地球运动及其地理意义概述

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1、第五章第五章 地球运动及其地理意义地球运动及其地理意义第一节第一节 地球运动的主要方式地球运动的主要方式第二节第二节 地球自转及其地理意义地球自转及其地理意义第三节第三节 地球公转及地理意义地球公转及地理意义第四节第四节 变化中的地球运动变化中的地球运动第一节第一节 地球运动的主要方式地球运动的主要方式自转自转公转公转月地绕转月地绕转地轴进动地轴进动极移极移板块运动板块运动第二节第二节 地球自转及其地理意义地球自转及其地理意义思考题思考题1.如何证明地球的自转如何证明地球的自转?2.何谓地轴进动何谓地轴进动?其规律、成因与后果是什么？其规律、成因与后果是什么？3.何谓极移现象？其规律、成因与后

2、果是什么？何谓极移现象？其规律、成因与后果是什么？一、一、一、一、 地球自转的证明地球自转的证明地球自转的证明地球自转的证明1. 1. 落体偏东现象落体偏东现象落体偏东现象落体偏东现象: :自由落体总是偏落在自由落体总是偏落在自由落体总是偏落在自由落体总是偏落在铅垂线东侧的现象。铅垂线东侧的现象。铅垂线东侧的现象。铅垂线东侧的现象。2. 2. 傅科摆偏转现象傅科摆偏转现象傅科摆偏转现象傅科摆偏转现象: :（1 1）摆的结构与特点）摆的结构与特点）摆的结构与特点）摆的结构与特点: :A AB BAABBC Ct t东东西西 特点特点特点特点摆动周期长速度慢（阻力小），惯性大维持摆动周期长速度慢（

3、阻力小），惯性大维持摆动周期长速度慢（阻力小），惯性大维持摆动周期长速度慢（阻力小），惯性大维持时间长，摆动平面不受支架水平转动的牵连。时间长，摆动平面不受支架水平转动的牵连。时间长，摆动平面不受支架水平转动的牵连。时间长，摆动平面不受支架水平转动的牵连。（2 2）偏转现象）偏转现象）偏转现象）偏转现象：在北半球摆动平面发生顺时针偏转：在北半球摆动平面发生顺时针偏转：在北半球摆动平面发生顺时针偏转：在北半球摆动平面发生顺时针偏转, ,南半球则相反。南半球则相反。南半球则相反。南半球则相反。N NCB=AABBCB=AABB东偏位移东偏位移东偏位移东偏位移=AA =AA - - - - BB =

4、 CB BB = CB 结构结构结构结构重锤，长钢丝，万向节。重锤，长钢丝，万向节。重锤，长钢丝，万向节。重锤，长钢丝，万向节。傅科摆及其悬挂傅科摆及其悬挂装置装置万向节万向节钢钢丝丝长长67 米米锤重锤重28公斤公斤首次实验在巴黎首次实验在巴黎首次实验在巴黎首次实验在巴黎保泰安教堂完成保泰安教堂完成保泰安教堂完成保泰安教堂完成 摆的运动可以超摆的运动可以超然于地球的自转，但然于地球的自转，但悬挂摆的支架一般却悬挂摆的支架一般却要带动它参与地球的要带动它参与地球的自转。为解决这一问自转。为解决这一问题，傅科采取了一种题，傅科采取了一种简单而巧妙的装置简单而巧妙的装置万向节万向节（如图），从（如

5、图），从而使摆动平面超然于而使摆动平面超然于地球的自转。地球的自转。 2 2摆摆摆摆 动动动动 平平平平 面面面面金属摆锤金属摆锤金属摆锤金属摆锤钢丝钢丝钢丝钢丝1 13 34 4小时小时小时小时 北半球摆面偏转方向北半球摆面偏转方向北半球摆面偏转方向北半球摆面偏转方向（2 2）偏转现象）偏转现象：在北半球摆动平面在北半球摆动平面发生顺时针偏转，南半球则相反。发生顺时针偏转，南半球则相反。摆面偏转的本质是地球自转摆面偏转的本质是地球自转赤道无偏转赤道无偏转赤道无偏转赤道无偏转(3) (3) 解释解释解释解释说明地球在自转。说明地球在自转。说明地球在自转。说明地球在自转。二、二、二、二、 地球自

