高中地理：人教版高一地理（上、下冊）電子教材

電子課文?第一章地球在宇宙中

第一節(jié)天體和天體系統(tǒng)

天體在地球上，我們仰望蒼穹，可以看到太陽、月球以及各式各樣的星

星，包括閃爍的恒星、明亮的行星和輪廓模糊的星云。有時(shí)候，我們還可以看到

劃破夜空的流星和拖著長尾的彗星。通過天文望遠(yuǎn)鏡和其他空間探測手段，還可

以觀測到更多的恒星和星云，環(huán)繞行星公轉(zhuǎn)的衛(wèi)星，以及存在于星際空間的氣體

和塵埃一一星際物質(zhì)。所有這些，通稱天體。它們都是宇宙間物質(zhì)的存在形式。

地球也是一個(gè)天體。在太空中運(yùn)行的人造衛(wèi)星、宇宙飛船、航天飛機(jī)、天空實(shí)驗(yàn)

室等屬于人造天體。

地球是一個(gè)天體

（A造衛(wèi)星上拍攝的地球照片）

天體在天球上的投影圖

北天極

南天極

天球上的天極和天赤道圖

天球地球以外的天體，距離我們的遠(yuǎn)近，極其懸殊。但是，人們都有這

樣的直覺印象：日月星辰看上去似乎是一樣遙遠(yuǎn)的。這就是說，一切天體似乎都

位于一個(gè)以觀測者為球心的球面上。根據(jù)這樣的印象，人們?yōu)榱搜芯刻祗w在天空

中的位置和運(yùn)動(dòng)，引進(jìn)了一個(gè)假想的圓球：它的球心就是觀測者；它的半徑是無

窮大。這個(gè)圓球，叫做天球。地球以外的天體在天球上都有各自的投影。人們在

說明天體位置和運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，可以把天體的投影看成是它們本身。

地球的自轉(zhuǎn)軸無限延長，同天球球面相交于兩點(diǎn)，這叫做天極，即南天極和

北天極。地球赤道平面無限擴(kuò)大，同天球相交的大圓，叫做天赤道。有了天極和

天赤道，天球就可以有它自己的經(jīng)線和緯線。人們說明天體在天球上投影的位置

就方便了。

恒星和星云在各種天體之中，最基本的是恒星和星云。恒星是由熾熱氣

體組成的，能自己發(fā)光的球狀天體。它有很大的質(zhì)量。夜空里的點(diǎn)點(diǎn)繁星，差不

多都是恒星。人們用肉眼可以看到的恒星，全天就有六千多顆。借助于天文望遠(yuǎn)

鏡，可看到幾十萬乃至幾百萬顆以上的恒星。

太陽是距離我們地球最近的恒星，太陽光到達(dá)地球需要的時(shí)間為8分多鐘。

距離太陽最近的恒星①，它的光到達(dá)地球約需4.2年的時(shí)間。這就是說，它同地

球的距離約為4.2光年。光年是計(jì)量天體距離的一種單位。光的速度為每秒鐘

30萬千米，光在一年中所走過的距離，約等于94605億千米，這叫做一光年。

有些恒星遠(yuǎn)達(dá)幾百、幾千光年，現(xiàn)在能夠探測到的最遠(yuǎn)天體，距離地球約為200

億光年。

由于恒星距離我們十分遙遠(yuǎn)，在地球上看來，恒星之間的相對(duì)位置似乎是固

定不變的，因此古代人把它們叫做恒星。實(shí)際上，所有恒星都在不停地運(yùn)動(dòng)和變

化中。例如，我們所熟悉的北斗七星，現(xiàn)在看起來排列得像勺子的形狀。但是，

在十萬年以前和十萬年以后，形狀卻跟現(xiàn)在不一樣。這是因?yàn)楸倍菲咝歉鞒蓡T運(yùn)

動(dòng)的方向、速度不同所造成的。

?二''E

工\現(xiàn)在

10萬年后

10萬年前

北斗七星圖形的變化圖

星云是由氣體和塵埃物質(zhì)組成的，呈云霧狀外表的天體。同恒星相比，星云

具有質(zhì)量大、體積大、密度小的特點(diǎn)。一個(gè)普通星云的質(zhì)量至少相當(dāng)于上千個(gè)太

陽，半徑大約為10光年。星云的物質(zhì)密度十分稀薄，主要成分是氫。

獵尸座大星云

大熊星座的圖形

古代人把較亮而鄰近的星聯(lián)成圖

形,結(jié)合神話中的人物或動(dòng)物為星座

命名,這些名稱一直沿用到現(xiàn)在.

星座人們?yōu)榱吮阌谡J(rèn)識(shí)恒星，把天球分成若干區(qū)域，這些區(qū)域稱為星座。

每個(gè)星座中的恒星，人們曾把它們聯(lián)成各種不同的圖形。我們根據(jù)這些圖形，就

能辨認(rèn)不同的星座以及星座中的恒星。按照國際上的規(guī)定，全天分成88個(gè)星座。

上述北斗七星就是大熊星座的主要部分。

北

九月的星空圖

按北緯35。繪制，外國為地平置回心為天頂.適

用于9月1日21時(shí),9月15日20時(shí),9月30日19時(shí).

在星空中，人們可以看到，在北天極的周圍，有大熊、小熊和仙后三個(gè)星座。

大熊星座和小熊星座的主要恒星都是七顆，排列成勺子的形狀。仙后星座有五顆

亮星，它們排列成w的形狀。在北半球的中高緯度，這三個(gè)星座都是終年可見的。

在北半球的中緯度，九月初的21時(shí)左右，天頂附近有天琴座（其中有織女星）、

天鵝座和天鷹座（其中有牛郎星）。

天體系統(tǒng)宇宙間的天體都在運(yùn)動(dòng)著。運(yùn)動(dòng)著的天體因互相吸引和互相繞

轉(zhuǎn)，而形成天體系統(tǒng)。

天體系統(tǒng)有不同的級(jí)別。月亮和地球構(gòu)成地月系。地月系的中心天體是地球,

月球圍繞地球公轉(zhuǎn)。地球和其他行星都圍繞太陽公轉(zhuǎn)，它們和太陽構(gòu)成高一級(jí)的

天體系統(tǒng)。這個(gè)以太陽為中心的天體系統(tǒng)，稱為太陽系。太陽系又是更高一級(jí)天

體系統(tǒng)一一銀河系的極微小部分。銀河系中像太陽這樣的恒星就有2000多億顆。

銀河系主體部分的直徑達(dá)7萬光年。在銀河系以外，人們又觀測到大約10億個(gè)

同銀河系類似的天體系統(tǒng)，我們把它們叫做河外星系，簡稱星系。

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銀河系主體部分示意（側(cè)視）圖

目前，天文學(xué)上把銀河系和現(xiàn)在所能觀測到的河外星系，合起來叫做總星系。

它是現(xiàn)在所知道的最高一級(jí)天體系統(tǒng)，也是目前人們所能觀測到的宇宙部分。至

于總星系以外是什么樣子，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，空間探測手段的進(jìn)步，人們對(duì)

