地球运动及其地理意义

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 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

2、？其规律、成因与后果是什么？何谓极移现象？其规律、成因与后果是什么？ 钢丝长钢丝长67 米米 锤重锤重28公斤公斤 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。 北 极 南 极 图1.24傅科摆的偏转 北半球顺 时针偏转 南半球逆 时针偏转 （1）恒星日）恒星日 （23h 56m） 某恒星

3、（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 转转373 38 ） 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

4、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- | | 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。 艾森彗星的行踪？

5、（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? ? （3 3）多普勒效应）多普勒效应 170170 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

6、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20 恒星年恒星年 346.6200日日 有关解释有关解释（171,182,183） 1.春分点西移：春分点西移：地轴进动的结果之一地轴进动的结果之一 2.黄白交点西退：黄白交点西退：由于太阳对月球的引力，两个交点的连线沿黄由于太阳对月球的引力，两个交点的连线沿黄 道与月球运行的相反方向向西移动，这种现象称为交点退行。交道与月球运行的相反方向向西移动，这种现象称为交点退行。交 点每年移动点每年移动1921，约，约1

7、8.6年完成一周。这一现象对地球的章动年完成一周。这一现象对地球的章动 和潮汐起重要影响。和潮汐起重要影响。 3.近点年及长期摄动：近点年及长期摄动：近点年是地球公转速度变化的周期，主要近点年是地球公转速度变化的周期，主要 用于太阳运动的研究。用于太阳运动的研究。 天体在运动中，除受中心天体的引力作用外，还受到周围其他天天体在运动中，除受中心天体的引力作用外，还受到周围其他天 体介质等诸多因素的作用，这些作用与中心天体的引力相比是很体介质等诸多因素的作用，这些作用与中心天体的引力相比是很 小的，因此称为小的，因此称为摄动摄动。 章动章动：（：（183）月球在白道上运行，黄白交角平均为）月球在白

8、道上运行，黄白交角平均为59，月球，月球 经常位于黄道的上面或者下面，这就使得岁差现象变得复杂，北经常位于黄道的上面或者下面，这就使得岁差现象变得复杂，北 天极在绕着黄北极转动时，不断在其平均位置的上下做周期性的天极在绕着黄北极转动时，不断在其平均位置的上下做周期性的 微小摆动，振幅微小摆动，振幅9”，这种微小摆动称为，这种微小摆动称为章动章动，周期，周期1806年。年。 East China Normal University 太阳回归运动的天文成因太阳回归运动的天文成因: P P 春分点春分点 秋分点秋分点 地平圈地平圈 释释 义：义： 释释 义：义： 夏至夏至(6月月22日日) 冬至冬至

9、(12月月22日日) 夏至点夏至点 冬至点冬至点 秋分点秋分点 P P 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义 性质：性质： 含义：含义： （2）五带的划分与意义：）五带的划分与意义： 无极昼极夜无极昼极夜 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 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 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 二、极移

10、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

11、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

12、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 定的定的 极点平均位置叫该历元平极。极点平均位置叫该历元平极。 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）对地球的赤道隆起（月）对地球的赤道隆起 带产生差异吸引形成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

13、守恒所致。 （4）后果后果 陀螺陀螺时，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。 L M 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