【正文】 第 1 頁 共 217 頁 第一章：宇宙中的地球 地球中的宇宙環(huán)境 一、人類對宇宙的認(rèn)識 宇宙的概念 宇宙 是空間和時間的總和，是由各種形態(tài)的物質(zhì)組成的，是在不斷運(yùn)動變化的。 天文學(xué)家把人類已經(jīng)觀測到的有限宇宙叫“可見宇宙”或“已知宇宙”。其半徑大約是140億 光年。 光年 是天文學(xué)中的距離單位，即光在“真空”中一年所傳播的距離。在真空中，光速約30萬千米每秒，所以 1光年約等于 *1012千米。 人類對宇宙的認(rèn)識過程 （ 1）、公元 150年，托勒密：“地心說” （ 2）、 1543年，哥白尼：“日心說” （ 3）、 18世紀(jì)，引入“星系”一詞 （ 4）、 20世紀(jì) 60年代后，現(xiàn)代探測技術(shù)的應(yīng)用。 二、多層次的天體系統(tǒng) 天體 天體 是指宇宙間各種物質(zhì)的總稱。包括：恒星、行星、衛(wèi)星、星云、流星體、彗星、星際空間物質(zhì)及塵埃等。 天體的類型 ： 自然天體 ：自然存在的天 , 包括：恒星、行星、衛(wèi)星、星云、流星體、彗星、星際空間物質(zhì)及塵埃等。 人造天體 ：人為制造的天體：宇宙探測器、宇宙飛船等。（但一定要在太空中） 天體系統(tǒng) 天體之間的相互吸引、相互繞轉(zhuǎn)形成 天體系統(tǒng) 。 （ 1）、太陽系知識點(diǎn)匯總 ： 衛(wèi)星：木星最多，水星、金星無。 小行星（ 小行星帶位于火星和木星之間 ） 小天體 流星彗星 八大行星的運(yùn)動特征： 共面性、同向性、近圓性 太陽 水 金 地 火 木 土 天王 海王 第 2 頁 共 217 頁 類地行星 巨行星 遠(yuǎn)日行星 無光環(huán) 有光環(huán) 有光環(huán) 距離太陽：近 — 遠(yuǎn) 表面溫度：高 — 低；公轉(zhuǎn)周期：短 — 長 ；平均公轉(zhuǎn)速度：快 — 慢 （左 右）； 月相的成因 ： 月球是一個不發(fā)光、不透明的球體，但能反射太陽光 日月地三者的位置關(guān)系 （ 2）、天體系統(tǒng)總圖 三、地球是太陽系中一顆既普通又特殊的行星 地球的 普通性 ：地球與其它行星的運(yùn)動特征相似，即具有同向性、共面性、近圓性的特征。 地球的 特殊性 ：地球是太陽系中唯一有生命存在的天體。 地球上存在生命的條件 形成生命條件的原因 外部條件 太陽光照穩(wěn)定 太陽從誕生至今沒有明顯的變化 運(yùn)行軌道安全 大、小行星繞日公轉(zhuǎn)各行其道、互不干擾。 自身?xiàng)l件 有適宜的溫度 日、地距離適中，自轉(zhuǎn)周期不長不短 有適合生物呼吸的大氣 地球的體積和質(zhì)量適中，吸引氣體形成大氣層，并經(jīng)過漫長的演化形成以氮和氧為主的大氣 有液態(tài)的水 地球內(nèi)部的水隨物質(zhì)運(yùn)動帶到地表，形成原始海洋。 第二節(jié)、太陽 dui地球的影響 一、太陽輻射與地球 太陽概述 ：太陽是銀河系中一顆普通的恒星，它與其他的恒星一樣，是一顆巨大的熾熱的氣體星球，主要成分是氫和氦，表面溫度約為 6000 K，它能自己發(fā)光、發(fā)熱，把能量射向宇宙空間，也射向了我們地球。到達(dá)地球的太陽輻射，約占太陽輻射能量總量的二十億分之一。太陽輻射的能量是巨大的，據(jù)計算，每分鐘太陽輻射向地球輸送的能量，大約相當(dāng)于燃燒 4億噸煙煤產(chǎn)生的熱量。 太陽輻射的概念及其能量來源： （ 1）、太陽輻射： 我們把太陽源源不斷地以電磁波的形式向四周放射的能量，稱為太陽輻射。 （ 2） 、太陽產(chǎn)生如此巨大的能量是由于內(nèi)部的核聚變反應(yīng)。 4H 高溫高壓變成 He ，質(zhì)量減小 ，能量增大。 （ 3）、太陽輻射波長范圍 波譜： 第 3 頁 共 217 頁 紫外區(qū)：波長小于 ；可見光區(qū) ；紅外光：大于 能量分布：主要集中在可見光波段（約 50%） 到達(dá)地球能量：輻射總能量的二十二億分之一 （ 4）、太陽常數(shù) ：表示太陽輻射能量的物理量。太陽常數(shù)值： /（厘米178。分） 太陽輻射是人類生產(chǎn)、生活的重要能源 : 太陽輻射對地球的影響：①太陽直接為地球提供了光、熱資源，地球上生物的生長發(fā)育離不開太陽。②太陽輻射能維持著地表溫度，是促進(jìn)地球上的水、大氣運(yùn)動和生物活動的主要動力。③作為工業(yè)主要能源的煤、石油等礦物燃料，是地質(zhì)歷史時期生 物固定以后積累下來的太陽能。④太陽輻射能是我們?nèi)粘Ｉ詈蜕a(chǎn)所用的太陽灶、太陽能熱水器、太陽能電站的主要能量來源。 影響太陽輻射強(qiáng)度的因素：①緯度高低 ②天氣狀況 ③海拔高低 ④日照時間長短 中國太陽年輻射總量的分布圖分析 （上課沒講，但要記?。? 說 明 ： （ 1）、豐富區(qū)：主要為南疆、隴西、青藏高原大部分和內(nèi)蒙古高原西部，其中青藏高原為高值中心。 （ 2）、較豐富區(qū)：主要為北疆、內(nèi)蒙古高原東部，華北平原大部分，黃土高原大部分，甘肅南部，川西、川南、滇北一部分。 （ 3）、可利用區(qū)：主要為東北大部、東南丘陵地區(qū)、漢水流域、廣西大部、川西、黔西一 第 4 頁 共 217 頁 部分、云南東部、湖南東部。 （ 4）、貧乏區(qū)：主要為四川、重慶、貴州大部分地區(qū)，其中四川盆地為低值中心。 分 析： 青藏高原能成為太陽輻射的高值中心，主要是因?yàn)椋?海拔高，空氣稀薄，空氣中含有的塵埃的量較少，晴天較多，日照時間較長，大氣對太陽輻射的削弱作用小，到達(dá)地面太陽輻射能量多。 而四川盆地為低值中心的原因在于 ：盆地形狀，水汽不易散發(fā)，空氣中含水汽的量多，陰天，霧天較多，從而造成日照的時間短，日照強(qiáng)度弱，太陽能資源貧乏。 二、 太陽活動與地球： 太陽的外部結(jié)構(gòu)： 太陽大氣 由里向外 分為 光球?qū)?、 色球?qū)?、 日冕層 。 或 太陽活動及太陽活動對地球的影響： 圈層 太陽活動 現(xiàn)象 對太陽活動的指示作用 周期 對地球的影響 光球 黑子 太陽光球上常出現(xiàn)的暗黑斑點(diǎn) 一般以太陽黑子數(shù)的增減作為太陽活動強(qiáng)弱的主要標(biāo)志；耀斑為太陽活動最劇烈的表現(xiàn)形式。 約 11年 太陽活動產(chǎn)生的短波輻射和離子流對地球電離層、地球磁場和地球大氣狀況均有影響，產(chǎn)生磁暴、極光、無線電短波通訊中斷、氣候異常等現(xiàn)象 色球 耀斑 色球?qū)由嫌袝r出現(xiàn)的局部區(qū)域突然增亮的現(xiàn)象 日冕 太陽風(fēng) 日冕層脫離太陽引力的帶電粒子流 第三節(jié)：地球的運(yùn)動 一、地球的自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)： 比較項(xiàng)目 地球自轉(zhuǎn) 地球公轉(zhuǎn) 示意圖 旋轉(zhuǎn)中心 地軸 太陽 軌道 — 近似于正圓的橢圓形 第 5 頁 共 217 頁 方向 自西向東，從北極上空看呈逆時針，從南極上空看呈順時針。 自西向東，從北極上空看呈逆時針，從南極上空看呈順時針。 周期 (1)自轉(zhuǎn) 3600， 23 時 56 分 4秒（真正周期） (2)晝夜更替周期為 24 小時（太陽日） (1)恒星年，公轉(zhuǎn) 3600， 365天 6時9分 10秒。 (2)回歸年，太陽直射點(diǎn)移動一個周期， 365天 5時 48分 46秒。 速度 (1)角速度，除極點(diǎn)為 0外，其它各點(diǎn)均為 150/小時。 (2)線速度，自赤道向極點(diǎn)逐漸減小為 0。 