地球运动的意义

地球运动的意义第一页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日第一节四季和五带太阳的回归运动昼夜长短太阳高度四季和五带第二页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日太阳的回归运动有关概念回归运动回归运动的表现太阳赤纬的周年变化直射点纬度的周年变化γPK回归线回归运动周期——回归年第三页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日有关概念太阳的回归运动：太阳在天球上来往于天赤道南北两侧的运动。回归线：太阳回归运动的南北界限，分别为±23０26′赤纬圈。第四页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日太阳回归运动的表现太阳赤纬直射点位置春分点—秋分点秋分点—春分点冬至点—夏至点夏至点—冬至点00～＋23026′～00

00～－23026′～00

－23026′～＋23026′＋23026′～－23026′赤道-北回归线-赤道南回归线－北回归线北回归线－南回归线γPK赤道-南回归线-赤道第五页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日昼夜长短昼夜交替晨昏线昼夜交替周期——太阳日昼弧和夜弧昼夜长短的纬度分布昼夜长短的季节变化昼半球夜半球晨昏线（φ）（δ）第六页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日晨昏线阳光特点与阳光垂直以直射点为极晨昏判断第七页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日阳光第八页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日阳光第九页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日判断A、B的晨昏SABNAB第十页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日昼弧和夜弧昼弧=夜弧，则昼夜等长昼弧>夜弧，则昼长夜短昼弧<夜弧，则昼短夜长在同一纬圈上，昼弧＋夜弧＝24小时

阳光第十一页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日昼夜长短的纬度分布赤道上——终年昼夜等长在直射半球昼长夜短昼长随纬度的升高而增长在Φ＝900-δ处，出现极昼在非直射半球昼短夜长昼长随纬度的升高而缩短在Φ＝900-δ处，出现极夜例题第十二页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日阳光阳光阳光φδφ回季节变化δ第十三页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日说明当太阳赤纬为20°时，全球昼夜长短的纬度分布赤道上，终年昼夜等长北半球：昼长夜短，昼长随纬度的升高而增长，在70°N以北地区出现极昼现象。南半球：昼短夜长，昼长随纬度的升高而缩短，在70°S以南地区出现极夜现象。第十四页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日昼夜长短的季节变化二分日——全球昼夜平分随|δ|的增大，各地昼夜长短的差异越来越大二至日，全球昼夜极端南北两半球昼夜长短的变化顺序相反第十五页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日阳光阳光阳光直射半球：昼长随|δ|的增大而增大

非直射半球：昼长随|δ|的增大而减小

1.是否位于直射半球2.太阳赤纬如何改变3.根据昼长与δ的关系做出判断第十六页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日比较北京（40°N）5月10日与6月10日的昼长这两个日期太阳均直射北半球，对北京来说均是位于直射半球。从5.10到6.10太阳赤纬逐渐升高。根据直射半球昼长随|δ|的增大而增大的规律，北京6.10的昼长大于5.10昼长。第十七页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日δ=ε在当地夏至日在当地冬至日二至日昼夜长短情况昼最长，夜最短极昼范围最大（φ=90º-ε）昼最短，夜最长极夜范围最大（φ=90º-ε）φ66°34'66°34'第十八页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日太阳高度阳光正午太阳高度HH的纬度分布H的季节变化第十九页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日正午太阳高度概念太阳位于上中天时的地平高度。计算公式Ｈ＝900－φ＋δ

φ

、δ的符号：φ不分南北纬，均为正值δ在太阳直射半球为正，非直射半球为负Ｈ的特殊值：计算下列地点的Ｈ第二十页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日正午太阳高度的计算（1）计算300N，冬至日的正午太阳高度

Φ＝300δ＝－23026′∴Ｈ＝900－300－23026＝36034′

计算300S，冬至日的正午太阳高度

Φ＝300δ＝+23026′∴Ｈ＝900－300＋23026＝83026′第二十一页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日正午太阳高度的计算（2）计算200N，夏至日的正午太阳高度

Ｈ＝900－200＋23026＝93026′1800－93026′＝86034′

计算700N，冬至日的正午太阳高度

Ｈ＝900－700－23026＝－3026′

第二十二页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日正午太阳高度的计算（3）90ºS66º34´23º26´0º23º26´66º34´90ºN夏至日二分日冬至日-23º26´

0º43008′

66034′

46052′

900

23º26´0º23026′

66034′

66034′

900

23º26´0º23º26´46052´66034´90043008´00-23º26´切换到季节变化切换到纬度分布第二十三页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日正午太阳高度的纬度分布二分日，Ｈ由赤道向南北两极递减