宇宙的認(rèn)識(shí)將會(huì)不斷擴(kuò)大和深入。

仙女座河外星系

問題和練習(xí)

1.宇宙中有哪些不同的天體？我們平時(shí)用肉眼曾看到過哪些不同的天體？

2.把天體系統(tǒng)的層次，用簡表形式表示出來。

3.晴天的夜晚，在天空中找出大熊星座、仙后星座、北極星、牛郎星和織

女星（參看北半球中緯度九月星空圖）。

第二節(jié)太陽和太陽系

太陽

太陽概況在宇宙中，太陽只是一顆普通的恒星。但是，對(duì)地球來說，這

顆恒星太重要了。沒有它，地球上的生命就不會(huì)存在。太陽的光和熱是人類賴以

生存和活動(dòng)的源泉。地球上的許多自然現(xiàn)象，都同太陽息息相關(guān)。

太陽與地球之間的平均距離約為1.5億千米。太陽的半徑約為700000千米,

是地球半徑的109倍多。太陽的體積約為地球體積的130萬倍。

太陽同所有的恒星一樣，是由熾熱的氣體構(gòu)成的，主要成分為氫和氯。它的

平均密度比地球小得多，是地球平均密度的1/4。這些熾熱的氣體，為什么不

會(huì)向四面八方飛散逃逸呢？那是因?yàn)樘柕馁|(zhì)量太大，用它本身強(qiáng)大的引力，把

氣體給吸引住了。太陽的質(zhì)量相當(dāng)于地球質(zhì)量的33萬多倍。太陽表面的重力加

速度為地球表面重力加速度的28倍。

太陽外部結(jié)構(gòu)我們能直接觀測到的太陽，是太陽的大氣層。它從里到外

分為光球、色球和日冕三層：

（一）光球我們看到的像圓盤一樣、明亮發(fā)光的太陽表面，叫做“光球”。

它是太陽外部很薄的一層，厚度大約只有500千米，表面溫度約為6000K①。

太陽光基本上都從這一層發(fā)出。光球表面有一些黑斑點(diǎn)，叫做太陽“黑子”。黑

子實(shí)際上并不黑，只是因?yàn)樗臏囟缺裙馇虻谋砻鏈囟却蠹s低1500度左右，在

明亮光球的襯托下，它才顯得陰暗一些。根據(jù)長期觀察和紀(jì)錄，發(fā)現(xiàn)太陽黑子有

的年份多，有的年份少。我們把黑子最多的年份，叫做太陽活動(dòng)極大年，最少的

年份叫做太陽活動(dòng)極小年。前一次活動(dòng)極大年到再次出現(xiàn)活動(dòng)極大年的平均周期

約為11年。

太陽黑子

18501860187018801890190019101920193019401950I9601970（^）

太陽黑子的周期圖

（二）色球在光球的外面，有一層呈玫瑰色的太陽大氣。這一層叫做色

球?qū)?。它的厚度約幾千千米，氣體稀薄，所發(fā)出的可見光①，不及光球的千分之

-o因此，只有在日全食時(shí)（或用特殊望遠(yuǎn)鏡）才被人們看到。色球的溫度自里

向外由四、五千度升高到幾萬度②。色球?qū)赢?dāng)中，有時(shí)會(huì)向外猛烈地噴出高達(dá)幾

萬千米至幾十萬千米的紅色火焰，這叫日珥。色球?qū)拥哪承﹨^(qū)域，在短時(shí)間內(nèi)有

突然增亮的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象，叫做耀斑，又叫太陽色球爆發(fā)。耀斑的周期也是

11年，常隨黑子群的增多而增多。耀斑和黑子都是太陽活動(dòng)①的主要標(biāo)志。耀

斑所發(fā)出的能量極大，在幾分鐘的短暫時(shí)間內(nèi)，它能發(fā)出相當(dāng)于100億顆百萬噸

級(jí)氫彈的能量，把很強(qiáng)的無線電波，大量的紫外線、X射線、丫射線射出，把氫

原子分解為高能帶電粒子拋出，使它們能逃離太陽表面，并能到達(dá)地球。

日珥

（三）日冕在色球?qū)拥耐饷孢€包圍著一層很稀薄的、完全電離的氣體層。

這一層叫做日冕。它從色球?qū)舆吘壪蛲庋由斓綆讉€(gè)太陽半徑處，甚至更遠(yuǎn)。它的

亮度僅為光球的百萬分之一，也只有在日全食時(shí)或用特制的日冕儀才能看到。日

冕內(nèi)部的溫度高達(dá)100萬度，日冕離太陽表面較遠(yuǎn)，受到的引力較小，它的高溫

使高能帶電粒子向外運(yùn)動(dòng)。這種粒子流運(yùn)動(dòng)的速度很高，每秒達(dá)350千米以上,

不斷地飛逸到行星際空間，好像是從太陽吹出來的一股“風(fēng)”，所以叫做“太陽

風(fēng)”。太陽活動(dòng)頻繁時(shí)，太陽風(fēng)的強(qiáng)度和速度都變大。

太陽活動(dòng)對(duì)地球的影響當(dāng)太陽上黑子和耀斑增多時(shí)，發(fā)出的強(qiáng)烈射電會(huì)

擾亂地球上空的電離層，使地面的無線電短波通訊受到影響，甚至?xí)霈F(xiàn)短暫的

中斷。

太陽大氣拋出的帶電粒子流，能使地球磁場受到擾動(dòng)，產(chǎn)生“磁暴”現(xiàn)象，

使磁針劇烈顫動(dòng)，不能正確指示方向。

地球兩極地區(qū)的夜空，常會(huì)看到淡綠色、紅色、粉紅色的光帶或光弧，這叫

做極光。極光是帶電粒子流高速?zèng)_進(jìn)那里的高空大氣層，被地球磁場捕獲，同稀

薄大氣相碰撞而產(chǎn)生的。

太陽能量的來源熾熱的太陽，它中心的溫度高達(dá)1500萬度，壓力極大，

有2.5X1CT帕。在這樣高溫、高壓條件下，產(chǎn)生核聚變反應(yīng)，即四個(gè)氫原子核

聚變?yōu)橐粋€(gè)氫原子核。在這個(gè)核聚變過程中，太陽要損耗一些質(zhì)量而釋放出大量

的能。使太陽發(fā)光的就是這種能量。太陽每秒鐘由于核聚變而損耗的質(zhì)量，大約

為400萬噸。按照這樣的消耗速度，太陽在50億年的漫長時(shí)間中，只消耗了

0.03%的質(zhì)量。據(jù)估計(jì)，太陽的壽命（即穩(wěn)定時(shí)期）可達(dá)100億年，目前它正處

于穩(wěn)定而旺盛的中年時(shí)期。

二太陽系及其成員

太陽系太陽系是由太陽、行星及其衛(wèi)星、小行星、彗星、流星體和行星

際物質(zhì)構(gòu)成的天體系統(tǒng)，太陽是太陽系的中心天體，它的質(zhì)量占太陽系總質(zhì)量的

99.86%o太陽系中，其他的天體都在太陽的引力作用下，繞太陽公轉(zhuǎn)。

太陽系的模式圖

太陽系的成員太陽系的成員除了太陽以外，還有以下幾類成員:

