搜索
第1页共217页第一章：宇宙中的地球地球中的宇宙环境一、人类对宇宙的认识1、宇宙的概念宇宙是空间和时间的总和，是由各种形态的物质组成的，是在不断运动变化的。天文学家把人类已经观测到的有限宇宙叫“可见宇宙”或“已知宇宙”。其半径大约是140亿光年。光年是天文学中的距离单位，即光在“真空”中一年所传播的距离。在真空中，光速约30万千米每秒，所以1光年约等于9.4608*1012千米。2、人类对宇宙的认识过程（1）、公元150年，托勒密：“地心说”（2）、1543年，哥白尼：“日心说”（3）、18世纪，引入“星系”一词（4）、20世纪60年代后，现代探测技术的应用。二、多层次的天体系统1、天体天体是指宇宙间各种物质的总称。包括：恒星、行星、卫星、星云、流星体、彗星、星际空间物质及尘埃等。天体的类型：自然天体：自然存在的天,包括：恒星、行星、卫星、星云、流星体、彗星、星际空间物质及尘埃等。人造天体：人为制造的天体：宇宙探测器、宇宙飞船等。（但一定要在太空中）2、天体系统天体之间的相互吸引、相互绕转形成天体系统。（1）、太阳系知识点汇总：卫星：木星最多，水星、金星无。小行星（小行星带位于火星和木星之间）小天体流星彗星八大行星的运动特征：共面性、同向性、近圆性太阳水金地火木土天王海王第2页共217页类地行星巨行星远日行星无光环有光环有光环距离太阳：近—远表面温度：高—低；公转周期：短—长；平均公转速度：快—慢（左右）；月相的成因：1、月球是一个不发光、不透明的球体，但能反射太阳光2、日月地三者的位置关系（2）、天体系统总图三、地球是太阳系中一颗既普通又特殊的行星地球的普通性：地球与其它行星的运动特征相似，即具有同向性、共面性、近圆性的特征。地球的特殊性：地球是太阳系中唯一有生命存在的天体。地球上存在生命的条件形成生命条件的原因外部条件太阳光照稳定太阳从诞生至今没有明显的变化运行轨道安全大、小行星绕日公转各行其道、互不干扰。自身条件有适宜的温度日、地距离适中，自转周期不长不短有适合生物呼吸的大气地球的体积和质量适中，吸引气体形成大气层，并经过漫长的演化形成以氮和氧为主的大气有液态的水地球内部的水随物质运动带到地表，形成原始海洋。第二节、太阳dui地球的影响一、太阳辐射与地球1、太阳概述：太阳是银河系中一颗普通的恒星，它与其他的恒星一样，是一颗巨大的炽热的气体星球，主要成分是氢和氦，表面温度约为6000K，它能自己发光、发热，把能量射向宇宙空间，也射向了我们地球。到达地球的太阳辐射，约占太阳辐射能量总量的二十亿分之一。太阳辐射的能量是巨大的，据计算，每分钟太阳辐射向地球输送的能量，大约相当于燃烧4亿吨烟煤产生的热量。2、太阳辐射的概念及其能量来源：（1）、太阳辐射：我们把太阳源源不断地以电磁波的形式向四周放射的能量，称为太阳辐射。（2）、太阳产生如此巨大的能量是由于内部的核聚变反应。4H高温高压变成He，质量减小，能量增大。（3）、太阳辐射波长范围波谱：第3页共217页紫外区：波长小于0.4；可见光区0.4-0.76；红外光：大于0.76能量分布：主要集中在可见光波段（约50%）到达地球能量：辐射总能量的二十二亿分之一（4）、太阳常数：表示太阳辐射能量的物理量。太阳常数值：8.24焦/（厘米²·分）3、太阳辐射是人类生产、生活的重要能源:太阳辐射对地球的影响：①太阳直接为地球提供了光、热资源，地球上生物的生长发育离不开太阳。②太阳辐射能维持着地表温度，是促进地球上的水、大气运动和生物活动的主要动力。③作为工业主要能源的煤、石油等矿物燃料，是地质历史时期生物固定以后积累下来的太阳能。④太阳辐射能是我们日常生活和生产所用的太阳灶、太阳能热水器、太阳能电站的主要能量来源。4、影响太阳辐射强度的因素：①纬度高低②天气状况③海拔高低④日照时间长短5、中国太阳年辐射总量的分布图分析（上课没讲，但要记住）说明：（1）、丰富区：主要为南疆、陇西、青藏高原大部分和内蒙古高原西部，其中青藏高原为高值中心。