒(méi)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(shí)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(shí)間約為29.53日，近似于29天半。為了計(jì)