（-）行星和小行星行星是在橢圓軌道上環(huán)繞太陽運(yùn)行的、近似球形的

天體，并且質(zhì)量比太陽小得多，本身不發(fā)射可見光，它以表面反射太陽光而發(fā)亮

①。目前已知太陽系有九大行星。按照它們同太陽的距離，由近及遠(yuǎn)，依次為水

星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星。在以恒星組成

的各個(gè)星座的天空背景上，行星有明顯的相對(duì)移動(dòng)。我們用肉眼可以看到的行星

是：水星、金星、火星、木星和土星。另外的三顆行星：天王星、海王星和冥王

星，要用較大的望遠(yuǎn)鏡才能看到。在火星軌道和木星軌道之間，太陽系還有一個(gè)

小行星帶。這一帶有成千上萬顆小行星，像九大行星一樣繞太陽公轉(zhuǎn)。不過，它

們的質(zhì)量都很小。最大的直徑只有1000千米；小的直徑還不到1千米。

（二）衛(wèi)星衛(wèi)星是圍繞行星運(yùn)行的天體，質(zhì)量都不大。月球是地球的衛(wèi)

星。太陽系的九大行星，除了水星和金星以外，都有衛(wèi)星繞轉(zhuǎn)。根據(jù)現(xiàn)在探測所

知，九大行星有60多顆衛(wèi)星。土星的衛(wèi)星最多，有20多顆②。

（三）彗星彗星是在扁長軌道上繞太陽運(yùn)行的一種質(zhì)量很小的天體，呈

云霧狀的獨(dú)特外貌。彗星的主要部分是彗核，一般認(rèn)為它是由冰物質(zhì)組成的。當(dāng)

彗星接近太陽的時(shí)候，彗核中的冰物質(zhì)升華而成氣體，因而在它的周圍形成云霧

狀的彗發(fā)。彗發(fā)中的氣體和微塵，被太陽風(fēng)推斥，在背向太陽的一面形成一條很

長的彗尾。彗尾一般長幾千萬千米，最長可達(dá)幾億千米。彗星遠(yuǎn)離太陽時(shí)，彗尾

就逐漸縮短，直至消失。彗尾形狀像掃帚，所以彗星俗稱掃帚星。人們已發(fā)現(xiàn)繞

太陽運(yùn)行的彗星有1600多顆。著名的哈雷彗星，繞太陽運(yùn)行一周的時(shí)間為76

年。1985年?1986年，在地球上人們曾觀察到哈雷彗星的回歸。

197。年出現(xiàn)的一顆大彗星

彗星的軌道和菩尾圖

（四）流星體流星體是行星際空間的塵粒和固體小塊，數(shù)量眾多。沿同

一軌道繞太陽運(yùn)行的大群流星體，稱為流星群。闖入地球大氣圈的流星體，因同

大氣摩擦燃燒而產(chǎn)生的光跡，劃過長空，叫做流星現(xiàn)象。未燒盡的流星體降落到

地面，叫做隕星。其中石質(zhì)隕星叫做隕石；鐵質(zhì)隕星叫做隕鐵。

新疆大隕鐵

吉林1號(hào)隕石

我國的吉林1號(hào)隕石，重177cl千克，是世界最大的隕石.

我國的新疆大隕鐵，重約30噸,在世界隕鐵中居第三位.

（五）行星際物質(zhì)太陽系除了上述的天體以外，廣大的行星際空間雖然

空空蕩蕩，但是并非真空，其中分布著極其稀薄的氣體和極少量的塵埃。這些叫

做行星際物質(zhì)。

九大行星的運(yùn)動(dòng)特征和結(jié)構(gòu)特征九大行星繞日公轉(zhuǎn)有共面性、同向性和

近圓性的特征。

共面性是指九大行星繞日公轉(zhuǎn)的軌道面，幾乎在同一平面上。我們把地球公

轉(zhuǎn)軌道在天球上的投影，叫做黃道。它的軌道面叫做黃道面。各大行星的軌道面

與黃道面之間的夾角（叫軌道傾角）都很小，只有水星和冥王星的稍大一些，最

大也不過17°。

同向性是指它們公轉(zhuǎn)的方向都與地球的公轉(zhuǎn)方向相同。

近圓性是指它們的公轉(zhuǎn)軌道同圓相當(dāng)接近。大多數(shù)行星公轉(zhuǎn)軌道橢圓的

偏心率①不超過0.1,只有水星和冥王星較大，分別為0.21和0.25。

九大行星按其質(zhì)量、大小、化學(xué)組成等結(jié)構(gòu)特征，可以分為三類：

第一類是類地行星，即與地球相類似的行星，包括水星、金星、地球和火星。

它們距離太陽近，體積和質(zhì)量都小，平均密度大，表面溫度較高，中心有鐵核，

金屬元素含量高。衛(wèi)星很少，或者沒有。

水星上沒有大氣，也沒有水。金星、火星上的大氣主要是二氧化碳。這兩顆

行星也沒有液態(tài)水，只在大氣中有極少的水汽。金星是太陽系中唯一逆向自轉(zhuǎn)的

大行星，因此，金星上看太陽是西升東落的?；鹦堑纳衬糠直患t色的硅酸鹽赤

鐵礦及其他金屬化合物所覆蓋，所以顯出明亮的橙紅色。

第二類是巨行星，包括木星和土星。它們離太陽比類地行星遠(yuǎn)，體積和質(zhì)量

都很大，平均密度小，表面溫度低，主要是由氫、氮、筑等物質(zhì)構(gòu)成。衛(wèi)星數(shù)目

多，并且有光環(huán)。

第三類是遠(yuǎn)日行星，包括天王星、海王星和冥王星。它們距離太陽遠(yuǎn)，表面

溫度最低，都在-200C以下，平均密度大體上介于前兩類之間，表層氣體以氫和

甲烷（CH,）為主，冥王星有無大氣，還不清楚。遠(yuǎn)日行星都有衛(wèi)星。天王星和

海王星有光環(huán)。

地球上具有存在生命物質(zhì)的條件為什么九大行星中，只有地球上有生

物？這與地球在太陽系中的位置，也就是地球距離太陽的遠(yuǎn)近，關(guān)系十分密切。

就我們目前所知，有生命的物質(zhì)一定要在像地球這樣的環(huán)境中才能存在。首先，

它應(yīng)該具有介乎0℃?100℃之間的溫度，這是水能在液體狀態(tài)下存在的溫度范

圍。如果地球距離太陽太近，溫度過高，則由于熱擾動(dòng)太強(qiáng)，原子根本不能結(jié)合

在一起，因而決不會(huì)形成分子，更不用說復(fù)雜的生命物質(zhì)了。相反，如果地表太

冷，分子將牢牢地聚集在一起，只能以固態(tài)和晶體存在，生物也無法生存。

其次，這顆行星必須有適于生物呼吸的大氣。如果這顆行星的體積和質(zhì)量太

小，引力太弱，它的各種氣體將會(huì)逃逸到太空，就不存在大氣層了。地球具有適

當(dāng)?shù)捏w積和質(zhì)量，其引力可以把地球上各種氣體吸住，形成大氣層。同時(shí)，地球

大氣經(jīng)過了漫長的演化過程，基本上形成了現(xiàn)代適合于生物呼吸所需的大氣。有

的行星表層雖有大氣，但缺少生物呼吸需要的氧氣。

盡管在太陽系的其他行星上，至今沒有找到生物，也沒有發(fā)現(xiàn)適合生命生存

的環(huán)境。但是，在太陽系所在的銀河系中，據(jù)科學(xué)家推算，其中可能有的恒星擁

有適合生物生存條件的行星。

問題和練習(xí)

