1-2 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类对地球形状的认识过程:人类对地球形状的认识过程:古代人类认为古代人类认为“天圆地方天圆地方”。随着人类社会生产力、科学技术和航海交通的随着人类社会生产力、科学技术和航海交通的发展,大地的球形观念逐步形成起来。发展,大地的球形观念逐步形成起来。在经历了十五世纪末和十六世纪初的地理大发在经历了十五世纪末和十六世纪初的地理大发现之后,尤其是环球航行成功之后,大地球形现之后,尤其是环球航行成功之后,大地球形观念才最终得到证明,并从此深入人心。观念才最终得到证明,并从此深入人心。球形观念只是地球形状的第一个近似观念。十球形观念只是地球形状的第一个近似观念
2、。十九世纪以来,人们进一步知道了地球是一个赤九世纪以来,人们进一步知道了地球是一个赤道突出、两极扁平的椭球体;近年来,有些人道突出、两极扁平的椭球体;近年来,有些人认为地球实际上是一个认为地球实际上是一个“梨状体梨状体”。2.12.1、地球的形状及其地理意义、地球的形状及其地理意义大大地地测测量量中中所所谓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
3、通过过两极的直径两极的直径长长42.542.5公里。公里。地球扁率的计算:地球扁率的计算: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 地球形状的意义地球形状的意义 当平行光线照射到地球表面时,不同当平行光线照射到地球表面时,
4、不同纬度地区的正午纬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。地球赤道面与黄道面的夹角,即一定的地球赤道面与黄道面的夹角,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规律地有规律地从南北纬从南北纬23232727之间向两极减小(如图)之间向两极减小(如图)。因此,太阳辐射使地表增暖的程度也按。因此,太阳辐射使地表增暖的程度也按同样的方向降低,从而造成地球上热量的同样的方向降低,从而造成地球上热量的带状分布和所有与地表热状况相关的自然带状分布和所有与地表热状况相关的自然现象(如气候、植被和土壤等)的地带性现象(如气候、植被和土壤等)的地带性分布。分布。2.
5、22.2、地球的大小及其地理意义、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
6、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;总面积:总面积:5.1108平方公里;平方公里;总体积:总体积:10820108立方公里立方公里 (10833108立方公里);立方公里);总质量总质量:5.981027克克 (6.5881027克);克);地球的经线周长地球的经线周长:40,0
7、08,548米;米;赤道周长:赤道周长:40,076,604米;米;实际运用中,常常把与地球体积相等的正球体半实际运用中,常常把与地球体积相等的正球体半径作为地球的平均半径,即径作为地球的平均半径,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转地球的自转地球的公转地球的公转3.1 3.1 地球的自转地球的自转定义:地球本身的旋转。旋转轴是地轴,定义:地球本身的旋转。旋转轴是地轴,地轴通过地球的中心。地轴通过地球的中心。自转方向:在北半球看起来呈逆时针方向自转方向:在北半球看起来呈逆时针方向(南半球反之),人们把这个方向称为向(南半球反之),人们把这个方向称为向东。东。
8、1 1 地球自转的证明:地球自转的证明:最雄辩和直观的证据是法国物理学家傅科最雄辩和直观的证据是法国物理学家傅科在巴黎进行的在巴黎进行的“傅科摆傅科摆”试验。试验。傅科摆傅科摆不同纬度上,摆动平面每小不同纬度上,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 地球自转速度地球自转速度自转角速度除两极点外,到处都是每日自转角速度除两极点外,到处都是每日360,每小时,每小时15。赤道上线速度最大,为赤道上线速度最大,为464m/s464m/s,到,到6060N N和和6060S S处几乎减
9、少一半,到两极则为零。不处几乎减少一半,到两极则为零。不同纬度的线速度同纬度的线速度L L可用下式表示:可用下式表示:地球自转速度的变化地球自转速度的变化地球自转速度的变化主要趋势是变慢,但地球自转速度的变化主要趋势是变慢,但也有以变快为主的阶段。也有以变快为主的阶段。除了长期变化之外,地球自转还有季节变除了长期变化之外,地球自转还有季节变化。每年化。每年3 34 4月,自转速度最慢,月,自转速度最慢,8 8月最快。月最快。但季节性日长变化不超过但季节性日长变化不超过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
10、长多3分56秒4 4 地球自转的地理意义(地球自转的地理意义(1 1)p25p25(1)(1)地球自转决定了昼夜的更替,并使地表地球自转决定了昼夜的更替,并使地表各种过程具有一昼夜的节奏。各种过程具有一昼夜的节奏。(2)(2)由于地球自转的结果,所有在北半球作由于地球自转的结果,所有在北半球作水平运动的物体都发生向右偏转,在南半水平运动的物体都发生向右偏转,在南半球则向左偏。(见后面图解)球则向左偏。(见后面图解)(3)(3)地球自转造成同一时刻、不同经线上具地球自转造成同一时刻、不同经线上具有不同的地方时间。(见后面图解)有不同的地方时间。(见后面图解)地球自转的地理意义(地球自转的地理意义
11、(2 2)(4)(4)由于月球和太阳的引力,地球体发生弹由于月球和太阳的引力,地球体发生弹性变形,在洋面上则表现为潮汐。性变形,在洋面上则表现为潮汐。(5)(5)地球的整体自转运动,同它的局部运动,地球的整体自转运动,同它的局部运动,例如地壳运动、海水运动、大气运动等,例如地壳运动、海水运动、大气运动等,都有密切的关系。都有密切的关系。(6)(6)此外,当地球自转加快时,离心力把海此外,当地球自转加快时,离心力把海水抛向赤道,可以造成赤道和低纬区的海水抛向赤道,可以造成赤道和低纬区的海面上升,而中高纬度区海面则相应下降。面上升,而中高纬度区海面则相应下降。水平运动物体偏转示意时区的划分时区的划
12、分国际日期变更线国际日期变更线图解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
13、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。平衡规律平衡规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
14、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
15、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)时区的划分地球表面每隔地球表面每隔15 经线,时间即相差经线,时间即相差1小时。人们小时。人们据此划定了地球的时区,分为据此划定了地球的时区,分为24个时区。个时区。以本初经线为中心,包括东西经各以本初经线为中心,包括东西经各7 30的范围为的范围为中时区。中时区。东西另外各东西另外各15 经度为东一区、西一区;经度为东一区、西一区;如此类推,至东西十二区,即以如此类推,至东西十二区,即以180 经线为中心经线为中心的时区。的时区。这样,如中时区为正午,东一区为下午一时,而这样,如中时区为正午,东一区为下午一时,而西一区则
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