第三節(jié)地球運動

1、第三節(jié)第三節(jié) 地球的運動及其自然地理意義地球的運動及其自然地理意義地球的自轉(zhuǎn)運動地球的自轉(zhuǎn)運動 地球的公轉(zhuǎn)運動地球的公轉(zhuǎn)運動一、地球的自轉(zhuǎn)運動一、地球的自轉(zhuǎn)運動 1. 地球自轉(zhuǎn)的方向地球自轉(zhuǎn)的方向 自西向東自西向東 右手法則：右手法則：設(shè)想用右手握住地軸，大拇指豎直指向北極星，四手指的方向則代表地球的自轉(zhuǎn)方向。 天球的視運動方向：天球的視運動方向：自東向西 在北極上空看地球自轉(zhuǎn)是逆時針方向，而南極上空是順時針方向地球的自轉(zhuǎn)方向地球的自轉(zhuǎn)方向 傅科擺實驗：傅科擺實驗：2. 地球自轉(zhuǎn)的周期地球自轉(zhuǎn)的周期 地球的自轉(zhuǎn)周期為1日。選擇天球上不同的參考點，其可分為恒星日、太陽日和太陰日。 恒星日：恒星日

2、：以天球上某恒星（或春分點）為參考點，指某地經(jīng)線連續(xù)兩次通過同一恒星與地心連線的時間間隔，為23時56分4秒。地球自轉(zhuǎn)的真正周期，常量地球自轉(zhuǎn)的真正周期，常量。 太陽日：太陽日：以太陽的視圓面中心作參考點，指日地中心連線連續(xù)兩次與某地經(jīng)線相交的時間間隔，平均為24時。晝夜更替晝夜更替的周期的周期。 太陰日：太陰日：以月球中心作參考點，指月地中心連線連續(xù)兩次通過某地經(jīng)線的時間間隔，平均為24時50分。潮汐日變化的理潮汐日變化的理論周期論周期。 3. 地球的自轉(zhuǎn)速度地球的自轉(zhuǎn)速度 角速度：角速度：地球自轉(zhuǎn)一周實際轉(zhuǎn)過的角度與其對應的周期之比，約為15/h。角速度是均勻的，既不隨既不隨維度變化，又不

3、隨高度變化，全球一致維度變化，又不隨高度變化，全球一致。 線速度：線速度：隨緯度和高度變化而不同，緯度越低自轉(zhuǎn)緯度越低自轉(zhuǎn)線速度越大線速度越大，在赤道海平面上在赤道海平面上的自轉(zhuǎn)線速度已超過已超過音速音速，達到達到465 ms-1。地球自轉(zhuǎn)速度的變化：地球自轉(zhuǎn)速度的變化：u地球形成以來自轉(zhuǎn)速度在變慢 自轉(zhuǎn)變慢的原因：自轉(zhuǎn)變慢的原因：潮汐摩擦力，太陽活動、地 球不斷膨脹。u自轉(zhuǎn)速度在變慢的過程中也有變快的階段 自轉(zhuǎn)變快的原因：自轉(zhuǎn)變快的原因：地球上比重大物質(zhì)在重力作 用下不斷向地心匯聚。 4地球自轉(zhuǎn)對自然地理環(huán)境的影響地球自轉(zhuǎn)對自然地理環(huán)境的影響晝夜更替 地表水平運動的物體發(fā)生偏轉(zhuǎn)地方時對自然地

