地球基本知识形状和运动.ppt

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1、第二节第二节 地球的形状和大小地球的形状和大小人人类对地球形状的地球形状的认识过程：程：古代人古代人类认为“天天圆地方地方”。随着人随着人类社会生社会生产力、科学技力、科学技术和航海交通的和航海交通的发展，大地的球形展，大地的球形观念逐步形成起来。念逐步形成起来。在在经历了十五世了十五世纪末和十六世末和十六世纪初的地理大初的地理大发现之后，尤其是之后，尤其是环球航行成功之后，大地球形球航行成功之后，大地球形观念才最念才最终得到得到证明，并从此深入人心。明，并从此深入人心。球形球形观念只是地球形状的第一个近似念只是地球形状的第一个近似观念。十念。十九世九世纪以来，人以来，人们进一步知道了地球是一

2、个赤一步知道了地球是一个赤道突出、两极扁平的道突出、两极扁平的椭球体；近年来，有些人球体；近年来，有些人认为地球地球实际上是一个上是一个“梨状体梨状体”。2.12.1、地球的形状及其地理意、地球的形状及其地理意义大大地地测量量中中所所谓的的地地球球形形状状，是是用用平平均均海海平平面面来来表表示示的的、平平滑滑的的封封闭曲曲面面（大大地地水水准面）。准面）。地地球球不不是是正正球球体体，而而是是一一个个两两极极比比较较扁扁平平、赤赤道道部部分分相相对对突突出出的的椭椭球球体体；通通过过赤赤道道的的地球直径比通地球直径比通过过两极的直径两极的直径长长42.542.5公里。公里。地球扁率的地球扁率

3、的计算：算：1 地球真实的形状地球真实的形状南极凹进南极凹进24米，北米，北极高出极高出14米。从赤米。从赤道至道至60S之间高出之间高出基准面，而自赤道基准面，而自赤道至至45N之间又低于之间又低于基准面。基准面。地球洋面地球洋面上上至少各有三个较至少各有三个较大的隆起区和凹陷大的隆起区和凹陷区。隆起区和凹陷区。隆起区和凹陷区的存在使大洋面区的存在使大洋面发生倾斜，因而成发生倾斜，因而成为一个复杂的面。为一个复杂的面。2 2 地球形状的意地球形状的意义 当平行光当平行光线照射到地球表面照射到地球表面时，不同，不同纬度地区的正午度地区的正午太阳高度角太阳高度角将各不相同。将各不相同。地球赤道面

4、与黄道面的地球赤道面与黄道面的夹角，即一定的角，即一定的黄黄赤交角赤交角，决定了，决定了太阳正午高度角太阳正午高度角有有规律地律地从南北从南北纬23272327之之间向两极减小（如向两极减小（如图）。因此，太阳。因此，太阳辐射使地表增暖的程度也按射使地表增暖的程度也按同同样的方向降低，从而造成地球上的方向降低，从而造成地球上热量的量的带状分布和所有与地表状分布和所有与地表热状况相关的自然状况相关的自然现象（如气候、植被和土壤等）的地象（如气候、植被和土壤等）的地带性性分布。分布。2.22.2、地球的大小及其地理意、地球的大小及其地理意义人类对地球大小的认识过程：人类对地球大小的认识过程：在在人

5、人类类尚尚未未掌掌握握先先进进的的测测量量技技术术和和方方法法以以前前，“地地球球究竟有多大究竟有多大”这个难题是无从解答的。这个难题是无从解答的。首首次次进进行行地地球球大大小小测测量量的的是是埃埃拉拉托托色色尼尼（公公元元前前284284192192年）。年）。公公元元723723年年，我我国国唐唐朝朝的的僧僧一一行行（张张遂遂）、南南宫宫说说等等人人分别在分别在1313个地方测量当地的地理纬度。个地方测量当地的地理纬度。现代人类对地球大小的测量已经相当准确。现代人类对地球大小的测量已经相当准确。地地球球大大小小的的地地理理意意义义：地地球球的的巨巨大大质质量量和和体体积积，使使它它能能够