夏至日，Ｈ由北回归线向两极递减冬至日，Ｈ由南回归线向两极递减南回归线北回归线0º90ºS90ºN90ºH第二十四页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日正午太阳高度的季节变化冬至日春分日夏至日秋分日冬至日-23º26´0º30º60º90º北回归线北极圈北极赤道66034′43008´切换到表格第二十五页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日四季和五带影响季节变化的因素季节变化性质四季递变四季划分五带第二十六页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日第二十七页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日第二十八页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日第二十九页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日第三十页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日第三十一页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日第三十二页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日第三十三页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日第三十四页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日第三十五页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日第三十六页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日第三十七页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日第三十八页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日第三十九页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日影响季节变化的因素全球性因素：日地距离的变化半球性因素：是否接受太阳直射100%93.5%30%70%第四十页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日季节变化的性质季节变化是半球性现象全球无统一的季节南北半球季节变化相反

季节变化首先是天文现象第四十一页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日阳光第四十二页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日阳光第四十三页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日四季递变γPK北半球南半球δ⊙>0ºδ⊙<0ºδ⊙

持续增大δ⊙

持续减小夏半年冬半年夏半年冬半年冬—夏夏—冬冬—夏夏—冬季节变化的周期为回归年第四十四页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日四季划分中国划分法具有明显的天文意义与实际气候情况不符

西方划分法较多的考虑了气候上实际的季节变化，但仍属于天文上的季节划分春分夏至秋分冬至γPK立春立夏立秋立冬气候标准第四十五页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日气候上划分四季的标准侯平均气温季节>220C夏季<100C冬季220C－100C春、秋第四十六页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日地球上的五带划分依据：各地接受Ｅ⊙的纬度差异有无直射阳光有无极昼（夜）现象

划分界限：

回归线极圈五带的性质第四十七页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日五带划分无极昼极夜有极昼极夜第四十八页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日五带的性质五带是季节地带五带是天文地带五带是纬度地带第四十九页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日第二节历法历法概念：安排年、月、日的法则历法要求：体现大自然的周期协调历日周期与天文周期的关系历法分类：太阴历太阳历阴阳历第五十页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日太阴历和太阳历比较太阴历太阳历制历依据月相变化回归运动制历原则平均历月=朔望月平均历年=朔望月×1230年11闰平均历年=回归年平均历月=回归年÷12400年97闰第五十一页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日历年、历月、历日回归年（365.2422日）朔望月（29.5306日）太阳日太阳历太阴历阴阳历第五十二页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日太阴历制历依据：月相变化历月是首要成分，历年是派生成分制历原则特点历日与月相变化直接相关历月与季节变化无关第五十三页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日太阴历制历原则历月：平均历月＝朔望月

历年：平均历年＝朔望月×12∵朔望月＝29.5306日∴大月30日，小月29日

∵平均历年＝29.5306日×12＝354.3672日∴平年354日，闰年355日

置闰：30年11闰

∵

0.3672×30＝11.016日第五十四页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日太阳历制历依据：太阳回归运动历年是首要成分，历月则是历年的分割制历原则现行阳历阳历沿革第五十五页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日太阳历制历原则历年：平均历年＝回归年∵回归年＝365.2422日∴平年365日，闰年366日历月：平均历月＝回归年÷12

∵平均历月＝365.2422日÷12＝30.4368日∴大月31日，小月30日

置闰：400年97闰

∵

0.2422×400＝96.88日第五十六页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日阳历的置闰原则四年一闰∵

0.2422×4＝0.9688日四百年减三闰∵

0.0312×100＝3.12日3333年再减一闰∵

400年中0.12日的差值经3333年积累为1日。第五十七页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日现行阳历历年：采用公元纪年，岁首为元旦（λ⊙≈2800）。平年365日，闰年366日。

历月：12个历月，大月31日，小月30日。

但2月份是一个特殊小月，平年只有28日，闰年才29日。置闰方法：

公元年数能被４整除者，原则上为闰年。

逢百年数能被400整除者，方为闰年。阳历沿革第五十八页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日阳历置闰举例如1996年、2004年，都是闰年。如1700年、1800年、1900年，都不是闰年。2000年是闰年。在1601—2000的400年间，去掉了1700、1800、1900三个闰年，只有97闰。

第五十九页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日阳历沿革儒略历历年：平年365日，闰年366日置闰：隔３年１闰（即４年１闰）历月：年分12月，