4、理環(huán)境演變的影響 地球自轉(zhuǎn)決定晝夜更替，使地表各種過程具有晝地球自轉(zhuǎn)決定晝夜更替，使地表各種過程具有晝夜節(jié)奏夜節(jié)奏n氣溫、濕度、風、蒸發(fā)、和降水等氣候要素以及生物生長發(fā)育等自然地理現(xiàn)象和過程都產(chǎn)生晝夜的節(jié)律性變化。n地球適中的自轉(zhuǎn)速度使地表熱量分配適中，從而使得許多過程不朝極端的方向發(fā)展。晝夜更替晝夜更替 使地表水平運動的物體發(fā)生偏轉(zhuǎn)使地表水平運動的物體發(fā)生偏轉(zhuǎn) 由于地球自轉(zhuǎn)，地球上所有水平運動的物體在北半球的運動方向都向右偏轉(zhuǎn)，在南半球向左偏轉(zhuǎn)。 地轉(zhuǎn)偏向力或科氏力（科里奧利力，因法國數(shù)學家科里奧利最早研究而得名） 科氏力對大氣運動、洋流及河流的運動等產(chǎn)生重要科氏力對大氣運動、洋流及河流的運

5、動等產(chǎn)生重要影響影響 大氣環(huán)流：大氣環(huán)流： 大氣環(huán)流示意圖河流：河流：黃河三角洲長江河口 地球自轉(zhuǎn)造成同一時刻、不同經(jīng)線上具有不地球自轉(zhuǎn)造成同一時刻、不同經(jīng)線上具有不同的地方時間同的地方時間 地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生天體的周日視運動，使不同經(jīng)度上的人們處于早、午、晚、夜等不同時間感受狀態(tài)。 地球自轉(zhuǎn)運動的變化對自然地理環(huán)境演變的影響地球自轉(zhuǎn)運動的變化對自然地理環(huán)境演變的影響 地球自轉(zhuǎn)速度的變化對地球氣候有重要影響地球自轉(zhuǎn)速度的變化對地球氣候有重要影響 對大氣環(huán)流的影響：對大氣環(huán)流的影響：彭公炳等（1983）研究發(fā)現(xiàn)，地球自轉(zhuǎn)速度加快時北半球全年W型（即緯向型，西方型）大氣環(huán)流日數(shù)減少，E型（東方型）年日數(shù)

6、增多，自轉(zhuǎn)速度減慢時相反。 對厄爾尼諾現(xiàn)象的影響：對厄爾尼諾現(xiàn)象的影響：任振球（1990）研究發(fā)現(xiàn)，厄爾尼諾現(xiàn)象大都發(fā)生在地球自轉(zhuǎn)速度年變量隨時間變化曲線上連降兩年的時期。 地極變化對地球氣候的影響地極變化對地球氣候的影響 地極的變化：地極的變化： 長尺度變化：大約3億年前，地球的南極在現(xiàn)在非洲的南端，而北極在夏威夷島附近。 中期和短期變化：地極具有427天（即14個月）的變化周期（Chandler，1900）。 地極變化對地球氣候的影響：地極變化對地球氣候的影響：n地極位置的變化，必然導致赤道和各個地方地理緯度的變化，并最終引起全球氣候及全球自然地理環(huán)境的變化。n極移的海平面高度變化效應具有

7、多年變化，最大值達40 mm，因而對全球海水和大氣環(huán)流將產(chǎn)生明顯變化。 地磁變化對自然地理環(huán)境的影響地磁變化對自然地理環(huán)境的影響 還在探索中還在探索中n 地磁反轉(zhuǎn)導致地球上某些海洋生物種類的滅絕；n 地磁場對地球高層大氣有一定控制作用；n 地磁反轉(zhuǎn)不足以引起全球氣候的巨大變化（Worn 等，1971） 。二、地球的公轉(zhuǎn)二、地球的公轉(zhuǎn) 地球公轉(zhuǎn)的方向與軌道地球公轉(zhuǎn)的方向與軌道 公轉(zhuǎn)方向：公轉(zhuǎn)方向：自西向東。 公轉(zhuǎn)軌道：公轉(zhuǎn)軌道：橢圓，接近正圓。遠日點日地距離1.521億km，近日點日地距離1.471億km，日地平均距離1.496億km。 地球公轉(zhuǎn)軌道示意圖黃赤交角：黃赤交角： 黃道面：黃道面：太

