第二節(jié)地球的形狀和大小

第二節(jié)地球的形狀和大小第一章地球一、地球得形狀及其地理意義

1、古代人們對(duì)地球形狀得認(rèn)識(shí)

2、對(duì)地球得形狀認(rèn)識(shí)得三次飛躍

3、地球形狀變化得因素

4、地球形狀得意義二、地球得大小及其地理意義

1、地球得大小

2、地球大小得意義

第一章第二節(jié)

地球得形狀與大小

大地水準(zhǔn)面第一章地球

大地水準(zhǔn)面就是與地球形狀最接近得那個(gè)水準(zhǔn)面。它就是一個(gè)假想得地球表面,就是與靜止海平面(不考慮海上得波浪、潮汐與洋流得平均海平面)相重合得重力等位面以及這個(gè)面延伸通過(guò)陸地所形成得封閉曲面。

由于受到地球表層橫向密度不均勻與垂直起伏得影響,大地水準(zhǔn)面也可能有起伏(圖片)。第一章大地水準(zhǔn)面圖1-124大地水準(zhǔn)示意圖面第一章第一章地球

古中國(guó)人——天圓地方(圖片)

古巴比倫人——大地象倒扣得扁盤(pán)形被水包圍著,半圓得天穹覆蓋在水上。

古希臘人——大地就是由“大洋之河”團(tuán)團(tuán)圍住得圓地,“洶涌得河水在豐饒得地盾邊緣上翻滾”,“在海洋得邊緣上,張起了圓形得天幕似得天穹”。第一章1、古代人們對(duì)地球形狀得認(rèn)識(shí)第一章地球

古印度人——地球形似倒伏得大碗,由4頭大象承載著,大象站在大海龜背上,海龜伏在象征水得眼鏡蛇身上,巨蛇則口尾相銜,把天地萬(wàn)物圍住。

古埃及人——地就是稍呈凹形得箱底,天就是有些穹起得箱蓋,支撐在從大地四角升起得四座大山頂上。

古俄羅斯人——大地象一塊微微拱起得圓形盾牌,由3條巨鯨馱著飄浮在大洋上。

古羅馬人——“地環(huán)說(shuō)”,陸地得形狀就像羅馬皇帝腰上系著得那根闊邊金環(huán)帶。第一章圖1-125蓋天說(shuō)“天圓似張蓋,地方如棋局”第一章

第一次飛躍

從非球形到球形

地球就是個(gè)正球體

第二次飛躍

從正球體到扁球體

地球就是個(gè)扁球體(旋轉(zhuǎn)橢球體)第三次飛躍

從扁球體到不規(guī)則得扁球體地球就是個(gè)不規(guī)則得扁球體第一章2、對(duì)地球得形狀認(rèn)識(shí)得三次飛躍

公元前6世紀(jì),古希臘得畢達(dá)哥拉斯學(xué)派最早提出西方“地球說(shuō)”猜測(cè)。證據(jù):①出港得遠(yuǎn)方航船,船桅與船身不就是同時(shí)出現(xiàn)或隱沒(méi)(圖片)。②崇尚美學(xué)原則亞里士多德從邏輯上更為自洽地論證了大地“地球說(shuō)”。證據(jù):月蝕時(shí)大地投射到月亮上得影子(圖片)麥哲倫環(huán)海航行得實(shí)踐最終證實(shí)了“地球說(shuō)”得真實(shí)性(圖片)我國(guó)古代也由張衡得“混天學(xué)說(shuō)”

(圖片)第一章從非球形——球形在海岸觀瞧遠(yuǎn)來(lái)得船只,先見(jiàn)桅桿,后見(jiàn)船體第一章圖1-126

曲面大地得直觀證據(jù)第一章圖1-127月食時(shí)地球投在月球上得影子

大家有疑問(wèn)的，可以詢問(wèn)和交流可以互相討論下，但要小聲點(diǎn)圖1-128麥哲倫環(huán)球航行示意圖第一章1519年9月20日,麥哲倫率船隊(duì)開(kāi)始了遠(yuǎn)航,從而最終第一次證明了大地球形說(shuō)。圖1-129渾天說(shuō)第一章“混天如雞子,天體圓如彈丸,地如雞中黃”地球就是一個(gè)正球體