（2）、较丰富区：主要为北疆、内蒙古高原东部，华北平原大部分，黄土高原大部分，甘肃南部，川西、川南、滇北一部分。（3）、可利用区：主要为东北大部、东南丘陵地区、汉水流域、广西大部、川西、黔西一第4页共217页部分、云南东部、湖南东部。（4）、贫乏区：主要为四川、重庆、贵州大部分地区，其中四川盆地为低值中心。分析：青藏高原能成为太阳辐射的高值中心，主要是因为：海拔高，空气稀薄，空气中含有的尘埃的量较少，晴天较多，日照时间较长，大气对太阳辐射的削弱作用小，到达地面太阳辐射能量多。而四川盆地为低值中心的原因在于：盆地形状，水汽不易散发，空气中含水汽的量多，阴天，雾天较多，从而造成日照的时间短，日照强度弱，太阳能资源贫乏。二、太阳活动与地球：1、太阳的外部结构：太阳大气由里向外分为光球层、色球层、日冕层。或2、太阳活动及太阳活动对地球的影响：圈层太阳活动现象对太阳活动的指示作用周期对地球的影响光球黑子太阳光球上常出现的暗黑斑点一般以太阳黑子数的增减作为太阳活动强弱的主要标志；耀斑为太阳活动最剧烈的表现形式。约11年太阳活动产生的短波辐射和离子流对地球电离层、地球磁场和地球大气状况均有影响，产生磁暴、极光、无线电短波通讯中断、气候异常等现象色球耀斑色球层上有时出现的局部区域突然增亮的现象日冕太阳风日冕层脱离太阳引力的带电粒子流第三节：地球的运动一、地球的自转与公转：比较项目地球自转地球公转示意图旋转中心地轴太阳轨道—近似于正圆的椭圆形第5页共217页方向自西向东，从北极上空看呈逆时针，从南极上空看呈顺时针。自西向东，从北极上空看呈逆时针，从南极上空看呈顺时针。周期(1)自转3600，23时56分4秒（真正周期）(2)昼夜更替周期为24小时（太阳日）(1)恒星年，公转3600，365天6时9分10秒。(2)回归年，太阳直射点移动一个周期，365天5时48分46秒。速度(1)角速度，除极点为0外，其它各点均为150/小时。(2)线速度，自赤道向极点逐渐减小为0。位于近日点（1月初）时速度快，位于远日点（7月初）时速度慢。一、地球的自转：地球绕地轴的旋转运动，叫做地球的自转。地轴的空间位置基本上是稳定的。地轴的北端始终指向北极星附近。方向：即自西向东；从地球北极上空看，呈逆时针方向旋转。周期（提出上中天的概念）：自转一周360°，所需时间23时56分４秒，即一个恒星日。区别：如果以太阳为参照物，地球自转一周，所需时间24小时,即1个太阳日。由此可见，恒星日是地球自转的真正周期（真运动周期），而太阳日只是一种视运动的周期。a.角速度：单位时间内所转过的角度．据自转周期，地球表面除南北极点外，任何地点的自转角速度都一样，即15°／小时。b.线速度：单位时间内所转过的弧长（千米／小时）因纬度不同而有差异，从赤道向两极递减。二、地球的公转第6页共217页地球绕太阳的运动，叫做地球的公转，公转轨道是一近似正圆的椭圆轨道，太阳位于其中的一个焦点上。方向：从西向东；从北极上空看是逆时针绕日公转。周期：相对于认为无限远处的一恒星来说，地球绕日转过了360°，时间为365日６时９分10秒，即一恒星年。相对于太阳公转一周，即太阳直射点的一个回归运动，时间为365天５时48分46秒，叫做１回归年。速度：a.角速度：近日点（１月初）较快远日点（７月初）较慢b.线速度：近日点（１月初）较大远日点（７月初）较小平均线速度约为30千米／秒地球自转和公转是同时进行的，地球运动是这两种成分的叠加。三、地球自转与公转的关系地球自转的平面叫赤道平面，地球公转轨道所在的平面叫黄道平面。两个面的交角称为黄赤交角，目前的黄赤交角为23度26分，地轴垂直于赤道平面，所以地轴与黄道平面交角为66度34分。黄赤交角是地球的两种运动形式的综合体现，即地球倾斜着身子围绕太阳公转。二分二至图与下图之间的太阳直射点的运动变化关系。第7页共217页四、地球自转与公转的意义一、昼夜交替1、昼夜的形成：地球是太阳系中的一颗行星，它既不发光也不透明。