地球概论第四章课件

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1、第四章地球运动的地理意义,四季和五带 历法 时间,第八节四季和五带,太阳的回归运动 昼夜长短 太阳高度 四季和五带,401 太阳回归运动,401-1太阳的回归运动 401-1太阳回归运动和太阳赤纬的周年变化,太阳回归运动： 回归线： 回归年：回归运动的周期 晨昏圈： 极昼、极夜 南北极圈,太阳赤纬的周年变化,太阳在周年运动的同时，还表现为太阳赤纬的周年变化：,太阳赤纬与黄经的关系,太阳回归运动的表现,002302600,002302600,2302623026,2302623026,赤道-北回归线-赤道,南回归线北回归线,北回归线南回归线,赤道-南回归线-赤道,402昼夜长短,402-1昼夜交

2、替,晨昏线 昼夜交替周期太阳日 昼弧和夜弧,昼夜长短的纬度分布,昼夜长短的季节变化,晨 昏 线,（）,（ ）,昼夜交替,由于地球的自转和公转，昼夜两半球在时间上不断地相互交替，使得各个地点时而位于昼半球，因而经历着白昼，时而位于夜半球，因而经历着黑夜。 周期：一个太阳日,晨昏线,特点,昼夜两个半球的分界线,纬线被晨昏圈分割成两部分，位于昼半球的为昼弧，位于夜半球的为夜弧,判断A、B的晨昏,昼弧和夜弧,昼弧=夜弧，则昼夜等长,昼弧夜弧，则昼长夜短,昼弧夜弧，则昼短夜长,在同一纬圈上，昼弧夜弧24小时,图 4-1 春秋二分：太阳直射赤道，晨昏线等分所有纬线，全球昼夜平分,图 4-2 北至日：太阳直

3、射北回归线，北半球各地昼最长，夜最短；北极圈内为极昼。南半球则相反,图 4-3 南至日：太阳直射南回归线，南北半球的昼夜长短与北至日相反,Q,ZPS,被称为天文三角形，在这个三角形中， ZP=90- PS=90- ZS=90 按球面三角形边的余弦公式有： cosZS=cosPZcosPS+sin PZsinPScost cos90=cos(90 - )cos(90 - )+sin (90 - )sin(90 - )cost sin sin+coscoscost=0,地平圈分太阳周日圈（赤纬圈）为昼弧和夜弧两部分 cost=-tgtg （式中的和皆以北半球为正，南半球为负）此公式表明，决定昼夜长

4、短有两个因素：当地地理纬度和当时的太阳赤纬（即太阳直射点纬度）。前者是空间因素，即地理因素；后者是时间因素，即季节因素,该公式的几何意义是十分清晰的，太阳赤纬的变化，表示其周日圈的改变。不同的周日圈被地平圈分割的情形各异：赤纬越高，周日圈越小，昼弧与夜弧的差异就越大。地理纬度的不同，决定周日圈对于地平圈的倾角的大小：纬度越高，周日圈越倾斜，昼夜长短变化越显著 。,半昼弧公式讨论cost=-tgtg,1.昼夜等长：t=90，则cost=0，则要求地理纬度和太阳赤纬至少有一个是0 赤道上，无论太阳赤纬如何变化，昼夜等长 春秋二分，无论地理纬度如何变化，二分时全球昼夜等长,cost=-tgtg,2.

5、昼长夜短的条件：t90，cost0，要求地理纬度和太阳赤纬同号，即太阳直射半球上。 3.昼短夜长的条件：t 90， cost 0 要求地理纬度和太阳赤纬异号，即太阳非直射半球上。,cost=-tgtg,4.极昼条件：t=180，cost=-1.这要求地理纬度和太阳赤纬，不仅同号，而且互为余角，即=90- 5.极夜条件：t=0，cost=1，要求地理纬度和太阳赤纬异号且为互余，=-（90- ） 极昼和极夜发生在南北两极为中心，以当时的太阳赤纬为半径的地球极冠地带，其范围大小视太阳赤纬而定。,昼夜长短的纬度分布,赤道上,终年昼夜等长,在直射半球,昼长夜短 昼长随纬度的升高而增长 在900-处，出现