6、转的规律地球自转的规律地球自转的规律地球自转的规律1 1、自转的周期、自转的周期、自转的周期、自转的周期（1）恒星日）恒星日 （23h 56m） 某恒星（或春分点）连续两次某恒星（或春分点）连续两次上中天上中天 的时间间隔的时间间隔（真周期，真周期，地球自转地球自转360）。）。（2）太阳日）太阳日（均值（均值24h ） 日心连续两次上中天的时间间隔日心连续两次上中天的时间间隔（ 昼夜更替的周期，地球平均昼夜更替的周期，地球平均自转自转36059 ） P161（3）太阴日）太阴日（24h50m）月心连续两次上中天的时间间月心连续两次上中天的时间间隔隔（ 潮汐周期，地球平均自潮汐周期，地球平均自

7、转转373 38 ）太阳太阳太阳太阳月亮月亮月亮月亮同一恒星同一恒星同一恒星同一恒星A AA A13381338595959592 2 2 2、自转的速度、自转的速度、自转的速度、自转的速度（1 1）角速度）角速度）角速度）角速度全球一致。全球一致。全球一致。全球一致。 =15/=15/小时小时小时小时（2 2）线速度）线速度）线速度）线速度 V= V= （R+ hR+ h）coscos R Rh h （3 3） 的微小变化的微小变化的微小变化的微小变化 季节性变化季节性变化季节性变化季节性变化: :由气团洋流的运动引起（由气团洋流的运动引起（由气团洋流的运动引起（由气团洋流的运动引起（ 1

8、1/ / / /10001000秒）秒）秒）秒） 长期变慢长期变慢长期变慢长期变慢由潮汐摩擦引起（由潮汐摩擦引起（由潮汐摩擦引起（由潮汐摩擦引起（+ +1.61.6秒秒秒秒/ / / /1010万年）。万年）。万年）。万年）。 不规则变化不规则变化不规则变化不规则变化地内物质运动引起。地内物质运动引起。地内物质运动引起。地内物质运动引起。大冰期自转快，间冰期自转慢。大冰期自转快，间冰期自转慢。大冰期自转快，间冰期自转慢。大冰期自转快，间冰期自转慢。L LP P 天北极天北极天北极天北极PP天南极天南极天南极天南极地平圈地平圈地平圈地平圈天赤道天赤道天赤道天赤道图图图图A A（三）地球自转的地理

9、意义（三）地球自转的地理意义（三）地球自转的地理意义（三）地球自转的地理意义1 1、天球的周日运动天球的周日运动天球的周日运动天球的周日运动P PPP天赤道天赤道天赤道天赤道图图图图B B地地地地平平平平圈圈圈圈 出没星区出没星区出没星区出没星区恒显星区恒显星区恒显星区恒显星区恒隐星区恒隐星区恒隐星区恒隐星区P PPP图图图图C C地平圈地平圈地平圈地平圈天体周日运动的轨天体周日运动的轨迹（周日圈）平行于迹（周日圈）平行于天赤道。天赤道。天体周日圈的大小天体周日圈的大小随天体随天体绝对值的增绝对值的增大而缩小。大而缩小。地理纬度不同，天地理纬度不同，天体周日圈的倾角不同体周日圈的倾角不同=90

10、- | | 在在在在西班牙哥林那地区西班牙哥林那地区西班牙哥林那地区西班牙哥林那地区1999.11.181999.11.18拍到的狮子座流星雨拍到的狮子座流星雨拍到的狮子座流星雨拍到的狮子座流星雨南天极星留迹2 2、昼夜与时间的更替、昼夜与时间的更替、昼夜与时间的更替、昼夜与时间的更替( ( ( (1 1) ) ) )昼夜更替昼夜更替昼夜更替昼夜更替使太阳均匀加热地球使太阳均匀加热地球使太阳均匀加热地球使太阳均匀加热地球, ,对生命活动有利。对生命活动有利。对生命活动有利。对生命活动有利。( ( ( (2 2) ) ) )时间交替时间交替时间交替时间交替时区的产生。时区的产生。时区的产生。时区

11、的产生。3 3、地球坐标的确定、地球坐标的确定、地球坐标的确定、地球坐标的确定 164-166164-166（1)1)1)1)经纬线与地球上的方向经纬线与地球上的方向经纬线与地球上的方向经纬线与地球上的方向（2 2）地理坐标的经纬度）地理坐标的经纬度）地理坐标的经纬度）地理坐标的经纬度（3 3）地球上的距离）地球上的距离）地球上的距离）地球上的距离4 4、物体水平运动的方向偏转、物体水平运动的方向偏转、物体水平运动的方向偏转、物体水平运动的方向偏转CCA AAAB BAAC CBBN NS SBB南北向弹体的偏转南北向弹体的偏转南北向弹体的偏转南北向弹体的偏转东西向弹体的偏转东西向弹体的偏转东