1.太陽黑子、耀斑、太陽風(fēng)各出現(xiàn)在太陽大氣的哪一層？它們對(duì)地球有什

么影響？

2.在宇宙中，為什么太陽這顆恒星對(duì)地球特別重要？

3.太陽巨大的能量是怎樣產(chǎn)生的？

4.根據(jù)太陽系模式圖，說明九大行星繞日公轉(zhuǎn)有哪些特征？金星、木星、

海王星各屬于哪一類行星？各有什么特征？

5.為什么地球是太陽系中唯一有生命物質(zhì)的天體？

附錄:

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第三節(jié)月球和地月系

月球概況同地球相比，月球小得多。月球的直徑約為地球直徑的1/4；

月球的體積為地球體積的1/49；月球的表面面積約為地球表面面積的1/14,

比亞洲的面積還小一點(diǎn)；月球的質(zhì)量約等于地球質(zhì)量的1/81；月球的表面重力

加速度很小，只相當(dāng)于地球表面重力加速度的1/6。所以，登上月球的宇航員,

穿著沉重的宇航服，拿著探測儀器，在月面行走還是輕飄飄的。

月球正面示意圖

由于月球引力小，保留不住大氣，聲音也無法傳播，所以月球上是一個(gè)寂靜

無聲、死氣沉沉的世界。月球上既然沒有大氣層，當(dāng)然就沒有水汽，沒有風(fēng)、云、

雨、雪等天氣變化；晝夜溫度差別很大，白天在陽光直射的地方，溫度可達(dá)127℃,

夜晚則降到T83C。月球上沒有空氣，沒有任何形態(tài)的水，因此也就沒有生命的

存在。

月球正面

我們?nèi)庋劭吹降脑虑蛘娴拿髁敛糠郑窃旅嫔系纳矫}、高原。月球上最高

的山峰高達(dá)9000米，比地球上的珠穆朗瑪峰還高；月球上暗黑的部分，是廣闊

的平原和低地。過去人們誤以為這些暗黑部分是海洋，把它們?nèi)∶麨椤帮L(fēng)暴洋”、

“靜?！?，等等。實(shí)際上那里是月球早期火山爆發(fā)，噴出的大量巖漿所形成的熔

巖平原。

月面最顯著的特征是坑穴星羅棋布，直徑大于1000米的環(huán)形山（也稱“月

坑”），在月球正面就有33000多個(gè)。這些環(huán)形山大體上都是宇宙物體沖擊月

面和火山活動(dòng)的產(chǎn)物。

登月考察了解到月面布滿著一層厚度不等的月塵和巖屑。從“阿波羅”11

號(hào)登月以來，先后幾次采集到幾百千克的各種月球巖石樣品，經(jīng)過分析，月巖中

已發(fā)現(xiàn)近60種礦物，其中有6種是地球上尚未發(fā)現(xiàn)的。在月巖和月壤中發(fā)現(xiàn)有

地球上的全部化學(xué)元素，并發(fā)現(xiàn)多種有機(jī)化合物，但沒有發(fā)現(xiàn)存在生物物質(zhì)的跡

象。月球的年齡，同地球一樣，也是46億年。

地月系地球只有一個(gè)衛(wèi)星，那就是月球。由于地球的質(zhì)量比月球大得多，

地球與月球相互吸引的結(jié)果，使得月球不停地圍繞地球公轉(zhuǎn)，在宇宙中形成一個(gè)

很小的天體系統(tǒng)一一地月系。月球距離地球平均約為384400千米，它是宇宙中

距地球最近的一個(gè)星球，也是迄今在地球以外人類所登臨的第一個(gè)星球。1969

年7月，美國“阿波羅”11號(hào)宇宙飛船首次運(yùn)送宇航員降落到月面上，從地面

發(fā)射到月面登陸，只用了四天多的時(shí)間。月球繞地球公轉(zhuǎn)一周的時(shí)間為27.32

日，月球自轉(zhuǎn)一周的時(shí)間也是27.32日；運(yùn)轉(zhuǎn)的方向，與公轉(zhuǎn)相同，都是自西向

東。

月相在地球上看月亮，有時(shí)全部黑暗，這叫新月（朔）；有時(shí)像鐮刀，

這叫蛾眉月；有時(shí)作半圓，這叫弦月；有時(shí)呈大半圓，這叫凸月；有時(shí)如一輪明

鏡，銀光四射，這叫滿月（望）。月球圓缺（盈虧）的各種形狀，叫做月相。

月球同地球一樣，自己不發(fā)光，全靠反射太陽光而發(fā)亮。迎著太陽的半個(gè)球

是亮的，背著太陽的半個(gè)球是暗的。由于日、地、月三者的相對(duì)位置，隨著月球

繞地球向東運(yùn)行而變化，就形成了新月一上弦月一滿月一下弦月一新月的月相周

期性更迭。月相變化的周期為29.53日。

月球?qū)Φ厍虻囊饬x月球與地球形影相隨，關(guān)系密切。月球?qū)Φ厍虻挠绊?

主要有以下幾方面：

1.地球上夜晚的自然照明，主要靠月亮。

2.遠(yuǎn)在古代，人們就根據(jù)月相變化的周期，編訂歷法。

太

陽

光

下弦月

月相成因圖

圖上虛線箭頭為從地球上觀察月球的方向

我國農(nóng)歷月份的安排，是以月相變化周期為標(biāo)準(zhǔn)的。農(nóng)歷規(guī)定朔為初一，這

樣，望就在十五日或十六日。我國人民的傳統(tǒng)節(jié)日，像春節(jié)、中秋節(jié)就是按農(nóng)歷

的月日計(jì)算安排的。

3.由于地球表面各處所受月球和太陽引力的不同，地球上的水體產(chǎn)生了明

顯的潮汐現(xiàn)象①。

4.月球是人類星際航行的第一站。已知月球表面有多種寶貴礦藏；重力較

??；沒有大氣層，利用太陽能的條件較好。如何利用月球的特殊環(huán)境，開發(fā)月球

的資源，以及如何利用月球作“碼頭”，使人類更好地研究宇宙，這將是月地關(guān)

系的新篇章。

問題和練習(xí)

1.夜晚連續(xù)觀察月相的變化，記下新月、上弦月、滿月、下弦月在農(nóng)歷的

日期。

2.月球表面的自然條件，為什么使生物無法生存？

3.月球跟我們?nèi)祟愑行┦裁搓P(guān)系？

第四節(jié)地球的運(yùn)動(dòng)