6、够吸吸着着周周围围的的气气体体，保保持持一一个个具具有有一一定定质质量和厚度的大气圈。量和厚度的大气圈。地球大小相关的参数地球大小相关的参数地球赤道半径地球赤道半径a：6，378，1405米；米；极半径极半径c：6，356，7555米；米；总面面积：5.1108平方公里；平方公里；总体体积：10820108立方公里立方公里 （10833108立方公里）；立方公里）；总质量量:5.981027克克 （6.5881027克）；克）；地球的地球的经线周周长:40，008，548米；米；赤道周赤道周长：40，076，604米；米；实际运用中，常常把与地球体运用中，常常把与地球体积相等的正球体半相等的正

7、球体半径作径作为地球的平均半径，即地球的平均半径，即6，371，110米。米。第三节第三节 地球的运动地球的运动地球的自地球的自转地球的公地球的公转3.1 3.1 地球的自地球的自转定定义：地球本身的旋：地球本身的旋转。旋。旋转轴是地是地轴，地地轴通通过地球的中心。地球的中心。自自转方向：在北半球看起来呈逆方向：在北半球看起来呈逆时针方向方向（南半球反之），人（南半球反之），人们把把这个方向称个方向称为向向东。1 1 地球自地球自转的的证明：明：最雄最雄辩和直和直观的的证据是法国物理学家傅科据是法国物理学家傅科在巴黎在巴黎进行的行的“傅科傅科摆”试验。傅科傅科摆不同纬度上，摆动平面每小不同纬度

8、上，摆动平面每小时偏转的角度时偏转的角度等于地球每等于地球每小时自转的速度与所在纬度小时自转的速度与所在纬度正弦的乘积，其公式为：正弦的乘积，其公式为：2 2 地球自地球自转速度速度自自转角速度除两极点外，到角速度除两极点外，到处都是每日都是每日360，每小，每小时15。赤道上赤道上线速度最大，速度最大，为464m/s464m/s，到，到60N60N和和60S60S处几乎减少一半，到两极几乎减少一半，到两极则为零。不零。不同同纬度的度的线速度速度L L可用下式表示：可用下式表示：地球自地球自转速度的速度的变化化地球自地球自转速度的速度的变化主要化主要趋势是是变慢，但慢，但也有以也有以变快快为主

9、的主的阶段。段。除了除了长期期变化之外，地球自化之外，地球自转还有季有季节变化。每年化。每年3 34 4月，自月，自转速度最慢，速度最慢，8 8月最快。月最快。但季但季节性日性日长变化不超化不超过0 05 50 06 6毫秒。毫秒。3 恒星日 太阳日 太阴日恒星日23小时56分4秒 真正360度太阳日比恒星日 多59分 时长多3分56秒4 4 地球自地球自转的地理意的地理意义（1 1）p25p25(1)(1)地球自地球自转决定了昼夜的更替，并使地表决定了昼夜的更替，并使地表各种各种过程具有一昼夜的程具有一昼夜的节奏。奏。(2)(2)由于地球自由于地球自转的的结果，所有在北半球作果，所有在北半球

10、作水平运水平运动的物体都的物体都发生向右偏生向右偏转，在南半，在南半球球则向左偏。（向左偏。（见后面后面图解）解）(3)(3)地球自地球自转造成同一造成同一时刻、不同刻、不同经线上具上具有不同的地方有不同的地方时间。（。（见后面后面图解）解）地球自地球自转的地理意的地理意义（2 2）(4)(4)由于月球和太阳的引力，地球体由于月球和太阳的引力，地球体发生生弹性性变形，在洋面上形，在洋面上则表表现为潮汐。潮汐。(5)(5)地球的整体自地球的整体自转运运动，同它的局部运，同它的局部运动，例如地壳运例如地壳运动、海水运、海水运动、大气运、大气运动等，等，都有密切的关系。都有密切的关系。(6)(6)此