12、西向弹体的偏转东西向弹体的偏转A AAAB BBBOOOON NS S( ( ( (1 1) ) ) )现象现象现象现象: :在北半球弹体偏向在北半球弹体偏向在北半球弹体偏向在北半球弹体偏向目标右方目标右方目标右方目标右方, ,南半球则偏左方。南半球则偏左方。南半球则偏左方。南半球则偏左方。北半球北半球北半球北半球: AA=BBAA (: AA=BBAA (右偏右偏右偏右偏) ) 南半球南半球南半球南半球: BB=CCBB (: BB=CCBB (偏左偏左偏左偏左) )( ( ( (2 2) ) ) )解释解释解释解释: :P166-168P166-168( ( ( (3 3) ) ) )地转

13、偏向力地转偏向力地转偏向力地转偏向力( (科里奥利力科里奥利力科里奥利力科里奥利力A)A)A=2mVA=2mV sinsin 在自转的地球上，每一在自转的地球上，每一个质点的圆运动的中心都在个质点的圆运动的中心都在地轴上，惯性离心力的方向地轴上，惯性离心力的方向都垂直并背离地轴。如把一都垂直并背离地轴。如把一地的惯性离心力分解为垂直地的惯性离心力分解为垂直和水平方向的两个分力，那和水平方向的两个分力，那么，这后一分力作用下，物么，这后一分力作用下，物质有向赤道集聚的趋势，地质有向赤道集聚的趋势，地球变成了扁球体。球变成了扁球体。5 5、导致赤道隆起地球变扁导致赤道隆起地球变扁导致赤道隆起地球变

14、扁导致赤道隆起地球变扁 艾森彗星的行踪？（艾森彗星的行踪？（20131129） 嫦娥三号发射（嫦娥三号发射（20131202）思思 考考 题题1.1.何谓恒星的周年视差位移和恒星的光行差位移何谓恒星的周年视差位移和恒星的光行差位移, ,两两者之间有何区别者之间有何区别? ?2.2.简述地球公转的规律简述地球公转的规律( (轨道参数轨道参数, ,周期周期, ,速度速度) )。3.3.古人如何发现太阳的周年视运动古人如何发现太阳的周年视运动? ?第三节第三节第三节第三节 地球的公转运动地球的公转运动地球的公转运动地球的公转运动一、地球公转的发现与证明一、地球公转的发现与证明一、地球公转的发现与证明

15、一、地球公转的发现与证明 (P168-170)(P168-170)(P168-170)(P168-170)1 1、公转的发现、公转的发现、公转的发现、公转的发现15431543年哥白尼提出日心说认为地球与年哥白尼提出日心说认为地球与年哥白尼提出日心说认为地球与年哥白尼提出日心说认为地球与行星是绕日公转的。行星是绕日公转的。行星是绕日公转的。行星是绕日公转的。2 2、 公转的证明公转的证明公转的证明公转的证明( ( ( (1 1) ) ) )恒星的周年视差位移恒星的周年视差位移恒星的周年视差位移恒星的周年视差位移( ( ( (18381838年由年由年由年由贝塞耳贝塞耳贝塞耳贝塞耳首测首测首测首

16、测) ) ) )A AAAB BBB 比邻星比邻星比邻星比邻星 = 0.76= 0.76 天鹅座天鹅座天鹅座天鹅座61 61 = 0.3 = 0.3 秒差距秒差距秒差距秒差距=1/ =1/ 1 1秒差距秒差距秒差距秒差距=3.26=3.26光年光年光年光年比邻星的距离比邻星的距离比邻星的距离比邻星的距离( (秒差距秒差距秒差距秒差距)=1/ )=1/ =1/0.76=1.32( =1/0.76=1.32(秒差距秒差距秒差距秒差距)=4.29()=4.29(光年光年光年光年) )( ( ( (2 2) ) ) )光行差光行差光行差光行差( ( ( (17251725年由年由年由年由布拉德雷布拉德

