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1、 地球概论电子教案地球概论电子教案出版：高 等 教 育 出 版 社 高等教育电子音像出版社地球概论电子教案地球概论电子教案 第一章 地理坐标与天球坐标 第二章 地球的宇宙环境 第三章 地球的运动 第四章 地球运动的地理意义 第五章 地球和月球 第六章 地球的结构和物理性质制作：束炯 李莉华东师范大学地理系Essentials of Globe高 等 教 育 出 版 社高等教育电子音像出版社East China Normal University出版第一章 地理坐标与天球坐标第一节 地理坐标 经线和纬线一、 地球上的经线和纬线q 地理定位的需要v二直线相交于一点；v每地点都可看作是特定经线和纬线
2、交点。East China Normal Universityq经线和纬线都是地球上的圆v大圆：同一球面上最大的圆，其圆心即为球心；v小圆：大圆以外的圆。q纬线(parallel)v垂直于地轴的平面同地球相割而成的圆；v纬线相互平行，大小不等;v赤道(equator)：纬线中惟一的大圆，将地球分为南北半球。East China Normal UniversityEast China Normal Universityq经线(meridian)v通过地轴的平面同地球相割而成的圆；v经线都是大圆（通常指它的半圆），都在两极相交，大小相同；v本初子午线：通过英国Greenwich(格林尼治)天文台的
3、0经线（1884年确定）。图1-1 经线和纬线纬线平面垂直于地轴,经线平面都通过地轴East China Normal University英国Greenwich天文台,现为天文博物馆天文台内展出早期的天文望远镜、星象图和天文钟等East China Normal University通过Greenwich天文台内古老的天文望远镜观察宇宙脚跨东西半球, 即通过Greenwich 天文台的本初子午线(0经线)。East China Normal University二、 地球上的方向和距离q 地球上的方向v 通常指地平方向；v 南北方向（经线方向），有限方向；v 东西方向（纬线方向），无限方向；
4、v 理论上亦东亦西；实际上非东即西。East China Normal Universityq地球上的方向与地球自转v我国传统上把正午太阳所在方向定为正南，而把日出日落的方向视为东西方向；v东西方向与地球自转相联系；v在用时针的方向表述地球自转方向时，必须明确观测者是立足于哪个半球观测地球自转的。East China Normal University图1-3 十二支表示地平方向。其中子午表示南北，卯酉表示东西。图1-2 地球自转方向向东。在北半球看，呈逆时针方向；在南半球看，呈顺时针方向。East China Normal Universityq角距离与线距离的简单换算关系v海里：经线1分的
5、弧长；v两地间弧分数=其长度的海里数，由此推出经线的全长：60海里180=10 800海里；v赤道的周长：60海里360=21 600海里。East China Normal University经度和纬度一、 经度和纬度q是经线和纬线的“编号”，本身代表一种角度q纬度：一地相对于赤道平面的南北方向和角度v纬度是一种线面角，即本地法线与赤道平面的交角；v纬度在本地经线上度量，南北纬各分90度。East China Normal Universityq经度：本地子午面的东西方向和角距离v经度是两面角，本初子午面为起始面；本地子午面为终面；v经度通常在赤道上度量，东西经各分180度。East Ch
6、ina Normal University图1-4 经度和纬度 纬度是线面角，即本地法线与赤道平面的交角； 经度是两面角，即本地子午面与本初子午面的交角。East China Normal Universityq 经线都是大圆，纬度间隔大体相等：v 1约折合111km。q 纬线是大小不等的圆 v 经度的间隔，随纬度增高而减小；v 与纬度的余弦成反比。East China Normal University图1-5 经线的间隔随纬度增大而减小East China Normal Universityq经（纬）度与经（纬）线v经度和纬度用来区分不同的经线和纬线；v经线即等经度线，纬线即等纬度线。二、
7、 地理坐标q一地的经度和纬度相结合，叫做该地的地理坐标East China Normal Universityq同地理坐标相联系的有三个大圆v赤道（横轴）；v本初子午线（纵轴）；v本地子午线。q书写按惯例v先纬度，后经度；v数字在先，符号在后。 例：北京40N, 116EEast China Normal University图1-6 在墨卡托投影图上的经纬线。经线互相平行，纬线间隔由赤道向两极增大，以致格陵兰岛比南美洲还大。East China Normal University第二节 天球坐标一、 天球和天穹q天球：以地心为球心半径为任意的假想球体，表示天体视运动的辅助工具v是整球和圆球；
8、v分地心天球和日心天球。q天穹：地平以上的半个天球v是半球和扁球。East China Normal University图1-7 天球示意图 天球的半径是任意的,所有天体,不论多远,都可以在天球上有它们的投影。East China Normal Universityq天球的视运动v对于地球观测者：天球围绕我们以与地球自转相反的方向（向西），和相同的周期（1日）旋转；v天球周日运动；v周日圈：天体周日运动行经的路线，天体愈近天极周日圈愈小，反之亦然。East China Normal University图1-8 太阳周年运动方向向东(与地球公转方向相同),其视行路线被称为黄道。East Ch