11、外，当地球自此外，当地球自转加快加快时，离心力把海，离心力把海水抛向赤道，可以造成赤道和低水抛向赤道，可以造成赤道和低纬区的海区的海面上升，而中高面上升，而中高纬度区海面度区海面则相相应下降。下降。水平运动物体偏转示意时区的划分区的划分国国际日期日期变更更线图解1）水平运动物体偏转示意定义定义地球上水平运动的物体，无论朝着哪个方向运动，都会发生偏向：在北半球向右偏，在南半球向左偏，这种现象称作地球自转偏向力，也叫地球偏转力地球偏转力。由于是19世纪科里奥利发现的，也称科里奥利力。F=2mvsin m 运动物体的质量V运动物体的速度地球自传角速度运动物体所在的地理纬度所以 赤道为0 两极最大成因

12、成因物体静止时，不受地转偏向力的作用，地转偏向力是地球自转运动影响的结果，当物体运动时，由于其本身的惯性作用，总是力图保持其原来的运动方向和运动速度，地转偏向力的方向同物体运动的方向相垂直，并且对物体的运动方向产生一定影响，使之向右或向左偏转。地球自转的线速度各地不同，在北半球，当气流自北向南运动时，即从自转速度较小的纬度吹向自转线速度较大的纬度，这时，气流会偏离始发时的经线，发生向右偏，即原来的北风逐渐转变为东北风；其他情形也是同样的道理。在赤道上作水平运动的物体不会发生偏向现象，因为赤道上的自转偏向力为零。平衡平衡规律律风在气压梯度力作用下被推向低气压一侧，当风一旦起步向前，地转偏向力立刻

13、产生，并把风拉向右边。风在气压梯度力的持续推动下加快速度，越吹越大，地转偏向力也跟着加大，使劲地拉着风向右偏转。由于地转偏向力的方向与风向时刻保持垂直，于是在拉转风向的同时，地转偏向力本身也不断向右偏转，也就是越来越转到气压梯度力的反方向去。当风向被拉转到和气压梯度力的方向成90度的角度时，虽然气压梯度力依旧存在，且和先前一样大小，但在风的方向上有效分力已等于零，因而风不再受力的作用速，而靠着惯性等速前进。这时候地转偏向力也正好转到了气压梯度力的背后，矛盾着的双方大小相等，方向相反。从先前的不平衡状态进行平衡状态，于是风向也不再偏转。则在平衡状态下，风向与等压线保持平行。这种平衡规律，给气象工

14、作者带来许多方便。气压和风的关系变得这样密切：知道了气压的分布就可以推知风的分布；同样，知道了风的分布也可反过来推知气压的分布。为了便于记忆，人们把气压与风的关系概括成这样的定律：风速与气压梯度成正比；风向与等压线平行，在北半球，背风而立，高气压在右，低气压在左；南半球则相反。2 2）时区的划分区的划分地球表面每隔地球表面每隔15 经线，时间即相差即相差1小小时。人。人们据此划定了地球的据此划定了地球的时区，分区，分为24个个时区。区。以本初以本初经线为中心，包括中心，包括东西西经各各7 30的范的范围为中中时区。区。东西另外各西另外各15 经度度为东一区、西一区；一区、西一区；如此如此类推，

15、至推，至东西十二区，即以西十二区，即以180 经线为中心中心的的时区。区。这样，如中，如中时区区为正午，正午，东一区一区为下午一下午一时，而，而西一区西一区则为上午十一上午十一时，东西十二区正在午夜。西十二区正在午夜。地方时：根据天体通过各地子午圈所定的时刻。有地方恒星时、地方真太阳时、地方平太阳时。通常所说的地方时是地方平太阳时。区时：地球表面按经度每跨约划分为一个时区，每时区内统一采用中央子午线的地方平时。中国区中国区时计算算中国幅员辽阔，从西到东横跨东五、东六、东七、东八和东九5个时区。中华人民共和国成立以后,全国采用首都北京所在的东八时区的区时，称为北京时间。北京时间是东经120经线的