（1）任一时刻：太阳只能照亮地球表面的一半，向着太阳的半球我们把它称作昼半球，而背着太阳的半球我们把它称作夜半球，昼半球和夜半球有一个分界线（圈），叫做晨昏线（圈）。如果人处于昼半球中，就是他的白昼，而处于夜半球之中应该是他的黑夜。太阳高度：太阳高度角的简称，太阳光线对地平面的倾角。用当地的太阳高度来演示昼夜半球。处于昼半球的各地太阳高度角都大于0，（都处于地平面以上）。处于夜半球的各地的太阳高度角都小于0，（处于地平面以下）。处于晨昏线上的太阳高度角都为0度（处于地平面上）。[问题]太阳高度最大可以达到多少度？哪里的太阳高度是九十度？太阳直射点对于同一地点来说，一天之中什么时刻太阳高度最大？（正午）（2）地球是在不断地自转的：太阳日：昼夜交替的周期，人们作息的周期；太阳高度日变化的周期。由于太阳日时间不太长，所以地球表面可以被均匀加热，从而保证了地球上形成了适宜的温度。强调：地球自转产生的是昼夜交替现象，而不是昼夜现象。二、地方时：1、地方时的产生（1）关于十二点的定义：十二点：太阳处于上中天图：第8页共217页太阳总是先到达东边的人的上中天，（或者说处于东边的人总是比西边的人先到达它们的12点），也就是说偏东地点的时刻要早一些，因经度而不同的时刻，统称为地方时。总结：地球自转自西向东，——太阳东升西落——时间东早西晚——各地时刻不同——地方时（因经度而不同的时刻）根据以上分析与总结：东边总比西边的时刻要早，那么，因经度不同，时间会相差多少呢？地理经度15度15分15秒地方时1小时1分钟1秒钟地理经度与地方时的关系，我们通过分析，可找出如下的计算法则：已知两地的地方时之差，根据一地经度，可推算出另一地的地理经度；已知两地的经度差，根据一地的地方时，可推算出另一地的地方时。（2）总结计算地方时的步骤：①寻找地方时的标志点：太阳直射点所在经线、昼半球的中间经线、夜半球的中间经线、晨线与赤道交点所在经线、昏线与赤道交点所在经线。②计算标志点与所求地点的经度差，将经度差换算成时间差。③根据计算经度差时所利用的东西位置关系，计算所求地的地方时（东加西减）地方时因经度的不同而不同，因此使用起来不方便，特别是随着国际交往的增加，地方时给交通运输和通讯事业带来很多麻烦，所以国际上在1884年决定按统一标准划分时区。2、时区和区时：区时的计算法则：（1）各地所处的时区：当地纬度/15，四舍五入后得到的整数。（2）时区差的计算：两地同在东（西）时区，时区号相减；两地分别在东西时区，时区号相加。（3）所求地区时=已知地区时+（-）两地的时区差（或区时差）：东加西减。（4）日界线：东十二区进入西十二区减一天，西十二区进入东十二区加一天。三、沿地表水平运动物体的偏移：由于地球自转，地球表面的物体在没水平方向运动时，运动方向会发生一定的偏转，北半球向右偏，南半球向左偏。促使物体水平运动方向产生偏转的力，我们称为地球偏向力。第9页共217页四、正午太阳高度的变化：1、规律：纬度变化由直射点向南北两侧递减具体变化二分日由赤道向两侧递减夏至日北回归线以北地区正午太阳高度达最大值，南半球达最小值冬至日南回归线以南地区正午太阳度度达最大值，北半球达最小值南北回归线之间一年有两次直射，赤道在两分日达最大值。季节变化：夏半年正午太阳高度较大，冬半年较小。2、成因：太阳直射点的季节移动。3、计算：H=90°-|θ-δ|（θ为某地的纬度，δ为太阳直射点的纬度；夏半年用“+”，冬半年用“-”。）（举例）：夏至日，济南的正午太阳高度是多少？（分析）：夏至日：δ=23°26′N；θ为济南的纬度=37°N；此时是夏半年H=90°-37°+23°26′=76°26′（练习）：冬至日，北京（40°N）的正午太阳高度是多少？H=90°-40°-23°26′=26°34′五、昼夜长短的变化规律：（一）昼夜长短变化的规律：以北半球为例：（南球球相反）夏半年（3、21~9、23）1、昼长夜短；纬度越高，昼越长夜越短。2、夏至日昼最长，夜最短，