位于近日點(diǎn)（ 1 月初）時速度快，位于遠(yuǎn)日點(diǎn)（ 7月初）時速度慢。 一、地球的自轉(zhuǎn)： 地球繞地軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，叫做地球的 自轉(zhuǎn)。 地軸的空間位置基本上是穩(wěn)定的。地軸的北端始終指向 北極星 附近。 方向 ：即自西向東；從地球北極上空看，呈逆時針方向旋轉(zhuǎn)。 周期 （提出上中天的概念）：自轉(zhuǎn)一周 360176。，所需時間 23時 56分４秒，即一個 恒星日 。 區(qū)別： 如果以太陽為參照物，地球自轉(zhuǎn)一周，所需時間 24小時 ,即 1個太陽日。 由此可見，恒星日是地球自轉(zhuǎn)的真正周期（真運(yùn)動周期），而太陽日只是一種視運(yùn)動的周期。 ： 單位時間內(nèi)所轉(zhuǎn)過的角度． 據(jù)自轉(zhuǎn)周期，地球表面除南北極點(diǎn)外，任何地點(diǎn)的自轉(zhuǎn)角速度都一樣，即 15176。／小時。 ： 單位時間內(nèi)所轉(zhuǎn)過的弧長（千米／小時）因緯度不同而有差異，從赤道向兩極遞減。 二、地球的公轉(zhuǎn) 第 6 頁 共 217 頁 地球繞太陽的運(yùn)動，叫做地球的 公轉(zhuǎn) ，公轉(zhuǎn)軌道是一近似正圓的橢圓軌道，太陽位于其中的一個焦點(diǎn)上。 方向 ：從西向東；從北極上空看是逆時針繞日公轉(zhuǎn)。 周期 ：相對于認(rèn)為無限遠(yuǎn)處的一恒星來說，地球繞日轉(zhuǎn)過了 360176。，時間為 365日６時９分 10 秒， 即一恒星年 。相對于太陽公轉(zhuǎn)一周，即太陽直射點(diǎn)的一個回歸運(yùn)動，時間為 365天５時 48分 46秒，叫做１ 回歸年。 速度 ： ：近日點(diǎn)（１月初）較快 遠(yuǎn)日點(diǎn)（７月初）較慢 ：近日點(diǎn)（１月初）較大 遠(yuǎn)日點(diǎn)（７月初）較小 平均線速度約為 30千米／秒 地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)是同時進(jìn)行的，地球運(yùn)動是這兩種成分的疊加。 三、地球自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)的關(guān)系 地球自轉(zhuǎn)的平面叫 赤道平面 ，地球公轉(zhuǎn)軌道所在的平面叫 黃道平面 。 兩個面的交角稱為黃赤交角，目前的黃赤交角為 23度 26分，地軸垂直于赤道平面，所以地軸與黃道平面交角為 66度 34 分。 黃赤交角是地球的兩種運(yùn)動形式的綜合體現(xiàn)，即地球傾斜著身子圍繞太陽公轉(zhuǎn)。 二分二至圖與下圖之間的太陽直射點(diǎn)的運(yùn)動變化關(guān)系。 第 7 頁 共 217 頁 四、地球自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)的意義 一、晝夜交替 晝夜的形成 ：地球是太陽系中的一顆行星，它既不發(fā)光也不透明。 （ 1）任一時刻：太陽只能照亮地球表面的一半，向著太陽的半球我們把它稱作晝半球，而背著太陽的半球我們把它稱作夜半球，晝半球和夜半球有一個分界線（圈），叫做 晨昏線（圈）。 如果人處于晝半球中，就是他的白晝，而處于夜半球之中應(yīng)該是他的黑夜。 太陽高度 ：太陽高度角的簡稱，太陽光線對地平面的傾角。 用當(dāng)?shù)氐奶柛叨葋硌菔緯円拱肭颉? 處于晝半球的各地太陽高度角都大于 0，（都處于地平面以上）。 處于夜半球的各地的太陽高度角都小于 0，（處于地平面以下）。 處于晨昏線上的太陽高度角都為 0度（處于地平面上）。 [問題 ]太陽高度最大可以達(dá)到多少度？ 哪里的太陽高度是九十度？