16、地方平太阳时,而不是北京的地方平太阳时。北京的地理经度为东经11621，因而北京时间与北京地方平太阳时相差约14.5分。北京时间比格林威治时间（世界时）早8小时，即：北京时间=世界时+8小时。3)3)国国际日期日期变更更线既既180 经线，局部地段有所调整。自西向东越过经线，局部地段有所调整。自西向东越过这条线，从东半球进入西半球，应把日期减去一日；这条线，从东半球进入西半球，应把日期减去一日；自东向西越过这条线，从西半球进入东半球，应把自东向西越过这条线，从西半球进入东半球，应把日期加上一日。日期加上一日。3.23.2、地球的公、地球的公转定定义义：地球按照一定的：地球按照一定的轨轨道道绕绕

17、太阳运太阳运动动，称称为为公公转转。1 公转的周期、方向和轨道公公转转的周期的周期：一年：一年恒星年恒星年（365365日日6 6时时9 9分分9.59.5秒）：地球秒）：地球连续连续两次两次通通过过太阳和另一恒星的太阳和另一恒星的连线连线与地球与地球轨轨道的交点道的交点所需的所需的时间时间。回回归归年年（365365日日5 5时时4848分分4646秒）：地球秒）：地球连续连续两次两次通通过过春分点春分点的平均的平均时间时间。地球公地球公转方向方向：自西向：自西向东地球地球轨道道：是一个：是一个椭圆，太阳位于，太阳位于椭圆的两的两个焦点之一上。地球个焦点之一上。地球轨道偏心率道偏心率约为0.

18、017或或1/60。大致大致1月月3日，日，地球最接近地球最接近太阳，此时太阳，此时的位置称为的位置称为近日点近日点；大；大致致7月月4日，日，地球最远离地球最远离太阳，此时太阳，此时的位置则称的位置则称远日点远日点。参看地球运动2 2 相关的概念相关的概念太阳的太阳的视视运运动动：从地球上看来，太阳好像：从地球上看来，太阳好像终终年在年在这这个平面上运个平面上运动动，这这就是太阳的就是太阳的视视运运动动。黄道：太阳黄道：太阳视视运运动动的路的路线线。黄道面：黄道所在的面。黄道面：黄道所在的面。黄道面和地球黄道面和地球轨轨道面是重合的。道面是重合的。黄赤交角：赤道面与黄道面的交角（黄赤交角：赤

19、道面与黄道面的交角（约为约为23272327）。）。春分点和秋分点：赤道和黄道面相交的两春分点和秋分点：赤道和黄道面相交的两个点。个点。太阳高度角太阳高度角定义：太阳光线与地平面间的夹角。定义：太阳光线与地平面间的夹角。春分日春分日和和秋分日秋分日春分日春分日(3月月20或或21日日)和秋分日和秋分日(9月月22或或23日日)时，光光线与地与地轴垂直。垂直。由于由于阳光直射赤道，阳光照射圈即昼夜分阳光直射赤道，阳光照射圈即昼夜分界的晨昏圈，正好切界的晨昏圈，正好切过两极，而且所两极，而且所有有纬线圈都被晨昏圈等分圈都被晨昏圈等分为二，因此二，因此南北半球各南北半球各纬度上的白昼和夜晚度上的白昼

20、和夜晚长度度都是都是12小小时。冬至日冬至日：太阳直射：太阳直射2327S线（南回归线），切过南线（南回归线），切过南极圈极圈 (66 33 S)，南极圈内整日处于晨昏圈的向阳，南极圈内整日处于晨昏圈的向阳一侧，而北极圈内却处于晨昏圈的背太阳一侧，因而一侧，而北极圈内却处于晨昏圈的背太阳一侧，因而北半球夜晚比白昼长，南半球相反；愈向两极，昼夜北半球夜晚比白昼长，南半球相反；愈向两极，昼夜长度愈悬殊。在赤道两侧的相应纬度上，昼夜相对长长度愈悬殊。在赤道两侧的相应纬度上，昼夜相对长度恰好相反。度恰好相反。夏至日夏至日：情况恰与冬至日相反，太阳直射：情况恰与冬至日相反，太阳直射2327N线线（北回归