17、雷布拉德雷布拉德雷发现发现发现发现) ) ) )由于地球的公转运由于地球的公转运由于地球的公转运由于地球的公转运动动动动, ,使恒星的视方向与其真方向产生的差角使恒星的视方向与其真方向产生的差角使恒星的视方向与其真方向产生的差角使恒星的视方向与其真方向产生的差角( ( ( (k k) ) ) )。周年视差周年视差周年视差周年视差（2 2）光行差）光行差）光行差）光行差（17251725年由布拉德雷发现）年由布拉德雷发现）年由布拉德雷发现）年由布拉德雷发现）由于地球的公由于地球的公由于地球的公由于地球的公转运动转运动转运动转运动, , , ,使恒星的视方向与其真方向产生的差角（使恒星的视方向与其

18、真方向产生的差角（使恒星的视方向与其真方向产生的差角（使恒星的视方向与其真方向产生的差角（k k k k）。）。）。）。真真真真方方方方向向向向视视视视方方方方向向向向真真真真方方方方向向向向C C视视视视方方方方向向向向k kK=20.5K=20.5“ “ 视差位移与光行差位移的方向差别视差位移与光行差位移的方向差别视差位移与光行差位移的方向差别视差位移与光行差位移的方向差别A AAAB BBB A AB BAABB视差位视差位视差位视差位移方向移方向移方向移方向光行差位光行差位光行差位光行差位移的方向移的方向移的方向移的方向V Ve e以下雨为例以下雨为例以下雨为例以下雨为例 视差位移与光

19、行差位移的方向差别视差位移与光行差位移的方向差别视差位移与光行差位移的方向差别视差位移与光行差位移的方向差别 光行差（光行差（光行差（光行差（K K）的大小：）的大小：）的大小：）的大小：uuK K随随随随V Ve e与与与与C C夹角的增大而增大。夹角的增大而增大。夹角的增大而增大。夹角的增大而增大。uu当当当当V Ve eC C时时时时K K值最大，称为值最大，称为值最大，称为值最大，称为光行差常数光行差常数光行差常数光行差常数。uu对于对于对于对于任意恒星任意恒星任意恒星任意恒星，只要，只要，只要，只要地球地球地球地球位于通过星日连线且垂直于位于通过星日连线且垂直于位于通过星日连线且垂直

20、于位于通过星日连线且垂直于地球轨道的平面与地球轨道的地球轨道的平面与地球轨道的地球轨道的平面与地球轨道的地球轨道的平面与地球轨道的交点交点交点交点上，则该恒星的上，则该恒星的上，则该恒星的上，则该恒星的K K值值值值最大最大最大最大。光行差常数光行差常数光行差常数光行差常数：K K角很小其所对的弦弧近似相等角很小其所对的弦弧近似相等角很小其所对的弦弧近似相等角很小其所对的弦弧近似相等用用用用弧度弧度弧度弧度表示有：表示有：表示有：表示有：K= K= V Ve e/ / / /C C=0.0000993=0.0000993化为化为化为化为角秒角秒角秒角秒有有有有: : : : K= K= 206

21、265206265 0.0000993=20.480.0000993=20.48V Ve eK K（3 3）多普勒效应）多普勒效应 170170二、地球公转的规律二、地球公转的规律二、地球公转的规律二、地球公转的规律1. 1. 地球的轨道参数地球的轨道参数地球的轨道参数地球的轨道参数( ( ( (1 1) ) ) )轨道扁率轨道扁率轨道扁率轨道扁率=(a-b) /a=1/7000=(a-b) /a=1/7000( ( ( (2 2) ) ) )黄赤交角黄赤交角黄赤交角黄赤交角= 2326= 2326 21. 44821. 448 北黄极北黄极北黄极北黄极北天极北天极北天极北天极23262326

22、( ( ( (3 3) ) ) )日地距离日地距离日地距离日地距离( (前面已述前面已述前面已述前面已述) )2. 2. 地球公转周期地球公转周期地球公转周期地球公转周期( ( ( (1 1) ) ) )恒星年恒星年恒星年恒星年日心连续两次通过黄道同日心连续两次通过黄道同日心连续两次通过黄道同日心连续两次通过黄道同 一恒星的时间间隔。一恒星的时间间隔。一恒星的时间间隔。一恒星的时间间隔。（真周期（真周期（真周期（真周期 365.2564365.2564日日日日) )( ( ( (2 2) ) ) )回归年回归年回归年回归年日心连续两次通过春分点的时间间隔。日心连续两次通过春分点的时间间隔。日心