太陽直射點(diǎn) 對于同一地點(diǎn)來說，一天之中什么時刻太陽高度最大？（正午） （ 2）地球是在不斷地自轉(zhuǎn)的： 太陽日 ：晝夜交替的周期，人們作息的周期；太陽高度日變化的周期。 由于太陽日時間不太長，所以地球表面可以被均勻加熱，從而保證了地球上形成了適宜的溫度。 強(qiáng)調(diào)： 地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的是晝夜交替現(xiàn)象，而不是晝夜現(xiàn)象。 二、地方時： 地方時的產(chǎn)生 （ 1）關(guān)于十二點(diǎn)的定義： 十二點(diǎn)：太陽處于上中天圖： 第 8 頁 共 217 頁 太陽總是先到達(dá)東邊的人的上中天，（或者說處于東邊的人總是比西 邊的人先到達(dá)它們的 12點(diǎn)），也就是說偏東地點(diǎn)的時刻要早一些，因經(jīng)度而不同的時刻，統(tǒng)稱為 地方時。 總結(jié)： 地球自轉(zhuǎn)自西向東， —— 太陽東升西落 —— 時間東早西晚 —— 各地時刻不同 —— 地方時（因經(jīng)度而不同的時刻） 根據(jù)以上分析與總結(jié)：東邊總比西邊的時刻要早，那么，因經(jīng)度不同，時間會相差多少呢？ 地理經(jīng)度 15度 15分 15秒 地方時 1小時 1分鐘 1秒鐘 地理經(jīng)度與地方時的關(guān)系，我們通過分析，可找出如下的計算法則： 已知兩地的地方時之差，根據(jù)一地經(jīng)度，可推算出另一地的地理經(jīng)度； 已知兩地的經(jīng)度差，根據(jù)一地的地方時，可推算出另一地的地方時。 （ 2）總結(jié)計算地方時的步驟： ①尋找地方時的標(biāo)志點(diǎn)：太陽直射點(diǎn)所在經(jīng)線、晝半球的中間經(jīng)線、夜半球的中間經(jīng)線、晨線與赤道交點(diǎn)所在經(jīng)線、昏線與赤道交點(diǎn)所在經(jīng)線。 ②計算標(biāo)志點(diǎn)與所求地點(diǎn)的經(jīng)度差，將經(jīng)度差換算成時間差。 ③根據(jù)計算經(jīng)度差時所利用的東西位置關(guān)系，計算所求地的地方時（東加西減） 地方時因經(jīng)度的不同而不同，因此使用起來不方便，特別是隨著國際交往的增加，地方時給交通運(yùn)輸和通訊事業(yè)帶來很多麻煩，所以國際上在 1884年決定按統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)劃分時區(qū)。 時區(qū)和區(qū)時： 區(qū)時的計算法則： （ 1）各地所處的時區(qū)：當(dāng)?shù)鼐暥?/15，四舍五入后得到的整數(shù)。 （ 2）時區(qū)差的計算： 兩地同在東（西）時區(qū)，時區(qū)號相減；兩地分別在東西時區(qū)，時區(qū)號相加。 （ 3）所求地區(qū)時 =已知地區(qū)時 +（ ）兩地的時區(qū)差（或區(qū)時差）：東加西減。 （ 4）日界線：東十二區(qū)進(jìn)入西十二區(qū)減一天，西十二區(qū)進(jìn)入東十二區(qū)加一天。 三、沿地表水平運(yùn)動物體的偏移： 由于地球自轉(zhuǎn)，地球表面的物體在沒水平方向運(yùn)動時，運(yùn)動方向會發(fā)生一定的偏轉(zhuǎn)， 北半球向右偏，南半球向左偏。 促使物體水平運(yùn)動方向產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)的力，我們稱為 地球偏向力 。 第 9 頁 共 217 頁 四、正午太陽高度的變化： 規(guī)律： 緯度變化 由直射點(diǎn)向南北兩側(cè)遞減 具體變化 二分日 由赤道向兩側(cè)遞減 夏至日 北回歸線以北地區(qū)正午太陽