宇宙中所有天體，都按一定系統(tǒng)，有規(guī)律地運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的形式多種多樣。地

球除了自身內(nèi)部的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)外，它的繞軸自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和繞日公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)非常重要，與

人類的關(guān)系也最為密切。

一地球的自轉(zhuǎn)

自轉(zhuǎn)方向和自轉(zhuǎn)周期地球自西向東繞地軸在不停地旋轉(zhuǎn)著，這是地球的

自轉(zhuǎn)。地球的自轉(zhuǎn)軸叫地軸。地球自轉(zhuǎn)的方向是自西向東。

地球自轉(zhuǎn)一周360°,所需的時(shí)間是23時(shí)56分4秒。這叫做一個(gè)恒星日，

即天空某一恒星連續(xù)兩次經(jīng)過上中天①的時(shí)間間隔。這是地球自轉(zhuǎn)的真正周期。

一天24小時(shí)，是太陽連續(xù)兩次經(jīng)過上中天的時(shí)間間隔，叫做一個(gè)太陽日。由于

地球在自轉(zhuǎn)的同時(shí)還在繞日公轉(zhuǎn)，一個(gè)太陽日，地球要自轉(zhuǎn)360°59',比恒星

日多出59',所以時(shí)間上比恒星日多3分56秒。

當(dāng)?shù)厍蛭挥贓時(shí)，太陽（S）、某恒星（☆）、地心、某地點(diǎn)（P）位于同一

直線。

當(dāng)?shù)厍蛭挥隰迺r(shí)，地球已自轉(zhuǎn)360°,P又位于同一恒星和地心的連線上。

從日到艮為恒星日。

當(dāng)?shù)厍蛭挥贓,時(shí)，地球已自轉(zhuǎn)360°59',P又位于太陽（S）與地心的連線

上。自日到&為太陽日。

自轉(zhuǎn)速度地球自轉(zhuǎn)的角速度大約是每小時(shí)15°,每4分鐘1°。地球表

面除南北兩極點(diǎn)外，任何地點(diǎn)的自轉(zhuǎn)角速度都一樣。

地球自轉(zhuǎn)的線速度，則因各地緯度的不同而有差異。這是因?yàn)榫暰€圈的周長

自赤道向兩極逐漸減小。赤道處緯線圈最長，自轉(zhuǎn)線速度最快，每小時(shí)旋轉(zhuǎn)1670

千米；到了南北緯60°,緯線圈周長縮短，地球自轉(zhuǎn)線速度約減小為赤道處的

一半。到了南北極點(diǎn)，則既無線速度，也無角速度。

自轉(zhuǎn)角速度和線速度圖

地球自轉(zhuǎn)的地理意義由于地球自轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的自然現(xiàn)象是多方面的，最顯

著的地理意義是：

（一）地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生了晝夜更替現(xiàn)象。由于地球是一個(gè)不發(fā)光、也不透明的

球體，所以在同一時(shí)間里，太陽只能照亮地球表面的一半。向著太陽的半球，是

白天；背著太陽的半球，是黑夜。晝半球和夜半球的分界線（圈），叫做晨昏線

（圈）。由于地球不停地自轉(zhuǎn)，晝夜也就不斷地交替。晝夜交替的周期不長，就

是上述的太陽日。這就使得地面白晝增溫不至于過分炎熱，黑夜冷卻不至于過分

寒冷，從而保證了地球上生命有機(jī)體的生存和發(fā)展。

（二）由于地球自轉(zhuǎn)，地球上不同經(jīng)度的地方，有不同的地方時(shí)；經(jīng)度每隔

15°,地方時(shí)相差一小時(shí)。

（三）物體水平運(yùn)動(dòng)的方向產(chǎn)生偏向。地球上水平運(yùn)動(dòng)的物體，無論朝著哪

個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，都發(fā)生偏向，在北半球向右偏，在南半球向左偏。這些現(xiàn)象都是地

球自轉(zhuǎn)的結(jié)果，也是地球自轉(zhuǎn)的有力證據(jù)。

運(yùn)動(dòng)物體的水平偏向游道上無偏向）圖

為什么水平運(yùn)動(dòng)的物體會(huì)發(fā)生偏向？因?yàn)槿魏挝矬w在運(yùn)動(dòng)時(shí)候都有慣性，總

是力圖保持原來的方向和速度。如上圖所示，在北半球，質(zhì)點(diǎn)向北沿經(jīng)線取AB

方向作水平運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過一定時(shí)間后，經(jīng)線L轉(zhuǎn)至L的位置。沿經(jīng)線方向運(yùn)動(dòng)的

質(zhì)點(diǎn)，由于慣性，必然保持原來的方向和速度，取A盡的方向前進(jìn)。這時(shí)，在L

位置上的人看來，運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)已經(jīng)離經(jīng)線方向而向右偏了。同樣道理，沿緯線方向

運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)也向右偏，圖上CD則取CD方向前進(jìn)。南半球則向左偏。只有在赤

道上，水平運(yùn)動(dòng)沒有右偏或左偏的現(xiàn)象，因?yàn)槟抢锏慕?jīng)線是互相平行的。

由于地球的自轉(zhuǎn)，大氣中的氣流、大洋中的洋流都產(chǎn)生偏向。這對(duì)地表熱量

與水分的輸送交換，對(duì)全球熱量與水量的平衡，都有著巨大的影響。

地球的半長軸和半短軸圖

（四）對(duì)地球形狀的影響。地球自轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的慣性離心力，使得地球由兩極

向赤道逐漸膨脹，成為目前略扁的旋轉(zhuǎn)橢球體的形狀。這個(gè)橢球體的半長軸，即

地球赤道半徑為6378.1千米；半短軸，即地球的極半徑為6356.8千米，赤道

半徑比極半徑約長21千米。扁率約為1/298①。

近年來，根據(jù)人造地球衛(wèi)星觀測的結(jié)果表明，赤道類似橢圓，而不是正圓，

所以地球的形狀，也可認(rèn)為是一個(gè)“三軸橢球體”。但是，這些差值同地球平均

半徑相比都很小，所以從太空中看，地球仍是一個(gè)圓球體。

二地球的公轉(zhuǎn)