23、连续两次通过春分点的时间间隔。日心连续两次通过春分点的时间间隔。（季节交替的周期（季节交替的周期（季节交替的周期（季节交替的周期 365.2422365.2422日）日）日）日）公元公元公元公元20002000年年年年地球的公转周期地球的公转周期名称名称参考点参考点点多移动点多移动比较比较恒星年恒星年年的长度年的长度恒星年恒星年 恒星恒星无明显自行无明显自行-365.2564日日回归年回归年 春分点春分点每年西移每年西移50”恒星年恒星年365.2596日日交点年交点年 黄白交点黄白交点每年西移每年西移200h0表示太阳在地平之上。表示太阳在地平之上。表示太阳在地平之上。表示太阳在地平之上。当

24、当当当h0h0表示太阳在地平之下。表示太阳在地平之下。表示太阳在地平之下。表示太阳在地平之下。（2 2）正午太阳高度角）正午太阳高度角）正午太阳高度角）正午太阳高度角( ( ( (h h) ) ) )的的的的纬度及季节变化纬度及季节变化纬度及季节变化纬度及季节变化 ： 无论任何季节，在无论任何季节，在无论任何季节，在无论任何季节，在 = = 处的处的处的处的h h为为为为最大值（最大值（最大值（最大值（9090 ）。）。）。）。 在半球范围内，任意两地正午太阳高度角之差在半球范围内，任意两地正午太阳高度角之差在半球范围内，任意两地正午太阳高度角之差在半球范围内，任意两地正午太阳高度角之差等于这

25、两地的纬度差。等于这两地的纬度差。等于这两地的纬度差。等于这两地的纬度差。h hA A =90 =90 - - - -（ A A- - - - ）h hB B =90 =90 - - - -（ B B- - - - ）两式相减得：两式相减得：两式相减得：两式相减得： h hA A- -h hB B = = B B- - A A 纬度越高正午太阳高度角的年平均值纬度越高正午太阳高度角的年平均值纬度越高正午太阳高度角的年平均值纬度越高正午太阳高度角的年平均值 ( h )( h )越小越小越小越小h =90h =90 -| -| | |h h最大最大最大最大=90=90- - - -（+23.5+2

26、3.5 ） h h最小最小最小最小=90=90- - - -（- 23.5- 23.5 ）h h最大最大最大最大+ + h h最小最小最小最小2 2 h h = = =2 2（ 9090- - ）2 2= = 90 90- - 在在在在 | | | | 232326 26 的地方的地方的地方的地方h h 的的的的年变化为单峰型。年变化为单峰型。年变化为单峰型。年变化为单峰型。在南、北回归线之间在南、北回归线之间在南、北回归线之间在南、北回归线之间h h h h 的年变化为双峰型。的年变化为双峰型。的年变化为双峰型。的年变化为双峰型。夏夏夏夏至至至至点点点点PP春分点春分点冬冬冬冬至至至至点点点

27、点3 3）昼夜长短的周年变化）昼夜长短的周年变化）昼夜长短的周年变化）昼夜长短的周年变化秋分点秋分点（1 1）昼夜的现象）昼夜的现象）昼夜的现象）昼夜的现象晨昏线晨昏线晨昏线晨昏线昼夜半球的分界线。昼夜半球的分界线。昼夜半球的分界线。昼夜半球的分界线。昼夜长短昼夜长短昼夜长短昼夜长短由昼弧、夜弧决定。由昼弧、夜弧决定。由昼弧、夜弧决定。由昼弧、夜弧决定。昼昼昼昼弧：处于弧：处于弧：处于弧：处于昼昼昼昼半球的纬线弧段。半球的纬线弧段。半球的纬线弧段。半球的纬线弧段。夜弧：处于夜半球的纬线弧段。夜弧：处于夜半球的纬线弧段。夜弧：处于夜半球的纬线弧段。夜弧：处于夜半球的纬线弧段。冬至冬至冬至冬至(1

28、2(12月月月月2222日日日日) )uu在地球上在地球上在地球上在地球上uu在天球上在天球上在天球上在天球上昼昼昼昼弧：太阳周日圈在地平弧：太阳周日圈在地平弧：太阳周日圈在地平弧：太阳周日圈在地平上上上上的弧段。的弧段。的弧段。的弧段。夜弧：太阳周日圈在地平下的弧段。夜弧：太阳周日圈在地平下的弧段。夜弧：太阳周日圈在地平下的弧段。夜弧：太阳周日圈在地平下的弧段。P PP P 天赤道天赤道天赤道天赤道地平圈地平圈秋分秋分秋分秋分(9(9月月月月2323日日日日) )春分春分春分春分(3(3月月月月2121日日日日) )夏至夏至夏至夏至(6(6月月月月2222日日日日) )（2 2）昼长表达式）