9、ina Normal University1春：中天狮子 太阳 飞马夏：天蝎中天 太阳 猎户秋：飞马中天 太阳 狮子冬：猎户中天 太阳 天蝎图1-9 夜半中星随季节的变化这是地球公转的反映。由夜半中星的变化间接推出太阳周年运动。East China Normal Universityv太阳同时参与两种相反的运动：由于地球自转而随同整个天球的运动，方向向西，日转一周；由于地球公转而相对于恒星的运动，方向向东，年巡天一周。East China Normal University图1-10 天球的视运动 左：地球公转和太阳周年运动，二者都向东。 右：地球自转和天球周日运动，前者向东，后者向西。Eas
10、t China Normal Universityq 天球上的圆和点图1-11 天球大圆的交点和远距点 左:地平圈与天赤道的交点（东、西）和远距点(南、北、上、下)；右:黄道与天赤道的交点（二分）和远距点（二至点和无名点）East China Normal Universityv三个基本大圆：地平圈，天赤道，黄道；v大圆的极点：地平圈两极：天顶和天底；天赤道的两极：天北极和天南极；黄道的两极：黄北极和黄南极。v大圆的交点：天赤道交地平圈：东点和西点；黄道交天赤道：春分点和秋分点。East China Normal Universityv大圆的大距点：地平圈对于天赤道：南点和北点；天赤道对于地平
11、圈：上点和下点；黄道对于天赤道：夏至点和冬至点；天赤道对于黄道：无名点。East China Normal Universityq 天球上的方向和距离v方向：地球上方向的延伸；v东西方向：俯视，逆钟向为东；v距离：只有角距离。East China Normal University图1-12 天球上的距离图1-13球面坐标的一般模式由基圈、始圈和终圈构成球面三角形East China Normal University二、天球坐标q球坐标系的一般模式v以基圈、始圈和终圈构成一球面三角形；v纵坐标即纬度；v横坐标即经度。East China Normal Universityq两大类天球坐标系v
12、右旋坐标系：与天球周日运动（地球自转）联系，向西；v左旋坐标系：与太阳周年运动（地球公转）联系，向东。East China Normal Universityq地平坐标系v用途：表示天体在天空中的高度和方位；v圆圈系统：地平圈，子午圈，卯酉圈；v基本要点：基圈：地平圈；原点：南点；始圈：午圈；纬度：高度；经度：方位 (0到360度，自南点向西沿地平圈度量）。East China Normal University图1-14 地平坐标系的圆圈系统：地平圈上4个相距90的点：东、南、西、北点；得到子午圈（过南、北点）和卯酉圈（过东、西点）。图1-15 天体的地平坐标：高度和方位East China
13、 Normal Universityq第一赤道坐标系(也称时角坐标系)v用途：用于时间度量；v圆圈系统：天赤道，子午圈和六时圈；v基本要点：基圈：天赤道；原点：上点；始圈：午圈；纬度：赤纬；经度：时角（经圈改称时圈）自上点沿天赤道向西度量（为使天体的时角“与时俱增 ”）。East China Normal University图1-16(上) 第一赤道坐标系的圆圈系统。天赤道上4个相距90的点：东、西、上、下点；得到子午圈和六时圈。图1-17（下） 天体第一赤道坐标系：赤纬和时角East China Normal Universityq第二赤道坐标系v用途：表示天体在天球上的位置；v圆圈系统：
14、天赤道，二分圈和二至圈；v基本要点：基圈：天赤道；原点：春分点；始圈：春分圈；纬度：赤纬；经度：赤经，自天赤道向东度量（为使春分点沿天赤道向东度量，即当时的“恒星时”）。East China Normal University图1-18（下） 第二赤道坐标系的圆圈系统。天赤道上4个相距90的点：二分点和二个无名点；得到二分圈和二至圈。 图1-19（上） 天体第二赤道坐标系：赤纬和赤经East China Normal Universityq黄道坐标系v用途：表示日月行星的位置及其运动；v圆圈系统：黄道，无名圈（通过春分点的黄经圈）和二至圈；v基本要点：基圈：黄道；原点：春分点；始圈：无名圈；纬
15、度：黄纬；经度：黄经，自春分点沿黄道向东度量（为使太阳的黄经“与日俱增”）。East China Normal University图1-20（上） 黄道坐标系的圆圈系统。黄道上4个相距90的点：二分点和二至点；得到无名圈和二至圈。图1-21（下） 天体的黄道坐标系：黄纬和黄经 East China Normal University图1-22 仰极高度天顶赤纬当地纬度 地平座标系和第一赤道坐标系； 始圈相同（午圈）但基圈不同，因而高度不同于赤纬，方位不同于时角； 二者的具体差异与当地的纬度有关； 仰极高度体现地平系统与第一赤道向系统的关系。 East China Normal Univers
16、ity 第二赤道坐标系和黄道坐标系：赤经和黄经都向东度量：有共同的原点（春分点）。但第一赤道坐标系以天赤道为基圈，春分圈为始圈；黄道坐标系以黄道为基圈，以无名圈为始圈。所以，赤纬不同于黄纬，赤经不同于黄经。图1-23 第二赤道坐标系和黄道坐标系East China Normal University 基圈相同（天赤道）因而有相关的纬度（赤纬）但始圈不同，因而时角不同于赤经； 二者的具体差异于当时的恒星时有关； 恒星时即春分点的时角，或上点的赤经。天体赤经天体当时时角当时恒星时S（恒星时）= tr(春分点时角)S（恒星时）= t*(恒星的时角)+a*（恒星的赤经）恒星中天：t* = 0则S（恒星时）= a*（恒星中天的赤经）图1-24 第一赤道坐标系 和第二赤道坐标系East China Normal UniversityEast China Normal University