公轉(zhuǎn)的軌道和周期地球繞太陽的運(yùn)動(dòng)，叫做公轉(zhuǎn)。地球公轉(zhuǎn)的路線叫做

公轉(zhuǎn)軌道。它是近似正圓的橢圓軌道。太陽位于橢圓的兩焦點(diǎn)之一。每年1月初,

地球離太陽最近，這個(gè)位置叫做近日點(diǎn)；7月初，地球距離太陽最遠(yuǎn)，這個(gè)位置

叫做遠(yuǎn)日點(diǎn)①。地球公轉(zhuǎn)的方向與自轉(zhuǎn)的方向相同，也是自西向東。

日地距禽和公轉(zhuǎn)速度圖

罐速度和線速度）

地球繞日運(yùn)動(dòng)的軌道長度是94000萬千米，公轉(zhuǎn)一周所需的時(shí)間為一年；

天文上通常所說的年是365日5時(shí)48分46秒，這是一個(gè)回歸年。地球繞日一年

轉(zhuǎn)360°,大致每日向東推進(jìn)1°。這是地球公轉(zhuǎn)的平均角速度。地球公轉(zhuǎn)的線

速度平均每秒鐘約為30千米。在近日點(diǎn)時(shí)公轉(zhuǎn)速度較快，在遠(yuǎn)日點(diǎn)時(shí)較慢。

黃赤交角及其影響地球一邊公轉(zhuǎn)，一邊自轉(zhuǎn)。有公轉(zhuǎn)，就有軌道平面，

即黃道平面。有自轉(zhuǎn)，就有赤道平面。在黃道平面同赤道平面之間有一個(gè)交角，

叫做黃赤交角。目前的黃赤交角是23°26'①。地軸同軌道平面斜交的角度為

90°-23°26'=66°34',并且地軸在宇宙空間的方向不因季節(jié)而變化。因此,

在地球繞日公轉(zhuǎn)過程中，太陽有時(shí)直射在北半球，有時(shí)直射在南半球，有時(shí)直射

在赤道上。太陽直射的范圍最北是北緯23°26',最南是南緯23°26'。當(dāng)太

陽直射在北緯23°26'時(shí)，是夏至日②（6月22日前后）。以后，太陽直射點(diǎn)

南移。到了秋分月（9月23日前后），太陽直射在赤道上。太陽直射在南緯23°

26'這一天是冬至日（12月22日前后）。以后，太陽直射點(diǎn)北返，當(dāng)太陽再次

直射在赤道的這一天，是春分日（3月21日前后）。夏至日太陽又直射到北緯

23°26,。這樣，地球以一年為周期繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)，太陽直射點(diǎn)相應(yīng)地在南北回歸

線間往返移動(dòng)。

地球的公轉(zhuǎn)圖

地球公轉(zhuǎn)的地理意義由于黃赤交角的存在，地球繞日公轉(zhuǎn)過程中引起正

午太陽高度、晝夜長短的周年變化，從而在地球上產(chǎn)生了四季的更替。

6月2日12月22日

夏至日和冬至日不同緯度的太陽高度圖

（一）正午太陽高度的變化太陽光線對(duì)于地平面的交角（即太陽在當(dāng)?shù)?/p>

的仰角），叫做太陽高度角，簡稱太陽高度。在太陽直射點(diǎn)上，太陽高度是90°；

在晨昏線上，高度是0°。太陽直射點(diǎn)南北移動(dòng)，引起正午太陽高度的變化。正

午太陽高度就是一日內(nèi)最大的太陽高度；它的大小隨緯度不同和季節(jié)變化而有規(guī)

律地變化。太陽高度就緯度分布而言，春秋二分，由赤道向南北兩方降低。夏至

日，由北回歸線向南北兩方降低；冬至日，由南回歸線向南北兩方降低。就季節(jié)

變化而言，在北回歸線以北的緯度帶，每年夏至日，正午太陽高度達(dá)最大值；每

年冬至日達(dá)最小值。在南回歸線以南的緯度帶，情況正好相反。在南北回歸線之

間各地，每年兩次受到太陽直射。

一地正午太陽高度的大小，可以用下面的公式來計(jì)算：

H=<MT

天甲H力正午太陽高龐內(nèi)當(dāng)?shù)仉娨欢?，永遠(yuǎn)昨值，§為直射點(diǎn)

的緯度（任何一天的6可以在天文年歷上查到），當(dāng)?shù)叵陌肽耆≌?，冬?/p>

年取負(fù)值。以二分和二至日北京（39°54'N）為例：

春、秋分日H=90°-|39°54'-0°|=50°6'

（太陽直射赤道，6=0°）

夏至日H=90°-|39°54'-23°26'|=73°32'

（太陽直射北回歸線，6=+23°26'）

冬至日H=90°-|39°54,+23°26z|=26°40'

（太陽直射南回歸線，6=-23°26'）

（二）晝夜長短的變化晨昏線把所經(jīng)過的緯線分割成晝弧和夜弧。由于

黃赤交角的存在，除了在赤道上和春秋分日外，各地的晝弧和夜弧都不等長。地

球自轉(zhuǎn)一周，如果所經(jīng)歷的晝弧長、夜弧短，則白天長，黑夜短；反之，則黑夜

長，白晝短。

晝半球和夜半球圖

北半球自春分日至秋分日，是夏半年。那時(shí)，太陽直射北半球，北半球各緯

度，晝弧大于夜弧，晝長大于夜長。緯度越高，晝越長，夜越短；北極四周，太

陽整日不落，叫做極晝現(xiàn)象。其中夏至日這一天，北半球晝最長，夜最短，北極

圈（北緯66°34'）以北，到處出現(xiàn)極晝現(xiàn)象。

北半球自秋分日至次年春分日，是冬半年。那時(shí)，太陽直射南半球，北半球

到處是晝短夜長。緯度越高，晝越短，夜越長；北極四周，有極夜現(xiàn)象。其中冬

至日這一天，北半球晝最短，夜最長，北極圈以內(nèi)，到處出現(xiàn)極夜現(xiàn)象。

南半球的情況與北半球相反。

在每年春分日和秋分日，太陽直射赤道，全球各地晝夜等長，各為12時(shí)。

夏至日冬至日春分日

秋分日

晝夜長短的變化圖

四季更替地球上的季節(jié)變化，從天文現(xiàn)象來看，是晝夜長短和太陽高度

的季節(jié)變化，這種變化決定于太陽直射點(diǎn)在緯度上的周年變化。從天文含義看四

季，夏季就是一年內(nèi)白晝最長、太陽最高的季節(jié)；冬季就是一年內(nèi)白晝最短、太

陽最低的季節(jié)；春秋二季就是冬夏兩季的過渡季節(jié)。我國傳統(tǒng)上以立春（2月4

日或5日）、立夏（5月5日或6日）、立秋（8月7日或8日）、立冬（11月

7日或8日）為起點(diǎn)來劃分四季。但是，各地實(shí)際氣候的遞變與此并不一定符合。

我國大部分地方立春時(shí)，在氣候上正處于隆冬；立秋時(shí)，在氣候上還處于炎夏。

為了使季節(jié)與氣候相結(jié)合，氣候統(tǒng)計(jì)工作一般把3、4、5三個(gè)月劃為春季；6、7、

8三個(gè)月劃為夏季；9、10、11三個(gè)月劃為秋季；12、1、2三個(gè)月劃為冬季。

問題和練習(xí)