6、极昼,在非直射半球,昼短夜长 昼长随纬度的升高而缩短 在900-处，出现极夜,例题,回季节变化,说明当太阳赤纬为20时，全球昼夜长短的纬度分布,赤道上，终年昼夜等长,北半球：昼长夜短，昼长随纬度的升高而增长，在70N以北地区出现极昼现象。,南半球：昼短夜长，昼长随纬度的升高而缩短，在70S以南地区出现极夜现象。,昼夜长短的季节变化,二分日,全球昼夜平分,随| |的增大，各地昼夜长短的差异越来越大,二至日，全球昼夜极端,南北两半球昼夜长短的变化顺序相反,直射半球： 昼长随|的增大而增大,非直射半球： 昼长随|的增大而减小,1.是否位于直射半球 2.太阳赤纬如何改变 3.根据昼长与的关 系做出判断

7、,比较北京（40N）5月10日与6月10日的昼长,这两个日期太阳均直射北半球，对北京来说均是位于直射半球。 从5.10到6.10太阳赤纬逐渐升高。 根据直射半球昼长随|的增大而增大 的规律，北京6.10的昼长大于5.10昼长。,=,在当地夏至日,在当地冬至日,二至日昼夜长短情况,昼最长，夜最短 极昼范围最大（=90-）,昼最短，夜最长 极夜范围最大（=90-）,6634,6634,太阳高度,正午太阳高度H H的纬度分布 H的季节变化,正午太阳高度,概念,太阳位于上中天时的地平高度。,计算公式 900 , 、的符号：,不分南北纬，均为正值 在太阳直射半球为正，非直射半球为负,的特殊值：,计算下列

8、地点的,正午太阳高度的计算（1）,计算300N，冬至日的正午太阳高度,30023026 9003002302636034,计算300S，冬至日的正午太阳高度,300+23026 9003002302683026,正午太阳高度的计算（2）,计算200N，夏至日的正午太阳高度,9002002302693026 18009302686034,计算700N，冬至日的正午太阳高度,900700230263026,正午太阳高度的计算（3）,切换到季节变化,切换到纬度分布,正午太阳高度的纬度分布,二分日，由赤道向南北两极递减 夏至日，由北回归线向两极递减 冬至日，由南回归线向两极递减,正午太阳高度的季节变化

9、,-2326,0,30,60,90,66034,43008,切换到表格,四季和五带,影响季节变化的因素 季节变化性质 四季递变 四季划分 五带,影响季节变化的因素,全球性因素： 日地距离的变化,半球性因素： 是否接受太阳直射,100%,93.5%,100：43,季节变化的性质,季节变化是半球性现象,全球无统一的季节 南北半球季节变化相反,在太阳直射半球，昼长夜短，太阳高度角大于平均值，因此得到的热量多，为夏半年。,四季递变,季节变化的周期为回归年,四季划分,中国划分法,具有明显的天文意义 与实际气候情况不符,西方划分法,较多的考虑了气候上实际的季节变化 ，但仍属于天文上的季节划分,气候标准,气

10、候上划分四季的标准,地球上的五带,划分依据：各地接受的纬度差异,有无直射阳光有无极昼（夜）现象,划分界限：回归线 极圈,五带的性质,五带划分,五带的性质,五带是季节地带,五带是天文地带,五带是纬度地带,第二节历法,历法概念：安排年、月、日的法则,历法要求： 体现大自然的周期 协调历日周期与天文周期的关系,太阴历和太阳历比较,历年 、历月 、历日,太阴历,制历依据：月相变化,历月是首要成分，历年是派生成分,制历原则,特点 历日与月相变化直接相关 历月与季节变化无关,太阴历制历原则,历月：平均历月朔望月,历年：平均历年朔望月12,朔望月29.5306日 大月30日，小月29日,平均历年29.530

11、6日 12354.3672日 平年354日，闰年355日,置闰：30年11闰, 0.3672 30 11.016日,太阳历,制历依据：太阳回归运动,历年是首要成分，历月则是历年的分割,制历原则,现行阳历,阳历沿革,太阳历制历原则,历年：平均历年回归年,回归年365.2422日 平年365日，闰年366日,历月：平均历月回归年 12,平均历月365.2422日 1230.4368日 大月31日，小月30日,置闰：400年97闰, 0.2422 400 96.88日,阳历的置闰原则,四年一闰, 0.2422 4 0.9688日,四百年减三闰, 0.0312 100 3.12日,3333年再减一闰,