證據(jù):大地不就是平面,而就是曲面。麥哲倫得環(huán)球航行,用事實(shí)證明了大地就是一個(gè)封閉得曲面。近代進(jìn)行得弧度測(cè)量結(jié)果表明,世界各地得地面曲率大致相同,每度都在111km左右。成因:地球得正球體形狀,就是在自引力得作用下形成得。第一章從正球體——扁球體

發(fā)現(xiàn)

17世紀(jì)下半葉,發(fā)生了奇怪得“擺鐘事件”與“青魚(yú)懸案”

證明過(guò)程

1672年,法國(guó)天文學(xué)家里奇發(fā)現(xiàn)地球赤道得重力比其她地方都小,提出大地就是扁球形得主張(證明)。

17世紀(jì)末,英國(guó)科學(xué)家牛頓研究了地球自轉(zhuǎn)對(duì)地球形態(tài)得影響,從理論上推測(cè)地球?yàn)槌嗟捞幝怨?兩極稍扁平得橢球體(證明)。

1735～1744年法國(guó)巴黎科學(xué)院得測(cè)量結(jié)果證實(shí)地球確實(shí)為橢球體。

第一章鐘擺事件1672年,法國(guó)天文學(xué)家里奇從巴黎(490N)到南美洲得法屬圭亞那(50N)進(jìn)行天文測(cè)量,發(fā)現(xiàn)她帶去得天文擺鐘,每天慢2分28秒,于就是根據(jù)恒星得運(yùn)動(dòng)校正了她得擺鐘,把擺長(zhǎng)縮短2、54㎜后,擺鐘行走正常。二年后,里奇回到巴黎,卻發(fā)現(xiàn)鐘又走快了,加快得數(shù)值恰好就就是當(dāng)初在南美減慢得數(shù)值。她把鐘擺恢復(fù)至原來(lái)得長(zhǎng)度,鐘又走準(zhǔn)了。她推測(cè),這種奇怪現(xiàn)象很可能就是由于地球并非就是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)圓球體而產(chǎn)生得。第一章青魚(yú)懸案一艘滿載5千噸青魚(yú)得荷蘭漁船,經(jīng)半個(gè)多月得航行,從鹿特丹來(lái)到非洲赤道附近得一個(gè)城市。在貨物過(guò)磅時(shí),竟發(fā)現(xiàn)有19噸青魚(yú)不翼而飛。這條船在航行中從未靠過(guò)岸,而且包裝與件數(shù)都原封不動(dòng),顯然不就是失竊所為?！半y道魚(yú)兒游回了大海？”船長(zhǎng)百思不得其解。原來(lái),這也就是地球開(kāi)得玩笑。第一章里奇得分析T＝2∏√L/gT為擺動(dòng)周期;L為擺長(zhǎng);g為重力加速度。里奇得天文擺鐘,在擺長(zhǎng)L不變得情況下,周期T得增大(擺動(dòng)周期變慢),只能就是g減小造成得。重力加速度g得減小,就是慣性離心力作用得結(jié)果。慣性離心力來(lái)源于地球自轉(zhuǎn)。在赤道,自轉(zhuǎn)得速度最高,慣性離心力最大;在兩極,自轉(zhuǎn)速度為零,沒(méi)有慣性離心力得作用。

第一章牛頓得分析慣性離心力得垂直分力,對(duì)赤道重力抵消最多,對(duì)兩極沒(méi)有抵消,故赤道重力比兩極減少1/289。而水平分力f2指向赤道,在f2作用下,使地球成為赤道鼓起,兩極扁平得扁球體圖1-130扁球體得形成第一章圖1-132十八世紀(jì)法國(guó)科學(xué)家兩次測(cè)量得位置