8、陽視運動在天穹上移動的軌跡，叫做黃道，黃道所在的平面叫黃道面。黃道面與地球公轉(zhuǎn)軌道面重合。黃道面與地球公轉(zhuǎn)軌道面重合。 地球公轉(zhuǎn)軌道面與地軸的交角：地球公轉(zhuǎn)軌道面與地軸的交角：6634 黃赤交角：黃赤交角：黃道面與赤道面的交角2326。 地球公轉(zhuǎn)的周期地球公轉(zhuǎn)的周期 地球公轉(zhuǎn)的周期，通常用“年年”來表示，可分為恒星年和回歸年。 恒星年：恒星年：是指地球連續(xù)兩次經(jīng)過太陽和地球公轉(zhuǎn)軌道面上一顆恒星（通常是獅子星座的軒轅十四）的連線所需的時間，長度為365.2564日日。地球公轉(zhuǎn)的真正周期。地球公轉(zhuǎn)的真正周期。 回歸年：回歸年：是指地球連續(xù)兩次通過春分點與太陽連線所需的時間，長度為365.2422日

9、日。回歸年直接決定著一年的回歸年直接決定著一年的四季變化，與農(nóng)作物播種、生長、收獲有著比較固定的四季變化，與農(nóng)作物播種、生長、收獲有著比較固定的關(guān)系關(guān)系。 地球公轉(zhuǎn)的速度地球公轉(zhuǎn)的速度 地球公轉(zhuǎn)的速度遵循開普勒定律，即在相等單位時間內(nèi)，地球與太陽的連線在地球公轉(zhuǎn)軌道面上掃過的面積相等。其與日地距離的長短成反比。 地球公轉(zhuǎn)對自然地理環(huán)境的影響地球公轉(zhuǎn)對自然地理環(huán)境的影響 季節(jié)的變化 五帶的劃分 長周期氣候的變化 使地表各種自然地理現(xiàn)象和過程出現(xiàn)四季變化使地表各種自然地理現(xiàn)象和過程出現(xiàn)四季變化 地軸傾斜平移公轉(zhuǎn)致使太陽光線直射地球的位置在一年當中出現(xiàn)周期性的變化（在南北回歸線之間移動），造成太陽高

10、度和晝夜長短的季節(jié)性變化，致使南北半球各自所得太陽能差異巨大，從而使自然地理現(xiàn)象和過程出現(xiàn)春、夏、秋、冬的季節(jié)更替。 太陽高度（角）：太陽高度（角）：太陽光線與地平面間的夾角。24節(jié)氣：節(jié)氣： 將黃道圈以15為單位劃分所得24個弧度，每段15 為一個節(jié)氣。四季的劃分：四季的劃分： 西方（天文學上）：西方（天文學上）：以春分、夏至、秋分、冬至分別為春、夏、秋、冬四季的起點。 我國：我國：以立春、立夏、立秋、立冬分別為春、夏、秋、冬四季的起點。 氣候統(tǒng)計上：氣候統(tǒng)計上：3、4、5月為春季，6、7、8月夏季，9、10、11秋季，12、1、2月冬季。 以溫度為標準：以溫度為標準：侯（5天為一侯）平均氣

11、溫低于10 為冬季，高于22 為夏季，介于10 和22 之間為春季和秋季。 天文地帶的形成與劃分天文地帶的形成與劃分 天文地帶，天文地帶，是指地球上四季變化特點基本相同的地帶。 根據(jù)地表有無太陽直射以及極晝、極夜現(xiàn)象，全球共分為“五帶五帶”：熱帶、南溫帶、北溫帶、南寒帶、北熱帶、南溫帶、北溫帶、南寒帶、北寒帶。寒帶。 對長周期氣候變遷的影響對長周期氣候變遷的影響 近1*106年以來，地球冰期與間冰期的長周期氣候變化是地球軌道三參數(shù)（地球軌道偏心率、地軸傾斜度、歲差）周期性變化的結(jié)果。l地球公轉(zhuǎn)軌道偏心率地球公轉(zhuǎn)軌道偏心率 變化：變化：目前0.0167，變動范圍0.00-0.06，周期約10萬年