21、线），切过北极圈（北回归线），切过北极圈(6633N)。北极圈内整。北极圈内整日都在晨昏线向阳一侧，昼长达日都在晨昏线向阳一侧，昼长达24小时；南极圈内小时；南极圈内却在背太阳一侧，夜长却在背太阳一侧，夜长24小时；南半球夜晚比白昼小时；南半球夜晚比白昼长，北半球相反。赤道两侧的相应纬度上，昼夜相长，北半球相反。赤道两侧的相应纬度上，昼夜相对长度也恰好相反。对长度也恰好相反。3 地球公转的地理意义(1)(1)四季的更替：四季的更替：地地轴轴的的倾倾斜方向是固定不斜方向是固定不变变的，因此，太阳光只能直射地球上的，因此，太阳光只能直射地球上2327N2327N和和S S以内的地方。地球以内的地方

22、。地球绕绕太阳公太阳公转转的的结结果，使太阳光果，使太阳光线线直射的范直射的范围围在在2327N2327N和和S S之之间间作周期性作周期性变动变动，从而形成了春夏秋冬四季的更替。从而形成了春夏秋冬四季的更替。(2)太阳直射点的回归运动(3)昼夜长短变化(4)正午太阳高度的变化(5)(5)气候分气候分带带 (5(5带带)1).随纬度变化 夏至日：由北回归线向南、北两侧递减 东至日：由南回归线向南、北两侧递减 春、秋分日：由赤道向南、北两侧递减 2).随季节变化 北回归线及以北地区：夏至日太阳高度最大，冬至日最小 南回归线及以南地区：冬至日太阳高度最大，夏至日最小 南北回归线之间地区：当太阳直射

23、时，太阳高度最大，为90，太阳每年直射两次 4 正午太阳高度的变化 5 5 季节的划分季节的划分西方天文学：西方天文学：春分到夏至春分到夏至为春季春季，夏至到秋分夏至到秋分为夏季夏季，秋分到冬至秋分到冬至为秋季秋季，冬至到春分冬至到春分为冬季冬季。我国我国还将黄道全圈按将黄道全圈按1515划分，得到划分，得到2424个个间距，称距，称为二十四二十四节气气。1).天文四季 依据：昼夜长短和正午太阳高度的变化 夏季：一年内白昼最长，太阳高度最高的季节 冬季：一年内白昼最短，太阳高度最低的季节 春、秋：冬、夏两季的过度季节 2).气候四季 北半球：春季：3、4、5月 夏季：6、7、8月 秋季：9、1

24、0、11月 冬季：12、1、2月二十四二十四节气气1).夏半年（春分至秋分）太阳直射北半球，北半球昼长夜短，纬度越高，昼越长、夜越短 夏至日：太阳直射北回归线，北半球各纬度昼最长夜最短，北极圈内出现极昼现象 2).冬半年（秋分至次年春分）太阳直射南半球，北半球昼短夜长，纬度越高，昼越短、夜越长 冬至日：太阳直射南回归线，北半球各纬度昼最短夜最长，北极圈内出现极夜现象 3).春、秋分日 太阳直射赤道，全球昼夜等长 6 昼夜长短的变化 极昼极夜:地球两极地区的自然现象极昼：就是太阳永不落，天空总是亮的，这种现象也叫白夜；极夜：就是与极昼相反，太阳总不出来，天空总是黑的。极光是由于太阳带电粒子（太阳