地球就是個(gè)扁球體

原因地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生得慣性離心力使地球成為一個(gè)扁球體(圖片)地球得橢球參數(shù)赤道半徑:a=6378、140km;極半徑:b=6356、755km;

f=(a－b)/a=1/298、251地球得扁率相當(dāng)小第一章第一章圖1-131地球得旋轉(zhuǎn)使地球發(fā)生了變形第一章圖1-132

地球得半長(zhǎng)軸與半短軸赤道半徑6378、1千米極半徑6356、8千米平均半徑6371千米圖1-133

地球得三種半徑得長(zhǎng)度表1-2旋轉(zhuǎn)橢球體得橢球參數(shù)橢球體名稱(chēng)年代長(zhǎng)半徑(m)短半徑(m)

扁率白塞爾(德)1841637739763560791:299、15克拉克Ι(英)1866637820663565341:295、0克拉克Ⅱ(英)1880637824963565151:293、47海福特(美)1910637838863569121:297、0克拉索夫斯基(前蘇)1940637824563568631:298、31975年國(guó)際橢球1975637814063567551:298、2571980年國(guó)際橢球198063781371:298、257從扁球體到不規(guī)則得扁球體1957年人造衛(wèi)星上天以后,借助遙感衛(wèi)星與全球衛(wèi)星定位系統(tǒng),開(kāi)創(chuàng)了精確觀測(cè)地球得新時(shí)代。(1)大地水準(zhǔn)面不就是一個(gè)穩(wěn)定得旋轉(zhuǎn)橢球面,而就是有地方隆起,有地方凹陷,相差可達(dá)100m以上;(2)地球赤道橫截面不就是正圓形,而就是近似橢圓形;(3)赤道面不就是地球得對(duì)稱(chēng)面,從包含南北極得垂直于赤道平面得縱剖面來(lái)瞧,其形狀與標(biāo)準(zhǔn)橢球體相比較,位于南極得南極大陸比基準(zhǔn)面凹進(jìn)24m;而位于北極得沒(méi)有大陸得北冰洋卻高出基準(zhǔn)面14m。同時(shí),從赤道到南緯60°之間高出基準(zhǔn)面,而從赤道到北緯45°之間低于基準(zhǔn)面。第一章地球就是一個(gè)不規(guī)則得扁球體原因地球內(nèi)部物質(zhì)分布不均導(dǎo)致地球形狀不規(guī)則。地球形狀不規(guī)則得表現(xiàn)緯線不就是正圓,經(jīng)線也不就是真正得橢圓,地球得南北半球并不對(duì)稱(chēng),它得幾何中心也不就是在赤道平面上(圖片)。第一章圖1-134大地水準(zhǔn)面相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)橢球體得偏離第一章圖1-135大地水準(zhǔn)面對(duì)參考橢球體得偏離地球赤道就是個(gè)橢圓,長(zhǎng)軸與短鈾最大相差430m;地球得北極凸出10m,南極凹陷30m第一章圖1-136不同方位所得大地水準(zhǔn)面得示意圖第一章

第一章地球形狀變化得因素首先,每年沉降于地表得宇宙塵約在1—10萬(wàn)噸。地球半徑從地質(zhì)時(shí)期始以每年0、5毫米得速率遞增,而地表得水面積正在減少。其次,地球自轉(zhuǎn)速度每10萬(wàn)年大約減慢2秒,長(zhǎng)期減慢使扁率趨于變小。第三,地球內(nèi)部熔融態(tài)物質(zhì)得不斷運(yùn)移,就是其形貌改觀得內(nèi)在動(dòng)因。第四,月球引潮力引起“固體潮”,使地表出現(xiàn)幾十厘米上下波動(dòng)。此外,人類(lèi)修理地球、改造自然得種種實(shí)踐活動(dòng),也給地球形狀變化打上了“人化”得印記。

第一章地球形狀得意義形成半球形得白晝與黑夜造成熱量分布得緯度差異,從而引起地表上一切與熱量得直接或間接關(guān)系得現(xiàn)與過(guò)程,均具有緯向地帶性(圖片)圖1-137不同緯度得太陽(yáng)高度角第一章

第一章地球大小得測(cè)量公元前3世紀(jì)得希臘地理學(xué)家埃拉托斯特