12、。 影響：影響：若偏心率變大，夏至日前后地球通過遠日點時，北半球有短而熱的夏季，長而冷的冬季，年內(nèi)溫差很大；若偏心率變小，則北半球冬夏半年長度幾乎相等，年內(nèi)溫差小。 l 地軸傾斜度（即赤道面與黃道面的夾角）地軸傾斜度（即赤道面與黃道面的夾角） 變化：變化：目前2326，變化范圍在21.8- 24.4之間，周期4萬年。 影響：影響：傾斜度的大小影響到高低緯之間、冬夏之間的熱量分配。如地軸傾斜度增加，高緯度地區(qū)的太陽輻射量增加，赤道地區(qū)相對減少，前者為主。傾斜度越大，地球高緯地區(qū)接受的太陽輻射量年內(nèi)差別就越大，出現(xiàn)冬天更冷、夏天更熱的現(xiàn)象，氣溫年較差增大。 l 歲差歲差 歲差現(xiàn)象，歲差現(xiàn)象，是由于

13、地軸的進動（地軸空間指向的周期性變化），使春分點沿黃道面向西緩慢移動造成的，其移動的速度為每年50.29，周期約為2.6萬年。 影響：影響：歲差的存在使地球通過春分點時得到的熱量狀況不同。歲差的現(xiàn)象也會引起長尺度地球氣候的變化，若夏至日通過近日點（與現(xiàn)在相反），則會出現(xiàn)夏熱冬寒的現(xiàn)象。 南斯拉夫科學家米蘭科維奇（M. Milankovitsch）綜合了三者對氣候的影響，很好的解釋了第四紀的4次大冰期及3次間冰期的出現(xiàn)，尤其是很好的解釋了最后一次冰期和5000年前后冰后期最溫暖氣候。 三、時間與歷法三、時間與歷法 時間時間 1. 地方時地方時 地方時，是指由于地球的自轉(zhuǎn)造成同一時刻不同經(jīng)線上具有

14、不同的地方時間。 時差：經(jīng)度每差15 ，地方時相差1小時；經(jīng)度相差360 ，地方時相差24小時，即相差1天。 2. 區(qū)時區(qū)時 全世界按統(tǒng)一標準劃分時區(qū)，世界各國按其所在時區(qū)，實行分區(qū)計時制度（區(qū)時制度）。每一時區(qū)采用一個統(tǒng)一的標準時間，稱為區(qū)時或標準時。（1884年國際子午線會議） 時區(qū)的劃分：時區(qū)的劃分： 以本初子午線為基準東西經(jīng)度各7.5為零時區(qū)，零時區(qū)向東向西每15劃分一個時區(qū)，共劃分24個時區(qū)：東1區(qū)、東2區(qū)東12區(qū)，西1區(qū)、西2區(qū)西12區(qū)。 區(qū)時的確定（理論）：區(qū)時的確定（理論）： 以0、15以及15的整數(shù)倍的經(jīng)線作為每個時區(qū)的標準時線，標準時線的地方平太陽地方平太陽時作為全時區(qū)統(tǒng)一

15、的標準時間，成為“區(qū)時區(qū)時”或或“標準時標準時”。東12區(qū)和西12區(qū)各為半個時區(qū)，共同使用180經(jīng)線的標準時間。 各國實際時間的確定：各國實際時間的確定： 以首都所在時區(qū)為國家的標準時間（大多）； 以國內(nèi)行政區(qū)為界劃分時區(qū)（幅員大的國家）； 有的采用半時區(qū)為標準時，有的比理論時區(qū)快1小時，甚至有的國家不依15或7.5的整數(shù)倍作標準時。 國際日期變更線：國際日期變更線： 180經(jīng)線附近，除中間和南端沿180經(jīng)線外，其它地方是一條折線。由東向西越過這條線，日期增加一天，由西向東越過這條線，日期減少一天。 歷法歷法 歷法，歷法，是指根據(jù)日、月運行規(guī)律安排年、月、日的根據(jù)日、月運行規(guī)律安排年、月、日的