29、昼长表达式）昼长表达式）昼长表达式（1 1）推导：）推导：）推导：）推导：uu如图所示：如图所示：如图所示：如图所示：A A、C C分别太阳出没点，分别太阳出没点，分别太阳出没点，分别太阳出没点，uu太阳在太阳在太阳在太阳在B B点中天；点中天；点中天；点中天；BCBC为半昼弧。为半昼弧。为半昼弧。为半昼弧。uu太阳从太阳从太阳从太阳从B B到到到到C C所用的时间（角）为：所用的时间（角）为：所用的时间（角）为：所用的时间（角）为：t tuu在球面三角形在球面三角形在球面三角形在球面三角形CPZCPZ中，据边余弦定理得：中，据边余弦定理得：中，据边余弦定理得：中，据边余弦定理得：CosCos

30、CZCZ= =coscosPZPZcoscosPCPC+sin+sinPZPZsinsinPCPCcoscost t CZCZ=90=90; ; PZPZ=90=90 - - - - ； PCPC=90=90 - - - - ； 0=0=sinsin sinsin + +coscos coscos coscost t coscost t = = = = - - tgtg tgtg P PP P Z Z Z ZN NS SA AC CB BQQ t t - -sinsin sinsin coscos coscos 值域值域 -1,+1-1,+1 定义域定义域（01800180 ） 值域值域( (

31、 ( (- - ,+,+ ) ) ) ) （2 2）昼长表达式）昼长表达式）昼长表达式）昼长表达式推导推导推导推导： coscost t = = - - tgtg tgtg 释义释义释义释义（数学及地理意义）：（数学及地理意义）：（数学及地理意义）：（数学及地理意义）：uu当：当：当：当： =0=0（赤道上），（赤道上），（赤道上），（赤道上），coscost t =0=0， t t=90=9022t t=180=1801212h huu当当当当: : =0=0（春秋分），（春秋分），（春秋分），（春秋分），coscost t =0=0， t t=90=9022t t=180=1801212h

32、 huu当当当当: : 与与与与 同号有：同号有：同号有：同号有： 0 0 coscost t - -1 1（第二象限角）（第二象限角）（第二象限角）（第二象限角）uu即即即即： 昼昼昼昼长夜短。长夜短。长夜短。长夜短。uu当当当当: : 与与与与 异号有：异号有：异号有：异号有： 1 1 costcost 0 0 （第一象限角）（第一象限角）（第一象限角）（第一象限角） ：uu即：即：即：即： 昼昼昼昼短夜长。短夜长。短夜长。短夜长。uu当当当当: : - - tgtg tgtg 1 1 极夜现象。极夜现象。极夜现象。极夜现象。uu当当当当: : - - tgtg tgtg - - - -1

33、 1 极昼现象。极昼现象。极昼现象。极昼现象。180180 t t 9090 360360 2 2t t 180180 24h24h 2 2t t 12 h12 h 9 90 0 t t 0 0 180180 2 2t t 0 0 1 12h2h 2 2t t 0 h0 h释释 义：义：uu太阳直射点太阳直射点太阳直射点太阳直射点所所所所在的半球在的半球在的半球在的半球。uu地球处于地球处于地球处于地球处于夏夏夏夏半年的半球。半年的半球。半年的半球。半年的半球。释释 义：义：uu太阳直射点太阳直射点太阳直射点太阳直射点不不不不在的半球在的半球在的半球在的半球。uu地球处于地球处于地球处于地球处

34、于冬冬冬冬半年的半球。半年的半球。半年的半球。半年的半球。（3 3）昼长的纬度）昼长的纬度）昼长的纬度）昼长的纬度变化和季节变化变化和季节变化变化和季节变化变化和季节变化: :uu夏夏夏夏半年半年半年半年( ( ( (春分春分春分春分秋分秋分秋分秋分) ) ) )越北昼越长越北昼越长越北昼越长越北昼越长, , , ,越南昼越短。越南昼越短。越南昼越短。越南昼越短。uu冬半年冬半年冬半年冬半年( ( ( (秋分秋分秋分秋分春分春分春分春分) ) ) )越南昼越长越南昼越长越南昼越长越南昼越长, , , ,越北昼越短。越北昼越短。越北昼越短。越北昼越短。uu赤道终年昼夜平分。赤道终年昼夜平分。赤道