1.地球自轉(zhuǎn)的角速度和線速度各是怎樣衡量的？地球上不同地點(diǎn)的角速度

和線速度有什么異同？

2.從天文現(xiàn)象上，說明地球上的季節(jié)變化及其原因。

3.繪一幅夏至日太陽照射地球的示意圖，并把這一日太陽高度的數(shù)值和晝

夜長短的情況填在下表中：

??**■aoMMMMH

班Maa

4.用地球儀和代表太陽的一種光源（燈光或手電筒等）演

示地球自轉(zhuǎn)和晝夜

交替現(xiàn)象。當(dāng)我國處于白晝時(shí)，美國、澳大利亞、巴西分別是白晝還是黑夜。

接

著再演示地球公轉(zhuǎn)的方向，以及地球位于春分、夏至、秋分、冬至四點(diǎn)時(shí),

太陽

高度和晝夜長短的情況。

電子課文?第二章地球上的大氣

地球是由不同物質(zhì)和不同狀態(tài)的圈層所組成的球體。一般可分為外部圈層和

內(nèi)部圈層，它們都以地心為共同球心，所以叫做同心圈層。

地殼表面以外的各個(gè)圈層，稱為外部圈層。在固體的地殼表面鑲嵌著水圈，

并被大氣圈包圍著。在地殼表層、水圈和大氣底層，生活著多種多樣的生物，構(gòu)

成生氣勃勃的生物圈。這些圈層之間相互聯(lián)系，相互制約，形成人類賴以生存的

自然環(huán)境。

地球外部圈層示意圖

大氣圈是自然環(huán)境的重要組成部分。厚厚的大氣，好像地球的外衣，保護(hù)著

地球的“體溫”，使其變化不至過于劇烈。地面上的水蒸發(fā)成水汽進(jìn)入大氣；大

氣中的水汽又凝結(jié)成雨、雪等降落地面，使得地球上的水循環(huán)不止。增溫、降溫、

刮風(fēng)、下雨等大氣現(xiàn)象，在漫長的地質(zhì)年代里，不斷地雕塑著地球表面的形態(tài)。

可見，大氣對(duì)地球表面的許多自然現(xiàn)象都發(fā)生著重大的影響。大氣對(duì)生物界和人

類的影響更為深刻，地球上一切生物的生命活動(dòng)都離不開大氣?？梢哉f，地球上

沒有大氣，就沒有生物界，沒有人類。

第一節(jié)大氣的組成和垂直分層

大氣的組成低層大氣是由干潔空氣、水汽和懸浮在大氣中的固體雜質(zhì)三

部分組成的。干潔空氣是由多種氣體混合組成的，其主要成分是氮和氧，二者約

占干潔空氣容積的99%。大氣中的氧，是人類和一切生物維持生命活動(dòng)所必需

的物質(zhì)；大氣中的氮，是地球上生物體的基本成分。二氧化碳和臭氧在大氣中的

含量很少，但作用不可低估。二氧化碳是植物進(jìn)行光合作用的重要原料，對(duì)地面

還有保溫作用。臭氧能大量地吸收太陽光線中的紫外線，使地面上的生物免受紫

外線的傷害，而少量穿透大氣到達(dá)地面的紫外線對(duì)人類和生物則是有益的。水汽

和固體塵埃的含量也很少，卻是成云致雨的必要條件。

其他氣體,

氮二氧化炭、臭氧等

干潔空氣的蛆成圖

大氣的垂直分層自地面向上，大氣層可以延伸到數(shù)千千米的高空。根據(jù)

人造衛(wèi)星的探測資料，在2000千米?3000千米的高空，地球大氣的密度已經(jīng)

與星際空間的密度非常相近，這個(gè)高度可以大致地看作是地球大氣的上界。

根據(jù)大氣的熱力性質(zhì)在垂直方向上的差異，可將大氣分為五層：對(duì)流層、平

流層、中間層、熱層和外層。

(-)對(duì)流層這是緊貼地面的一層。它的高度因緯度而異。在低緯度地

區(qū)高17千米?18千米，在中緯度地區(qū)高10千米?12千米，在高緯度地區(qū)高僅

8千米?9千米。整個(gè)大氣質(zhì)量的3/4和幾乎全部水汽、雜質(zhì)，都集中在對(duì)流層。

對(duì)流層有三個(gè)主要特點(diǎn)：(1)氣溫隨高度的增加而遞減。這主要是因?yàn)閷?duì)

流層大氣的熱量絕大部分直接來自地面，因此離地面愈高的大氣，受熱愈少，氣

溫愈低。平均每上升100米，氣溫降低0.6C。(2)空氣對(duì)流運(yùn)動(dòng)顯著。對(duì)流

層上部冷下部熱，有利于空氣的對(duì)流運(yùn)動(dòng)。低緯度地區(qū)受熱多，對(duì)流旺盛，對(duì)流

層所達(dá)高度就高；高緯度地區(qū)受熱少，對(duì)流層高度就低。(3)天氣現(xiàn)象復(fù)雜多

變。近地面的水汽和雜質(zhì)通過對(duì)流運(yùn)動(dòng)向上空輸送，在上升過程中隨著氣溫的降

低，容易成云致雨。云、雨、雪等天氣現(xiàn)象都發(fā)生在這一層。對(duì)流層與人類的關(guān)

系最為密切。

大氣的對(duì)流運(yùn)動(dòng)圖

（二）平流層從對(duì)流層頂?shù)?0千米?55千米高度的范圍是平流層。這

一層的特點(diǎn)是：（1）氣溫的垂直分布，除下層隨高度變化很小外，在30千米以

上，氣溫隨高度增加迅速上升。這是因?yàn)槠搅鲗又械某粞醮罅课仗栕贤饩€而

使氣溫升高。（2）大氣以水平運(yùn)動(dòng)為主。平流層上部熱下部冷，大氣穩(wěn)定，不

易形成對(duì)流。（3）水汽、雜質(zhì)含量極少，云、雨現(xiàn)象近于絕跡。大氣平穩(wěn)，天

氣晴朗，對(duì)高空飛行有利。

（三）中間層從平流層頂?shù)?5千米高度的范圍是中間層。這一層的主要

特點(diǎn)是：（1）氣溫隨高度增加而迅速降低。這是因?yàn)檫@里幾乎沒有臭氧。（2）

上部冷、下部暖，空氣的垂直對(duì)流運(yùn)動(dòng)相當(dāng)強(qiáng)烈，又稱高空對(duì)流層。

（四）熱層從中間層頂?shù)?00千米高度的范圍是熱層。這一層的特點(diǎn)是:

氣溫隨高度增加上升很快。這是由于該層中的大氣物質(zhì)（主要是氧原子），吸收

了所有波長小于0.175微米的太陽紫外線①。據(jù)人造衛(wèi)星觀測，在300千米高度

上，氣溫已達(dá)1000C以上。

無線電波的傳播圖

距地面6。千米~800千米高度范圍的大氣，因受太陽

紫外線和宇宙射筑的作用，大氣中的氧和氮的分子被分解

為離子，大氣處于電離狀態(tài)，所以叫做電離層.電離層能

反射無線電波，我們能聽到很遠(yuǎn)地方電臺(tái)的廣播，就是電

離層的作用.

