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文檔簡介

1、地球概論地球概論地球概論地球概論地球概論主要內容第一章第一章 地理坐標與天球坐標地理坐標與天球坐標第二章第二章 地球的宇宙環境地球的宇宙環境 第三章第三章 地球的運動地球的運動第四章第四章 地球運動的地理意義地球運動的地理意義 第五章第五章 地球和月球地球和月球第六章第六章 地球的結構和物理性質地球的結構和物理性質地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標一、經線和緯線一、經線和緯線1. 地球上不存在經線和緯線,人為地球上不存在經線和緯線,人為建立經緯網的目的是為了定位的建立經緯網的目的是為了定位的需要。地面上每一個點都要看成需要。地面上每一個點都要看成是特定經線和緯線交點。是特定經線和緯線交

2、點。地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標2.地軸和地極地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標3經線圈和緯線圈經線圈和緯線圈經線圈經線圈緯線圈緯線圈通過地軸的平面與地球表面相通過地軸的平面與地球表面相割而成的圓割而成的圓垂直地軸的平面同地球表面相割垂直地軸的平面同地球表面相割而成的圓而成的圓所有經線圈大小相等所有經線圈大小相等 緯線圈大小不等緯線圈大小不等 所有經線圈都是大圓,即所有所有經線圈都是大圓,即所有經線圈以球心為圓心經線圈以球心為圓心 除赤道外,其余緯線圈都是小圓除赤道外,其余緯線圈都是小圓即不以球心為圓心,且關于赤道即不以球心為圓心,且關于赤道對稱的第兩個緯線圈大小相等對稱

3、的第兩個緯線圈大小相等 地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標4經緯線經緯線經線經線緯線緯線每個經線圈被南北極點分成兩每個經線圈被南北極點分成兩個半圓,每個半圓就是一條經個半圓,每個半圓就是一條經線線 一個緯線圈就是一條緯線一個緯線圈就是一條緯線 每條經線長度都相等每條經線長度都相等 緯線長短不等,赤道最長,其余緯線長短不等,赤道最長,其余關于赤道對稱的每兩條緯線等長關于赤道對稱的每兩條緯線等長所有經線都交匯于南北極點所有經線都交匯于南北極點 每條緯線相互平行每條緯線相互平行 地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標5地球上的方向地球上的方向,通常是指地平方向。地球上的方向,通常是指地平

4、方向。南北方向南北方向南北方向即經線所指方向南北方向即經線所指方向南北方向是有限方向南北方向是有限方向非南即北非南即北北極是向南的起點,而南極是向北的起點。北極是向南的起點,而南極是向北的起點。ANSBC地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標東西方向東西方向東西方向即緯線所指方向東西方向即緯線所指方向理論上,東西方向是無限方向理論上,東西方向是無限方向亦東亦西亦東亦西緯線圈是整圓,沒有起點和終點:一地位于另緯線圈是整圓,沒有起點和終點:一地位于另一地的東方,它也必定于該地的西方。一地的東方,它也必定于該地的西方。實際中,東西方向也是有限方向實際中,東西方向也是有限方向非東即西非東即西取圓的

5、劣弧來定東西。取圓的劣弧來定東西。ABCD地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標6地球上的距離地球上的距離地球上兩點間的最短距離是通過它們的大圓弧線。地球上兩點間的最短距離是通過它們的大圓弧線。海里和千米海里和千米 經線長度:經線長度:160180=10800海里海里 海里是經線海里是經線1分的弧長分的弧長經線長度:經線長度:1100200=20000Km千米:把地球全周分成千米:把地球全周分成400,每度再分成,每度再分成100,每,每分的弧長即是分的弧長即是1Km地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標度、海里與千米的換算度、海里與千米的換算 Kmn158 . 11080020000

6、m1nmKm54. 020000108001Km1 .11136040000145 . 01Km地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標二、經度和緯度二、經度和緯度1.1.經度和緯度是經線和緯線的經度和緯度是經線和緯線的“編號編號”,本身代表一種角度。,本身代表一種角度。 地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標2.緯度緯度地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標3.經度經度地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標腳跨東西半球腳跨東西半球, 即通過即通過Greenwich 天文臺的本初子天文臺的本初子午線午線(0經線經線)。地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標NSWE地球概論地球

7、概論第一章 地理坐標與天球坐標4. 緯度間隔大體相等,而經度間隔隨緯度增高而減小 地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標經度和緯度用來區分不同的經線和緯線;經線即等經度經度和緯度用來區分不同的經線和緯線;經線即等經度線,緯線即等緯度線。線,緯線即等緯度線。5經(緯)度與經(緯)線的關系經(緯)度與經(緯)線的關系地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標一地的經度與緯度相結合,叫做該一地的經度與緯度相結合,叫做該地的地理坐標。地理坐標系以赤道地的地理坐標。地理坐標系以赤道作為橫軸,本初子午線為縱軸。書作為橫軸,本初子午線為縱軸。書寫地理坐標時,先緯度后經度;數寫地理坐標時,先緯度后經度;數