35、终年昼夜平分。赤道终年昼夜平分。uu春秋二分全球昼夜平分，冬夏二至昼夜长短达到极值。春秋二分全球昼夜平分，冬夏二至昼夜长短达到极值。春秋二分全球昼夜平分，冬夏二至昼夜长短达到极值。春秋二分全球昼夜平分，冬夏二至昼夜长短达到极值。uu极昼极夜总是出现在极昼极夜总是出现在极昼极夜总是出现在极昼极夜总是出现在 = = = = （90909090- - - - | | | | | | | | ）的纬圈之内。）的纬圈之内。）的纬圈之内。）的纬圈之内。uu纬度越高昼长年较差越大纬度越高昼长年较差越大纬度越高昼长年较差越大纬度越高昼长年较差越大uu任意地点的昼长年平均值均为任意地点的昼长年平均值均为任意地点

36、的昼长年平均值均为任意地点的昼长年平均值均为:12:12:12:12h h h h : 0305066.590: 0305066.590较差较差较差较差 0 0h h 4 4h h 8 8h h 24 24h h 半年半年半年半年夏至夏至夏至夏至春秋分春秋分春秋分春秋分 冬至冬至冬至冬至 4 4 4 4）四季的划分）四季的划分）四季的划分）四季的划分1 1、四季的性质、含义与划分、四季的性质、含义与划分、四季的性质、含义与划分、四季的性质、含义与划分太阳高度角的年变化太阳高度角的年变化太阳高度角的年变化太阳高度角的年变化 昼夜长短的年变化昼夜长短的年变化昼夜长短的年变化昼夜长短的年变化由太阳直

37、射点的回归运动所致由太阳直射点的回归运动所致由太阳直射点的回归运动所致由太阳直射点的回归运动所致. .2 2、影响四季变化的天文因素、影响四季变化的天文因素、影响四季变化的天文因素、影响四季变化的天文因素: :天文四季天文四季天文四季天文四季在半球范围内大气上界获得太阳热能的在半球范围内大气上界获得太阳热能的在半球范围内大气上界获得太阳热能的在半球范围内大气上界获得太阳热能的时间分配。时间分配。时间分配。时间分配。夏至夏至(6月月22日日)冬至冬至(12月月22日日)夏夏至至点点冬冬至至点点秋分点秋分点PP春分点春分点3、五带的划分及特征、五带的划分及特征（1）五带的）五带的性质与含义性质与含

38、义性质：性质：天文热量带天文热量带天文热量带天文热量带含义：含义：大气上界太阳辐射的纬度分布大气上界太阳辐射的纬度分布大气上界太阳辐射的纬度分布大气上界太阳辐射的纬度分布（2）五带的划分与意义：）五带的划分与意义：热热热热 带带带带北温带北温带北温带北温带南温带南温带南温带南温带北寒带北寒带北寒带北寒带无无极极昼昼极极夜夜北极圈北极圈有极昼极夜有极昼极夜南极圈南极圈有直射阳光有直射阳光北回归线北回归线北回归线北回归线南回归线南回归线南回归线南回归线无直射阳光无直射阳光无直射阳光无直射阳光有极昼极夜有极昼极夜南寒带南寒带南寒带南寒带天文热量带天文热量带天文热量带天文热量带地面温度带地面温度带地面

39、温度带地面温度带气候带气候带气候带气候带植被带植被带植被带植被带土壤带土壤带土壤带土壤带第四节第四节 变化中的地球运动变化中的地球运动一、自转速率的变化一、自转速率的变化 177-178二、极移二、极移三、地轴进动三、地轴进动四、极移和岁差的区别四、极移和岁差的区别P PN N极地面极地面极地面极地面地轴地轴地轴地轴二、极移二、极移1、极移现象极移现象 在地轴空间指向不变的前提下，地球表面相对在地轴空间指向不变的前提下，地球表面相对地轴运动，导致地极位移的现象。地轴运动，导致地极位移的现象。2、极移规律极移规律u范围范围摆动幅度摆动幅度0.060.25（约（约15m直径的圆）。直径的圆）。u方

