第二节地球的形状和大小

第二节地球的形状和大小第一章地球一、地球得形状及其地理意义

1、古代人们对地球形状得认识

2、对地球得形状认识得三次飞跃

3、地球形状变化得因素

4、地球形状得意义二、地球得大小及其地理意义

1、地球得大小

2、地球大小得意义

第一章第二节

地球得形状与大小

大地水准面第一章地球

大地水准面就是与地球形状最接近得那个水准面。它就是一个假想得地球表面,就是与静止海平面(不考虑海上得波浪、潮汐与洋流得平均海平面)相重合得重力等位面以及这个面延伸通过陆地所形成得封闭曲面。

由于受到地球表层横向密度不均匀与垂直起伏得影响,大地水准面也可能有起伏(图片)。第一章大地水准面图1-124大地水准示意图面第一章第一章地球

古中国人——天圆地方(图片)

古巴比伦人——大地象倒扣得扁盘形被水包围着,半圆得天穹覆盖在水上。

古希腊人——大地就是由“大洋之河”团团围住得圆地,“汹涌得河水在丰饶得地盾边缘上翻滚”,“在海洋得边缘上,张起了圆形得天幕似得天穹”。第一章1、古代人们对地球形状得认识第一章地球

古印度人——地球形似倒伏得大碗,由4头大象承载着,大象站在大海龟背上,海龟伏在象征水得眼镜蛇身上,巨蛇则口尾相衔,把天地万物围住。

古埃及人——地就是稍呈凹形得箱底,天就是有些穹起得箱盖,支撑在从大地四角升起得四座大山顶上。

古俄罗斯人——大地象一块微微拱起得圆形盾牌,由3条巨鲸驮着飘浮在大洋上。

古罗马人——“地环说”,陆地得形状就像罗马皇帝腰上系着得那根阔边金环带。第一章图1-125盖天说“天圆似张盖,地方如棋局”第一章

第一次飞跃

从非球形到球形

地球就是个正球体

第二次飞跃

从正球体到扁球体

地球就是个扁球体(旋转椭球体)第三次飞跃

从扁球体到不规则得扁球体地球就是个不规则得扁球体第一章2、对地球得形状认识得三次飞跃

公元前6世纪,古希腊得毕达哥拉斯学派最早提出西方“地球说”猜测。证据:①出港得远方航船,船桅与船身不就是同时出现或隐没(图片)。②崇尚美学原则亚里士多德从逻辑上更为自洽地论证了大地“地球说”。证据:月蚀时大地投射到月亮上得影子(图片)麦哲伦环海航行得实践最终证实了“地球说”得真实性(图片)我国古代也由张衡得“混天学说”

(图片)第一章从非球形——球形在海岸观瞧远来得船只,先见桅杆,后见船体第一章图1-126

曲面大地得直观证据第一章图1-127月食时地球投在月球上得影子

大家有疑问的，可以询问和交流可以互相讨论下，但要小声点图1-128麦哲伦环球航行示意图第一章1519年9月20日,麦哲伦率船队开始了远航,从而最终第一次证明了大地球形说。图1-129浑天说第一章“混天如鸡子,天体圆如弹丸,地如鸡中黄”地球就是一个正球体

证据:大地不就是平面,而就是曲面。麦哲伦得环球航行,用事实证明了大地就是一个封闭得曲面。近代进行得弧度测量结果表明,世界各地得地面曲率大致相同,每度都在111km左右。成因:地球得正球体形状,就是在自引力得作用下形成得。第一章从正球体——扁球体

发现

17世纪下半叶,发生了奇怪得“摆钟事件”与“青鱼悬案”