8、字在先符號在后。字在先符號在后。6地理坐標地理坐標赤道面本地子午線本初子午線地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標三、天球三、天球1.天球和天穹天球和天穹 天球是一個以觀測者為球天球是一個以觀測者為球心,任意長為半徑的假想心,任意長為半徑的假想球體。天球是用來表示天球體。天球是用來表示天體視運動的輔助工具,常體視運動的輔助工具,常見的天球有地心天球和日見的天球有地心天球和日心天球,但通常所說的天心天球,但通常所說的天球是指地心天球。球是指地心天球。 地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標同一時刻,只能看到天球同一時刻,只能看到天球位于地平面之上

9、的部分,位于地平面之上的部分,稱為稱為“天穹天穹”。地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標2. 天球周日視運動與周日圈天球周日視運動與周日圈 地球向東自轉,使在地球上的觀測者感覺天球是在向西旋地球向東自轉,使在地球上的觀測者感覺天球是在向西旋轉,且其旋轉周期與地球自轉周期相同,這種視運動被稱轉,且其旋轉周期與地球自轉周期相同,這種視運動被稱為天球周日視運動。周日圈即天體周日運動行徑的路線。為天球周日視運動。周日圈即天體周日運動行徑的路線。地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標3.太陽周年運動和黃道太陽周年運動和黃道 地球繞太陽的公轉,使地球地球繞太陽的公轉,使地球上的觀測者看太陽是在繞

10、地上的觀測者看太陽是在繞地球運動,地球公轉一周,太球運動,地球公轉一周,太陽便在天球上巡天一周,稱陽便在天球上巡天一周,稱為太陽周年視運動,其視行為太陽周年視運動,其視行路線被稱為黃道。路線被稱為黃道。地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標太陽周年運動不能直視觀測到,是依太陽周年運動不能直視觀測到,是依據夜半中星的變化間接推出來的。據夜半中星的變化間接推出來的。 地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標太陽周日視運動是地球自轉的反映,方向向西,日轉一太陽周日視運動是地球自轉的反映,方向向西,日轉一周,如同月球等其他天體的東升西落。太陽周年視運動周,如同月球等其他天體的東升西落。太陽周年視

11、運動是地球公轉的反映,方向向東,每年巡天一周。正是太是地球公轉的反映,方向向東,每年巡天一周。正是太陽的周年視運動使太陽周日視運動比其他天體的周日視陽的周年視運動使太陽周日視運動比其他天體的周日視運動的周期延遲約運動的周期延遲約4分鐘,即晝夜以分鐘,即晝夜以24小時交替,星空卻小時交替,星空卻以以23小時小時56分輪轉。分輪轉。 地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標4. 天球上的圓和點天球上的圓和點 地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標5. 天球上的方向和距離天球上的方向和距離天球上的方向是地球上方向的延伸,其南北方向也是有限方天球上的方向

12、是地球上方向的延伸,其南北方向也是有限方向,天赤道和赤緯圈方向表示東西方向,天球周日運動方向向,天赤道和赤緯圈方向表示東西方向,天球周日運動方向即為向西,相反即為向東。天外俯視北天極,天球周日運動即為向西,相反即為向東。天外俯視北天極,天球周日運動是順時針方向;而在地球上仰視天北極則成逆時針方向。是順時針方向;而在地球上仰視天北極則成逆時針方向。 地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標地球上的距離有角距離和線地球上的距離有角距離和線距離,而在天球上只有角距距離,而在天球上只有角距離而無線距離。離而無線距離。地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標四、天球坐標四、天球坐標1. 球面坐標系的

13、特點與模式球面坐標系的特點與模式 存在一個基本大圓,稱存在一個基本大圓,稱為基圈。為基圈。基圈都有一個原點。原基圈都有一個原點。原點則以通過它的輔圈為點則以通過它的輔圈為標志,輔圈是過基圈兩標志,輔圈是過基圈兩極并垂直于基圈的所有極并垂直于基圈的所有大圓,過原點的輔圈稱大圓,過原點的輔圈稱為始圈。為始圈。地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標球面上任意一點相對于始圈球面上任意一點相對于始圈的方向和角距離,用經度表的方向和角距離,用經度表示,是點的橫坐標。示,是點的橫坐標。球面上任意一點相對于基圈的方球面上任意一點相對于基圈的方向和角距離,用緯度表示,是點向和角距離,用緯度表示,是點的縱坐標