40、向方向北极点逆时针移动。北极点逆时针移动。u周期周期平均平均1.2年（年（410440天）。天）。u非周期性漂移：向格陵兰岛每百万年漂移非周期性漂移：向格陵兰岛每百万年漂移1。3、极移成因极移成因u周期性极移：由地球弹性振荡与大气洋流季节运动引起周期性极移：由地球弹性振荡与大气洋流季节运动引起u非周期性极移：与板块运动有关。非周期性极移：与板块运动有关。u根本原因是根本原因是地球不是刚体。地球不是刚体。4、极移后果极移后果4、极移后果极移后果u导致地球坐标系统发生微小的变化。导致地球坐标系统发生微小的变化。u导致地球赤道发生微小的变化。导致地球赤道发生微小的变化。5、极移跟踪极移跟踪 1960

41、年年IAG&IUGG将将19001905年地极的平均位置定为固定年地极的平均位置定为固定平极平极,并以此作为极移跟踪的平面坐标原点并以此作为极移跟踪的平面坐标原点，极原点记作，极原点记作CIO。6、极移测定极移测定u国际天文纬度站测定国际天文纬度站测定(1m)u甚长基线干涉法甚长基线干涉法VLBI测定测定(5cm)u用子午卫星测定用子午卫星测定(30cm)u通过通过GPS卫星测定卫星测定(5mm)7、历元平极历元平极 某历元若干测站测某历元若干测站测 定的极点平均位置叫该历元平极。定的极点平均位置叫该历元平极。CIOCIO本本本本初初初初子子子子午午午午线线线线Y Y 90w90wX X198

42、11981198219821983198319841984198519851986198616m16m国际大地测量协会国际大地测量协会国际大地测量协会国际大地测量协会与地球物理联合会与地球物理联合会与地球物理联合会与地球物理联合会三、地轴进动三、地轴进动（1）现象现象地轴绕地轴绕黄极黄极缓慢旋转的现象。缓慢旋转的现象。（2）规律规律方向方向自东向西自东向西，周期周期25800年年。（3）成因成因：由于由于黄赤交角黄赤交角的存在的存在,使使日日（月）对地球的赤道隆（月）对地球的赤道隆起带产生差异吸引形成起带产生差异吸引形成力矩力矩M,导致自转导致自转动量矩动量矩L不守恒所致。不守恒所致。（4）后

43、果后果L L陀螺陀螺竖直旋转竖直旋转竖直旋转竖直旋转时，重力作时，重力作用线通过支点，重力对支用线通过支点，重力对支点的力矩为点的力矩为0 0，动量矩，动量矩 L L守恒，陀螺无进动现象。守恒，陀螺无进动现象。陀螺陀螺陀螺陀螺倾斜旋转倾斜旋转倾斜旋转倾斜旋转时，重力时，重力时，重力时，重力对陀螺产生力矩为对陀螺产生力矩为对陀螺产生力矩为对陀螺产生力矩为MM，陀螺因此发生进动现象。陀螺因此发生进动现象。陀螺因此发生进动现象。陀螺因此发生进动现象。 MML L陀螺进动的成因与方向判断陀螺进动的成因与方向判断陀螺进动的成因与方向判断陀螺进动的成因与方向判断地轴进动的成因与方向判断地轴进动的成因与方向

44、判断地轴进动的成因与方向判断地轴进动的成因与方向判断KKKK日日日日 （月）（月）（月）（月）地球地球地球地球导致春分点西移导致春分点西移导致春分点西移导致春分点西移产生岁差现象。产生岁差现象。产生岁差现象。产生岁差现象。导致北极星的变迁。导致北极星的变迁。导致北极星的变迁。导致北极星的变迁。地轴进动的方向地轴进动的方向自东向西自东向西地轴进动的周期地轴进动的周期25800年年 四、极移与地轴进动（岁差）的区别四、极移与地轴进动（岁差）的区别极移极移地轴进动地轴进动运动形式运动形式不受外力作用，地轴在不受外力作用，地轴在地球体内的自由摆动地球体内的自由摆动在外力矩的作用下，在外力矩的作用下，自转轴被逼运动自转轴被逼运动运动周期运动周期近近1414个月个月2580025800年年运动结果运动结果不改变天极和天赤道在不改变天极和天赤道在恒星间的位置，对天体恒星间的位置，对天体的赤道坐标和黄道坐标的赤道坐标和黄道坐标没有影响；没有影响；但使地理坐但使地理坐标产生微小变化。标产生微小变化。使天极、天赤道和春使天极、天赤道和春分点在恒星间的位置分点在恒星间的位置都不固定，使回归年都不固定，使回归年短于恒星年；天体的短于恒星年；天体的赤经、赤纬和黄经都赤经、赤纬和黄经都受到影响；受到影响；但却不改但却不改变地理经纬度的数值。变地理经纬度的数值。