25、风）进入地球磁场，在地球南北两极附近地区的高空，夜间出现的灿烂美丽的光辉。在南极称为南极光，在北极称为北极光。在南极洲的高纬度地区，那里没有“日出而作，日落而息”的生活节律，没有一天24小时的昼夜更替。极昼和极夜是极圈内特有的自然现象。发生在北极圈北纬66度34分以内和南极圈南纬66度34分以内。资料1：中国首次北极科学考察队乘“雪龙”号科学考察船于1999年7月1日从上海出发，穿过日本海、宗谷海峡、鄂霍次克海、白令海，两次跨入北极圈，到达楚科奇海、加拿大海盆和多年海冰区，圆满完成了三大科学目标预定的现场科学考察计划任务，获得了大批极其珍贵的样品、数据和资料。满载着中国首次北极科学考察丰硕成果

26、的“雪龙”船，历时71天，安全航行14180海里，航时1238小时，于1999年9月9日抵达上海港新华码头。记者张一玲董立万通讯员楼晓燕报道11月20日上午，中国第十九次南极科学考察队搭乘雪龙号极地科学考察船，在上海港鸣笛起航，执行我国第十九次极地考察及一船两站的航行计划。国家海洋局暨中国极地研究所在码头上举行了简朴而热烈的欢送仪式。国家海洋局副局长陈连增及国家海洋局极地办驻沪机构领导、考察队员家属、主要媒体和特意自行组织而来的上海市金洲小学师生约300余人，到码头热情欢送。问题：1.南北极考察在时间选择上有什么不同？2.这样选择的依据是什么？7.天文五带1).依据：太阳辐射量从低纬向高纬递减

27、的规律 2).划分：热带：南、北回归线之间 南、北温带：回归线到极圈之间 南、北寒带：极圈到极点之间五带大气环流全球范围大气流型的总体,一般指较大范围内大气运动的长时期平均状态。形成原因形成原因一是太阳辐射，这是地球上大气运动能量的来源，由于地球的自转和公转，地球表面接受太阳辐射能量是不均匀的。热带地区多，而极区少，从而形成大气的热力环流。二是地球自转，在地球表面运动的大气都会受地转偏向力作用而发生偏转。三是地球表面海陆分布不均匀。四是大气内部南北之间热量、动量的相互交换。以上种种因素构成了地球大气环流的平均状态和复杂多变的形态。注意：1.南北回归线和南北极圈的位置；2.太阳直射点的位置；3.

28、极昼极夜出现的范围；填表：_带_带_带南北回归线之间 北回归线和_之间，_线和南极圈之间 北极圈以北，南极圈以南的地区 有_射阳光 无_射阳光，也无_现象 有_昼_夜现象 获得热量_气候终年_ 得到热量比_少，比多_，气候季节变化 _获得热能_气候终年_ 第四节第四节 地理坐标地理坐标纬线与与纬度度经线与与经度度1 1纬线与与纬度度地地轴：地球南北极的：地球南北极的连线，即地球自，即地球自转的的轴线。地心：地地心：地轴的中点。的中点。赤道：通赤道：通过地心并和地地心并和地轴垂直的平面与垂直的平面与地表相交而成的地表相交而成的圆。纬线：与地：与地轴垂直的面和地表相交而成垂直的面和地表相交而成（不同不同纬度上度上经度度11的弧的弧长L L：）纬度：某地度：某地铅垂垂线对赤道面赤道面的的夹角。角。2 2经线与与经度度经线圈：所有通圈：所有通过地地轴的平面，都和地球的平面，都和地球表面相交而成表面相交而成为圆，这就是就是经线圈。每个圈。每个经线圈都包含两条相差圈都包含两条相差180180的的经线，一条，一条经线则只是一个半只是一个半圆弧。弧。本初子午本初子午线：穿：穿过伦敦的格林尼治天文台敦的格林尼治天文台的的经线。经度：某地的度：某地的经度，就是度，就是该地所在地所在经线与与本初本初经线之之间的角距，是的角距，是过该点的子午面点的子午面与本初子午面所与本初子午面所夹的的二面角二面角。