14、。的縱坐標。地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標球面坐標系是一個由基圈、始球面坐標系是一個由基圈、始圈和終圈構成的球面三角形。圈和終圈構成的球面三角形。三角形的三個頂點為極點、原三角形的三個頂點為極點、原點和介點。天體的緯度就是天點和介點。天體的緯度就是天體所在的球半徑與基圈平面的體所在的球半徑與基圈平面的交角;天體的經度就是始圈與交角;天體的經度就是始圈與終圈平面的交角。終圈平面的交角。球面坐標系的一般模式:球面坐標系的一般模式:地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標右旋坐標系與天球周日運動相聯系,經度向西度量,如右旋坐標系與天球周日運動相聯系,經度向西度量,如地平坐標系和第一赤道

15、坐標系。左旋坐標系與太陽周年地平坐標系和第一赤道坐標系。左旋坐標系與太陽周年運動相聯系,經度向東度量,如第二赤道坐標系和黃道運動相聯系,經度向東度量,如第二赤道坐標系和黃道坐標系。(北半球觀測者而言)坐標系。(北半球觀測者而言)天球坐標有左旋和右旋之分:天球坐標有左旋和右旋之分:地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標LR右旋坐標系地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標LR左旋坐標系地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標2. 地平坐標系地平坐標系(1 1)地平坐標系的圓圈系統)地平坐標系的圓圈系統 地平圈地平圈子午圈子午圈卯酉圈卯酉圈PP地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標(2

16、 2)地平坐標系)地平坐標系基圈基圈地平圈地平圈原點原點南點南點(S)始圈始圈午圈午圈地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標(3 3)天體的地平坐標)天體的地平坐標地平緯度地平緯度高度(高度(h)地平緯度是天體相對于地地平緯度是天體相對于地平圈的方向和角距離,沿平圈的方向和角距離,沿天體所在的地平經圈向上天體所在的地平經圈向上下兩個方向度量,自下兩個方向度量,自0 0至至9090,地平圈以上為正,地平圈以上為正,以 下 為 負 ; 高 度 的 余以 下 為 負 ; 高 度 的 余角稱為天頂距角稱為天頂距(z)。地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標地平經度地平經度方位(方位(A)地平經

17、度是天體所在的地平地平經度是天體所在的地平經圈相對于午圈的方向和角經圈相對于午圈的方向和角距離,南點為起點,沿地平距離,南點為起點,沿地平圈向西度量,自圈向西度量,自0 0到到360360 ?原因在于天球周日視運動方原因在于天球周日視運動方向向西,方位向西度量可使向向西,方位向西度量可使天體方位隨時間而遞增,從天體方位隨時間而遞增,從而便于計量。而便于計量。地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標(4 4)地平坐標系的用途)地平坐標系的用途表示天體在天空中的方位表示天體在天空中的方位和高度有其周日變化。和高度有其周日變化。地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標練習1、太陽中天時的方位是多

18、少?、太陽中天時的方位是多少?2、在北半球中緯度某地,北極星的方位是多少?、在北半球中緯度某地,北極星的方位是多少?3、9月月23日,太陽正好升起在北京的地平線上時,日,太陽正好升起在北京的地平線上時,其方位是多少?其方位是多少?4、某恒星的方位和高度都是、某恒星的方位和高度都是45 ,問:須在天,問:須在天空的哪一部分去尋找?空的哪一部分去尋找?地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標3. 第一赤道坐標系第一赤道坐標系/時角坐標系時角坐標系(1 1)第一赤道坐標系的圓圈系統)第一赤道坐標系的圓圈系統 天赤道天赤道子午圈子午圈* *六時圈六時圈ZZ地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標(

19、2 2)第一赤道坐標系)第一赤道坐標系/ /時角坐標系時角坐標系基圈基圈天赤道天赤道原點原點上點上點(Q)始圈始圈午圈午圈地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標(3 3)天體的時角坐標)天體的時角坐標第一赤道坐標系的緯度第一赤道坐標系的緯度赤緯(赤緯()天體相對于天赤道的方向和角距天體相對于天赤道的方向和角距離,沿天體所在的赤經圈向南北離,沿天體所在的赤經圈向南北兩個方向度量兩個方向度量, ,自自0 0至至9090, ,天天赤道以北為正,以南為負;赤緯赤道以北為正,以南為負;赤緯的余角稱極距(的余角稱極距(p p)。)。 地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標第一赤道坐標系的經度第一赤