单数月为大月，31日；

双数月为小月，30日。奥古斯都历格里历改历措施新旧历转换改历措施第六十页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日儒略历为纪念实行新历，将儒略凯撒生日所在的月份－７月，称为July。儒略历的执行者误将隔３年１闰的制度作为３年１闰，致使从公元前45年～公元前9年的36年间，儒略历安排了12个闰年（而实际应为9个闰年），即多闰3日，因此历年比回归年长出3日。第六十一页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日儒略历和奥古斯都历的大小月设置儒略历大月：1，3，5，7，9，11小月：2，4，6，8，10，12奥古斯都历大月：1，3，5，7，8，10，12小月：2，4，6，9，11第六十二页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日新旧历转换新历日期＝旧历日期＋10日

+闰年订正值

闰年订正值即按照旧历是闰年，而按照新历不是闰年的年份个数。如1700、1800年。

日一二三四五六12341516171819202122232425262728293031第六十三页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日阴阳历制历依据：月相变化和回归运动首要成分仍是历月，历年是历月的积累，通过置闰使平均历年＝回归年制历原则中国旧历第六十四页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日阴阳历制历原则历月：平均历月＝朔望月

∵朔望月＝29.5306日∴大月30日，小月29日

历年：历年＝历月×ｎ平均历年＝回归年∵１回归年＝12.3683朔望月∴平年12个月，闰年13个月置闰：19年7闰

∵0.3683×19=6.9977月第六十五页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日中国旧历阴阳历与二十四气并行

以月相定日序

以中气定月序

干支计时制度

以日月相合的日子为初一大小月的确定也根据月相进行

春分夏至秋分冬至γPK立春立夏立秋立冬第六十六页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日二十四气春雨惊春清谷天夏满芒夏暑相连秋处露秋寒霜降冬雪雪冬小大寒节气：黄经度数为150的单数倍中气：黄经度数为150的双数倍

月序第六十七页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日以月相定日序日月合朔日期5.266.247.248.229.20小月大月小月小月大小月闰六月五月六月七月八月月序有关中气6.22夏至7.23大暑8.23处暑9.23秋分第六十八页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日以中气定月序根据历月包含的中气，决定该月的月序

以中气的有无区分正规历月和闰月

有中气的历月为正规历月，无中气的历月为闰月。闰月出现在某历月之后则为闰某月

第六十九页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日干支计时制度天干：甲乙丙丁戊己庚辛壬癸地支：子丑寅卯辰巳午未申酉戌亥如2004年为甲申年，2005年为乙酉年第七十页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日第三节时间时间及其单位

时间的测量

各地的时间

作业第七十一页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日时间及其单位真太阳日和平太阳日

真太阳日：太阳周日运动周期。长短不等平太阳日：真太阳日的全年平均值。科学上时间单位的演变

第七十二页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日真太阳日长短不等的原因地球公转速度的不均匀

——±８秒黄赤交角的影响

——±21秒二者综合的影响使得冬至日要比夏至日更长一些，春分日要比秋分日更长一些

冬至夏至春分秋分平太阳日第七十三页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日公转速度对太阳日的影响PPPE1E2E359´近日点时，1真太阳日为地球自转360061′的时间远日点时，1真太阳日为地球自转360057′的时间

二者的变幅为±８秒第七十四页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日黄赤交角对太阳日的影响ＰＰ真太阳日的长度在二至日最长，二分日最短二者的变幅约为±21秒第七十五页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日平太阳日平太阳

在天赤道上以59′/日的速度作匀速运动的假想太阳。

平太阳日

平太阳周日运动的周期。它是真太阳日长度的全年平均值。第七十六页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日科学上时间单位的演变平太阳秒

１平太阳秒＝1/86400平太阳日

历书秒

——地球公转1900.0年回归年长度的1/31556925.9747

——地球自转原子秒

——原子振荡１原子秒＝铯原子跃迁振荡9192631770次所用时间

第七十七页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日时间的测定时间由天体的时角测定。被选定度量时间的天体有二：春分点——恒星时太阳——太阳时

第七十八页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日恒星时(s)午圈恒星时即春分点的时角Ｓ＝ｔγ

＝α午

＝α＋ｔｔ

α练习第七十九页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日例题１某恒星的赤经为18h45m，求下列条件下观测地点的的恒星时。（1）当其时角为4h30m时，（2）当其位于某地上中天时，（3）当其位于某地正西方地平时，已知：α=18h45m，t1=4h30m，t2=0h，t3=6h，求：S１

S２S３解：根据Ｓ＝ｔ+α得Ｓ１＝23h15m，Ｓ２＝18h45m，Ｓ３＝18h45m，第八十页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日太阳时(m)定义：ｍ＝ｔ⊙＋12h