12、 400年中0.12日的差值经3333年积累为1日。,现行阳历,历年：采用公元纪年，岁首为元旦（2800）。平年365日，闰年366日。,历月：12个历月，大月31日，小月30日。 但2月份是一个特殊小月，平年只有28日，闰年才29日。,置闰方法： 公元年数能被整除者，原则上为闰年。 逢百年数能被400整除者，方为闰年。,阳历沿革,阳历置闰举例,如1996年、2004年，都是闰年。,如1700年、1800年、1900年，都不是闰年。2000年是闰年。,在16012000的400年间，去掉了1700、1800、1900三个闰年，只有97闰。,阳历沿革,儒略历,历年：平年365日，闰年366日 置

13、闰：隔年闰（即年闰） 历月：年分12月， 单数月为大月，31日； 双数月为小月，30日。,奥古斯都历,格里历,改历措施 新旧历转换,改历措施,儒略历,为纪念实行新历，将儒略凯撒生日所在的月份月，称为July。 儒略历的执行者误将隔年闰的制度作为年闰，致使从公元前45年公元前9年的36年间，儒略历安排了12个闰年（而实际应为9个闰年），即多闰3日，因此历年比回归年长出3日。,儒略历和奥古斯都历的大小月设置,儒略历,大月：1，3，5，7，9，11 小月：2，4，6，8，10，12,新旧历转换,新历日期旧历日期10日,+闰年订正值,闰年订正值即按照旧历是闰年，而按照新历不是闰年的年份个数。如1700

14、、1800年。,阴阳历,制历依据：月相变化和回归运动,首要成分仍是历月，历年是历月的积累，通过置闰使平均历年回归年,制历原则,中国旧历,阴阳历制历原则,历月：平均历月朔望月,朔望月29.5306日 大月30日，小月29日,历年：,历年历月 平均历年回归年,回归年12.3683朔望月 平年12个月，闰年13个月,置闰：19年7闰, 0.3683 19=6.9977月,中国旧历,阴阳历与二十四气并行,以月相定日序,以中气定月序,干支计时制度,以日月相合的日子为初一 大小月的确定也根据月相进行,二十四气,节气：黄经度数为150的单数倍 中气：黄经度数为150的双数倍,月序,以月相定日序,小月,大月,

15、小月,小月,大小月,闰六月,五月,六月,七月,八月,以中气定月序,根据历月包含的中气，决定该月的月序,以中气的有无区分正规历月和闰月 有中气的历月为正规历月，无中气的历月为闰月。 闰月出现在某历月之后则为闰某月,干支计时制度,天干：甲乙丙丁戊己庚辛壬癸,地支：子丑寅卯辰巳午未申酉戌亥,如2004年为甲申年，2005年为乙酉年,第三节时间,时间及其单位,时间的测量,各地的时间,作业,时间及其单位,真太阳日和平太阳日,真太阳日：太阳周日运动周期。 长短不等 平太阳日：真太阳日的全年平均值。,科学上时间单位的演变,真太阳日长短不等的原因,地球公转速度的不均匀,秒,黄赤交角的影响,21秒,二者综合的影

16、响使得冬至日要比夏至日更长一些，春分日要比秋分日更长一些,平太阳日,公转速度对太阳日的影响,近日点时，1真太阳日为地球自转360061的时间 远日点时，1真太阳日为地球自转360057的时间 二者的变幅为秒,黄赤交角对太阳日的影响,真太阳日的长度在二至日最长，二分日最短 二者的变幅约为21 秒,平太阳日,平太阳,在天赤道上以59/日的速度作匀速运动的假想太阳。,科学上时间单位的演变,平太阳秒,平太阳秒1/86400平太阳日,历书秒,地球公转,1900.0年回归年长度的1/31556925.9747,地球自转,原子秒,原子振荡,原子秒铯原子跃迁振荡9192631770次所用时间,时间的测定,时间由天体的时角测定。 被选定度量时间的天体有二： 春分点恒星时 太阳太阳时,恒星时(s),午圈,恒星时即春分点的时角 午 ,练习,例题