（五）外層熱層頂以上的大氣統(tǒng)稱為外層。這里受地球引力場的束縛很

弱，一些高速運(yùn)動(dòng)的空氣質(zhì)點(diǎn)，經(jīng)常散逸到星際空間去，所以叫做外層（又叫散

逸層）。它是地球大氣向星際空間過渡的層次。

問題和練習(xí)

1.地球大氣是由哪些成分組成的？臭氧、二氧化碳、水汽和塵埃各有什么

作用？

2.用“氣溫的垂直分布圖”，說明大氣各層氣溫隨高度變化的情況。

3.對(duì)流層、平流層和熱層的特點(diǎn)有何不同，與人類活動(dòng)有什么關(guān)系？

第二節(jié)大氣的熱狀況

大氣中發(fā)生的一切現(xiàn)象和過程，都與太陽能及其轉(zhuǎn)化密切相關(guān)。

太陽輻射是地球上的能量源泉太陽是一個(gè)巨大熾熱的氣體星球，它源源

不斷地以電磁波①的形式向宇宙空間放射能量，這稱為太陽輻射。太陽輻射中僅

有極微小的部分（約二十億分之一）到達(dá)地球，是地球上最主要的能量源泉。太

陽每分鐘向地球輸送的能量，大約相當(dāng)于燃燒4億噸煙煤產(chǎn)生的熱量。

太陽表面溫度約6QQ0K

太陽幅射和太陽常數(shù)圖

在日地平均距離條件下，在地球大氣上界，垂直于太陽光線的

1平方厘米面積上，1分鐘內(nèi)接受到的太陽輻射能量，稱為太陽常

數(shù)，它是用來表達(dá)太陽幅射能量的一個(gè)物理量.

太陽輻射的主要波長范圍是0.15微米?4微米。其中，人眼能看見的光線,

波長在0.4微米?0.76微米之間，叫做可見光線。波長小于0.4微米的紫外線

和大于0.76微米的紅外線，人們?nèi)庋鄱紵o法看見。由實(shí)驗(yàn)得知，物體的溫度愈

高，它的輻射中最強(qiáng)部分的波長愈短；物體溫度愈低，輻射中最強(qiáng)部分的波長愈

長。太陽表面溫度高達(dá)6000K,它的輻射能主要集中在波長較短的可見光部分，

可見光區(qū)差不多占太陽輻射總能量的一半。為此，人們把太陽輻射稱為短波輻射。

輻射能力

0/厘米z?分?微米）

12

10

8

6

4

可

紅

2見

外

光

區(qū)

0鳥

一表波長淵米）

020.4060.81.01.52.0

①紫外區(qū)部分，包括x射線、y射運(yùn)這部分占太陽幅射總能量的7%；

②可見光區(qū)部分，占總能量的50%:6紅外區(qū)部分,占總能量的43泣

在日地平均條件下，在地球大氣上界，垂直于太陽光線的1平方厘米面積上,

1分鐘內(nèi)接受到的太陽輻射能量，稱為太陽常數(shù)，它是用來表達(dá)太陽輻射能量的

一個(gè)物理量。

一般用太陽輻射強(qiáng)度來表示地表獲得太陽輻射能量的多少。太陽輻射強(qiáng)度就

是一平方厘米的表面上，在一分鐘內(nèi)獲得的太陽輻射能量。影響太陽輻射強(qiáng)度最

主要的因素是太陽高度角。太陽高度角愈大，等量的太陽輻射散布的面積愈小,

光熱集中，地表單位面積上獲得的太陽輻射能量愈多，太陽輻射強(qiáng)度就愈大。反

之，太陽高度角愈小，太陽輻射強(qiáng)度就愈小。

大氣對(duì)太陽輻射的削弱作用太陽輻射要穿過厚厚的大氣層，才能到達(dá)地

球表面。太陽輻射在經(jīng)過大氣層時(shí)，其中一小部分被大氣吸收。大氣對(duì)太陽輻射

的吸收具有選擇性，平流層大氣中的臭氧，強(qiáng)烈地吸收太陽輻射中波長較短的紫

外線；對(duì)流層大氣中的水汽和二氧化碳等，主要吸收太陽輻射中波長較長的紅外

線。大氣對(duì)太陽輻射中能量最強(qiáng)的可見光卻吸收得很少，大部分可見光能夠透過

大氣射到地面上來。因此，大氣直接吸收太陽輻射能量是很少的。

◎

太陽高度角與受熱面大小的關(guān)系圖

大氣中的云層和塵埃，具有反光鏡的作用，把投射在其上的太陽輻射的一部

分，又反射回宇宙空間。云層愈厚，云量愈多，反射愈強(qiáng)。夏季天空多云時(shí)，白

天的氣溫不會(huì)太高，就是這個(gè)道理。

大氣對(duì)太陽幅射的散射圖

當(dāng)太陽輻射在大氣中遇到空氣分子或微小塵埃時(shí)，太陽輻射的一部分能量便

以這些質(zhì)點(diǎn)為中心，向四面八方散射開來。散射可以改變太陽輻射的方向，使一

部分太陽輻射不能到達(dá)地面。在太陽輻射的可見光中，波長較短的藍(lán)色光最容易

被散射，所以晴朗的天空呈現(xiàn)蔚藍(lán)色。

由于大氣對(duì)太陽輻射的反射、散射和吸收，削弱了到達(dá)地面的太陽輻射。

被大氣削弱以后到達(dá)地面的太陽輻射，也不是全部被地面吸收，其中又有一

小部分被地面反射回到宇宙空間。反射多少與地面性質(zhì)有關(guān)。

到達(dá)地面的太陽輻射圖

如果把到達(dá)地球大氣上界的太陽輻射作為100%,

苴中約有19燔大氣吸收｛約34儺大氣和地面反射、

散射回到宇宙空間,最后植地面吸收的太陽輻射約占

47%.

太陽高度角愈大，太陽輻射經(jīng)過大氣的路程愈短，被大氣削弱的愈少，到達(dá)

地面的太陽輻射就愈多；反之愈少。

大氣對(duì)地面的保溫作用地面吸收太陽輻射，溫度增高，同時(shí)地面又把熱

量向外輻射。由于地球表面的溫度比太陽低得多，因此地面輻射的波長比太陽輻

射要長得多，其能量主要集中在紅外線部分。相對(duì)于太陽輻射來說，人們把地面

輻射叫做長波輻射。

太陽高度角與太陽幅射經(jīng)過大氣路程的長短圖

太陽輻射使地面增溫圖

地面幅射使大氣增溫圖

地球大氣具有溫室一樣的保溫作用。對(duì)流層大氣中的水汽和二氧化碳，對(duì)太

陽短波輻射的吸收能力很差，也就是說對(duì)太陽輻射幾乎是透明的；但對(duì)地面長波

輻射的吸收能力很強(qiáng)。據(jù)觀測，地面輻射的75%?95%都被貼近地面的大氣所

吸收，使近地面大

玻璃溫室

溫室的玻璃頂和玻璃窗，能讓太陽短波輻

射透射進(jìn)來，使室內(nèi)地面溫度增高；地面放出

的長波輻射卻很少能穿透玻璃，從而把熱量保

留在溫室中.人們把玻璃溫室的這種作用，稱

為溫室效應(yīng).

射哆既間射向宇宙空間

大氣上界

大氣大

吸收

大氣

大

輻r