测定

视太阳时和平太阳时

时差(η)

ｍ＝Ｓ－α⊙＋12hｍ视＝Ｓ－α视＋12h

ｍ平＝Ｓ－α平＋12h

η＝ｍ视－ｍ平有关时间的测定公式及计算

第八十一页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日太阳时的测定

(ｍ＝ｔ⊙＋12h

)∵Ｓ＝ｔ⊙＋α⊙

∴ｔ⊙＝Ｓ－α⊙因此：ｍ＝Ｓ－α⊙＋12h而Ｓ＝α午∴上式也可写作ｍ＝α午－α⊙＋12h练习第八十二页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日例题２某恒星的赤经为18h45m，当该恒星在春分日位于某地上中天时，求该地的太阳时。已知：α午=18h45m，α⊙

=0h，求：m解：根据ｍ＝α午－α⊙＋12h得ｍ＝30h45m

第八十三页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日时差定义：视太阳时与平太阳时的差值。

公式：η＝ｍ视－ｍ平η＋值：表示ｔ视>ｔ平，视太阳在西，先过中天η－值：表示ｔ视<ｔ平，平太阳在西，先过中天ｍ视＝t视＋12h

ｍ平＝t平＋12h

第八十四页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日有关公式及计算时间测定公式Ｓ＝ｔγ＝α午ｍ视＝Ｓ－α视＋12hｍ平＝ｍ视－η例：已知轩辕十四的赤经为10h07m，夏至日时时差为－3ｍ。当轩辕十四在夏至日过某地上中天时，求该地的：（1）恒星时（2）视太阳时（3）平太阳时答案第八十五页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日已知：α＝10h07mη＝－3ｍα⊙

＝6h求：Ｓｍ视ｍ平解：Ｓ＝α午

＝10h07m

ｍ视＝Ｓ－α⊙＋12h

＝16h07m

ｍ平＝ｍ视－η＝16h10m第八十六页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日各地的时间由量时天体的不同得到三种时刻：春分点——恒星时视太阳——视太阳时平太阳——平太阳时这些根据天体的时角测得的时刻是因地而异的，由此产生了各地的时间。

地方时

世界时

区时

日界线

练习第八十七页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日地方时（t）定义：按本地经度测得的时刻。包括地方恒星时（Ｓ），地方视太阳时（ｍ视），地方平太阳时（ｍ平）。

与经度的关系：ｔ1－ｔ2＝λ1－

λ2

12式中t为地方时，包括Ｓ、ｍ视、ｍ平λ为相应的地点经度，规定东经为＋，西经为－

计算举例第八十八页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日地方时计算l

例：已知150W地方时为10h，求150E的地方时？已知：ｔ1＝10h，λ1＝－150＝-1h，λ2=+1h求：ｔ2

解：ｔ1－ｔ2＝λ1－λ2

10－ｔ2＝-1－1ｔ2＝12h

第八十九页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日世界时（Ｔ０）定义：格林尼治（００经线）的地方平太阳时。

与地方时的换算：∵ｔ1－ｔ2＝λ1－

λ2Ｔ０－ｔ＝λ0－

λ∴Ｔ０＝ｔ-λ

Ｔ０＝ｔ-λ第九十页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日区时(T)时区划分与经度的关系区时：每一时区中央经线的地方平时为该时区的区时。它是全区的通用时间。与时区的关系

：Ｔ１－Ｔ２＝ｎ１－ｎ２

与世界时的换算：现实时区与法定时北京时间Ｔ０＝Ｔｎ－ｎ第九十一页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日0º180º西经90º东经90º东时区西时区+1+2+3+4+5+6+7+8+9+10+11-1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11时区的划分0-12+日界线ABC中央经线：位于每时区中央的经线。λ＝150n

第九十二页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日时区序号（n）与经度的关系n＝λ／150＝整数（四舍五入）

[例]求640E所在时区：ｎ＝640÷150＝＋４

[例]该时区中央经线的经度：

λ＝150×４＝600E第九十三页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日区时的计算

Ｔ１－Ｔ２＝ｎ１－ｎ２

式中：ｎ为时区序号（东＋西－），Ｔ为相应时区的区时。

特殊值的处理：Ｔ>24h，则在结果中－24h，日期为明日。Ｔ<０h，则在结果中＋24h，日期为昨日。

计算举例第九十四页，共一百零四页，编辑于2023年，星期日区时计算举例（1）１．当西5区区时为20h，求东5区区时？例２已知：Ｔ１＝20h，ｎ１