16、法則法則?，F(xiàn)今仍然使用的歷法種類包括：太陰歷、太太陰歷、太陽歷、陰陽歷陽歷、陰陽歷。 編歷原則：編歷原則：力求在盡可能短的協(xié)調(diào)周期（編歷的循環(huán)周期）內(nèi)，使歷年、歷月的平均日數(shù)，與日月的運動周期的精確日數(shù)相等或盡量接近。 1太陰歷太陰歷 根據(jù)月相變化規(guī)律制定的歷法，簡稱陰歷，又叫回歷。 歷月歷月 依據(jù)：依據(jù)：朔望月29.5306日，小月取29日，大月取30日； 協(xié)調(diào)周期：協(xié)調(diào)周期：360個朔望月（即30個太陰年），協(xié)調(diào)周期內(nèi)應安排的大月總數(shù)191個（3600.5306），小月總數(shù)169個（360-191） ；歷月的平均值為（19130+16929）/360=29.53055日，與朔望月周期十分接

17、近。 大、小月安排：大、小月安排：逢單大月，逢雙小月。 歷年歷年 依據(jù)：依據(jù)：回歸年與朔望月的比值365.2422/29.5306=12.3，取整定為12個朔望月/年。太陰年的精確日數(shù)應該是1229.5306=354.367，平年定為354日，閏年為355日。協(xié)調(diào)周期內(nèi)，閏年數(shù)11個（300.367），平年數(shù)19個（30-11）。太陽年的平均日數(shù)=（11355+19354）/30=354.366日。 置閏規(guī)律：置閏規(guī)律： 序號為2、5、7、10、13、16、18、21、24、26、28的年份為閏年。閏年的閏月安排在12月份的最后一天。因此，平年為6個大月，6個小月；閏年為5個小月，7個大月。

18、特征特征 歷月的日序與月相對應，但歷年的月序卻與季節(jié)毫不相干。由于歷年比回歸年短11天，約17年出現(xiàn)一次寒暑倒置，冬夏移位，無法依次安排農(nóng)事活動。2太陽歷太陽歷 依據(jù)太陽回歸周期編制的歷法，簡稱陽歷，或叫公歷。 歷年歷年 依據(jù)：依據(jù)：回歸年365.2422日，平年定為365日，閏年366日。 協(xié)調(diào)周期：協(xié)調(diào)周期：400個回歸年，其中應安排閏年總數(shù)97個平年數(shù)303個。歷年的平均日數(shù)365.2425日。歷年的歲首定在歷年的歲首定在冬至后的第冬至后的第10天。天。 置閏規(guī)律：置閏規(guī)律： 公元年號能被4整除的是閏年； 整百之年不能被400整除的不是閏年； 閏年之閏日安排在2月的最后一天。 歷月歷月 依據(jù)：依據(jù)：是回歸年與朔望月的比值12.3，取整后定為12個朔望月/年。歷月的平均日數(shù)365.2422/12=30.4368，大月定為31天，小月30天。 大、小月的安排：大、小月的安排：理論上應是閏年6個大月，6個小月；平年為5個大月，7個小月。而事實上卻是7個大月（1,3,5,7,8,10,12），5個小月（2,4,6,9,11），其中2月平年28日，閏年29日。 特征特征 歷年的月序與季節(jié)相對應，但歷月的日序與月相卻不相干，是國際通用歷法。 3陰陽歷陰陽歷 既依據(jù)月相周期，又協(xié)調(diào)太陽回歸周期所制定的歷法，又稱農(nóng)歷、舊歷或夏歷。