证明过程

1672年,法国天文学家里奇发现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张(证明)。

17世纪末,英国科学家牛顿研究了地球自转对地球形态得影响,从理论上推测地球为赤道处略鼓,两极稍扁平得椭球体(证明)。

1735～1744年法国巴黎科学院得测量结果证实地球确实为椭球体。

第一章钟摆事件1672年,法国天文学家里奇从巴黎(490N)到南美洲得法属圭亚那(50N)进行天文测量,发现她带去得天文摆钟,每天慢2分28秒,于就是根据恒星得运动校正了她得摆钟,把摆长缩短2、54㎜后,摆钟行走正常。二年后,里奇回到巴黎,却发现钟又走快了,加快得数值恰好就就是当初在南美减慢得数值。她把钟摆恢复至原来得长度,钟又走准了。她推测,这种奇怪现象很可能就是由于地球并非就是一个标准圆球体而产生得。第一章青鱼悬案一艘满载5千吨青鱼得荷兰渔船,经半个多月得航行,从鹿特丹来到非洲赤道附近得一个城市。在货物过磅时,竟发现有19吨青鱼不翼而飞。这条船在航行中从未靠过岸,而且包装与件数都原封不动,显然不就是失窃所为。“难道鱼儿游回了大海？”船长百思不得其解。原来,这也就是地球开得玩笑。第一章里奇得分析T＝2∏√L/gT为摆动周期;L为摆长;g为重力加速度。里奇得天文摆钟,在摆长L不变得情况下,周期T得增大(摆动周期变慢),只能就是g减小造成得。重力加速度g得减小,就是惯性离心力作用得结果。惯性离心力来源于地球自转。在赤道,自转得速度最高,惯性离心力最大;在两极,自转速度为零,没有惯性离心力得作用。

第一章牛顿得分析惯性离心力得垂直分力,对赤道重力抵消最多,对两极没有抵消,故赤道重力比两极减少1/289。而水平分力f2指向赤道,在f2作用下,使地球成为赤道鼓起,两极扁平得扁球体图1-130扁球体得形成第一章图1-132十八世纪法国科学家两次测量得位置

地球就是个扁球体

原因地球自转产生得惯性离心力使地球成为一个扁球体(图片)地球得椭球参数赤道半径:a=6378、140km;极半径:b=6356、755km;

f=(a－b)/a=1/298、251地球得扁率相当小第一章第一章图1-131地球得旋转使地球发生了变形第一章图1-132

地球得半长轴与半短轴赤道半径6378、1千米极半径6356、8千米平均半径6371千米图1-133

地球得三种半径得长度表1-2旋转椭球体得椭球参数椭球体名称年代长半径(m)短半径(m)

扁率白塞尔(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(前苏)1940637824563568631:298、31975年国际椭球1975637814063567551:298、2571980年国际椭球198063781371:298、257从扁球体到不规则得扁球体1957年人造卫星上天以后,借助遥感卫星与全球卫星定位系统,开创了精确观测地球得新时代。(1)大地水准面不就是一个稳定得旋转椭球面,而就是有地方隆起,有地方凹陷,相差可达100m以上;(2)地球赤道横截面不就是正圆形,而就是近似椭圆形;(3)赤道面不就是地球得对称面,从包含南北极得垂直于赤道平面得纵剖面来瞧,其形状与标准椭球体相比较,位于南极得南极大陆比基准面凹进24m;而位于北极得没有大陆得北冰洋却高出基准面14m。同时,从赤道到南纬60°之间高出基准面,而从赤道到北纬45°之间低于基准面。第一章地球就是一个不规则得扁球体原因地球内部物质分布不均导致地球形状不规则。地球形状不规则得表现纬线不就是正圆,经线也不就是真正得椭圆,地球得南北半球并不对称,它得几何中心也不就是在赤道平面上(图片)。第一章图1-134大地水准面相对于标准椭球体得偏离第一章图1-135大地水准面对参考椭球体得偏离地球赤道就是个椭圆,长轴与短铀最大相差430m;地球得北极凸出10m,南极凹陷30m第一章图1-136不同方位所得大地水准面得示意图第一章

第一章地球形状变化得因素首先,每年沉降于地表得宇宙尘约在1—10万吨。地球半径从地质时期始以每年0、5毫米得速率递增,而地表得水面积正在减少。其次,地球自转速度每10万年大约减慢2秒,长期减慢使扁率趋于变小。第三,地球内部熔融态物质得不断运移,就是其形貌改观得内在动因。第四,月球引潮力引起“固体潮”,使地表出现几十厘米上下波动。此外,人类修理地球、改造自然得种种实践活动,也给地球形状变化打上了“人化”得印记。

第一章地球形状得意义形成半球形得白昼与黑夜造成热量分布得纬度差异,从而引起地表上一切与热量得直接或间接关系得现与过程,均具有纬向地带性(图片)图1-137不同纬度得太阳高度角第一章

第一章地球大小得测量公元前3世纪得希腊地理学家埃拉托斯特