20、道坐標系的經度時角(時角(t t)天體所在的赤經圈相對于午圈的天體所在的赤經圈相對于午圈的方向和角距離,以上點為起點,方向和角距離,以上點為起點,沿天赤道向西度量沿天赤道向西度量,為的是使天體為的是使天體時角時角“與時俱增與時俱增”,用以度量時,用以度量時間。因經度稱為時角,故赤經圈間。因經度稱為時角,故赤經圈便改稱為時圈,并采用時間單位。便改稱為時圈,并采用時間單位。上點、西點、下點、東點的時角,上點、西點、下點、東點的時角,分 別 為分 別 為 0h、 6h、 1 2h、 1 8h。 地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標用于時間度量用于時間度量 (4 4)第一赤道坐標系的用途)第一赤

21、道坐標系的用途地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標練習1、太陽中天時的時角是多少?、太陽中天時的時角是多少?2、在何地(指緯度)觀測,天體的赤緯與高度、在何地(指緯度)觀測,天體的赤緯與高度相等,時角與方位相等?相等,時角與方位相等?3 3、南點和北點的時角是多少?上點與下點的方位、南點和北點的時角是多少?上點與下點的方位是多少?是多少?地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標4. 第二赤道坐標系第二赤道坐標系(1 1)第二赤道坐標系的圓圈系統)第二赤道坐標系的圓圈系統 天赤道天赤道二分圈二分圈二至圈二至圈地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標(2 2)第二赤道坐標系)第二赤道坐標

22、系基圈基圈天赤道天赤道原點原點春分點春分點始圈始圈春分圈春分圈地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標(3 3)天體的第二赤道坐標)天體的第二赤道坐標第二赤道坐標系的緯度第二赤道坐標系的緯度赤緯(赤緯()天體相對于天赤道的方向和角距天體相對于天赤道的方向和角距離,沿天體所在的赤經圈向南北離,沿天體所在的赤經圈向南北兩個方向度量兩個方向度量, ,自自0 0至至9090, ,天天赤道以北為正,以南為負;赤緯赤道以北為正,以南為負;赤緯的余角稱極距(的余角稱極距(p p)。)。 地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標第二赤道坐標系的經度第二赤道坐標系的經度赤經(赤經()是天體所在的時圈相對于春

23、分圈的是天體所在的時圈相對于春分圈的方向和角距離,以春分點為起點,方向和角距離,以春分點為起點,沿天赤道向東度量,自沿天赤道向東度量,自0h 24h。 ?為了使天使按從小到大的為了使天使按從小到大的順序依次經過上中天。順序依次經過上中天。地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標表示天體在天球上相對表示天體在天球上相對不變的位置,用于編制不變的位置,用于編制星表。星表。 (4 4)第二赤道坐標系的用途)第二赤道坐標系的用途地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標5. 黃道坐標系黃道坐標系(1 1)黃道坐標系的圓圈系統)黃道坐標系的圓圈系統 黃道黃道二

24、至圈二至圈無名圈無名圈地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標(2 2)黃道坐標系)黃道坐標系基圈基圈黃道黃道原點原點春分點春分點始圈始圈無名圈無名圈地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標(3 3)天體的黃道坐標)天體的黃道坐標黃道坐標系的緯度黃道坐標系的緯度黃緯(黃緯()天體相對于黃道的方向和角距天體相對于黃道的方向和角距離,沿天體所在的黃經圈向南離,沿天體所在的黃經圈向南北度量北度量,自自090。地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標黃道坐標系的經度黃道坐標系的經度黃經(黃經()天體所在的黃經圈相對于無名天體所在的黃經圈相對于無名圈的方向和角距離,以春分點圈的方向和角距離,以春分

25、點為起點,沿黃道向東度量,為為起點,沿黃道向東度量,為的是使太陽的黃經的是使太陽的黃經“與日俱增與日俱增”地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標(4 4)黃道坐標系的用途黃道坐標系的用途表示日月行星在星空間的位置表示日月行星在星空間的位置和運動。和運動。地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標練習1、在地球上北緯、在地球上北緯30的地方,當春分點位于西點的地方,當春分點位于西點時,北點的赤經、時角、赤緯、方位和高度各時,北點的赤經、時角、赤緯、方位和高度各是多少?是多少?WEQQNSPPZZ地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標練習2、當天頂的赤緯和赤經分別是、當天頂的赤緯和赤經分別是+25和和3h時,南點時,南點的赤緯、赤經是多少?東點的赤經和時角是多的赤緯、赤經是多少?東點的赤經和時角是多少?少?WEQQNSPPZZ地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標作業1、畫出地平坐標和時角坐標系及其圓圈系統。、畫出地平坐標和時角坐標系及其圓圈系統。2、畫出、畫出45S一觀測者的地平坐標圓圈系統。一觀測者的地平坐標圓圈系統。3、畫出第二赤道坐標和黃道坐標系及其圓圈系統。、畫出第二赤道坐標和黃道坐標系及其圓圈系統。地球概論地球概論第一章 地理坐標與天球坐標6. 各種天球坐標系的區別各種天球

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