chapter4-地球概論-演示文稿

1、第四章 地球運(yùn)動(dòng)的地理意義,第八節(jié) 四季和五帶太陽(yáng)回歸運(yùn)動(dòng) 一、 太陽(yáng)回歸運(yùn)動(dòng)和太陽(yáng)赤緯的周年變化,East China Normal University,East China Normal University,形成四季和五帶的根本原因是黃赤交角由于黃赤交角，使太陽(yáng)周年運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)為對(duì)于天赤道的回歸運(yùn)動(dòng)回歸線：太陽(yáng)回歸運(yùn)動(dòng)的南北界線回歸年：太陽(yáng)回歸運(yùn)動(dòng)的周期晨昏線（圈）：分緯線（圈）為晝弧和夜弧二部分，晝弧和夜弧的弧長(zhǎng)

2、，決定該地晝長(zhǎng)和夜長(zhǎng)：每15º折合1小時(shí),East China Normal University,太陽(yáng)回歸運(yùn)動(dòng)定量地表現(xiàn)為太陽(yáng)赤緯的變化。任何時(shí)候，太陽(yáng)赤緯總是等于太陽(yáng)直射點(diǎn)緯度）二十四節(jié)氣按太陽(yáng)黃經(jīng)劃分，其更重要的區(qū)別在于太陽(yáng)赤緯的不同太陽(yáng)赤緯決定：晝夜長(zhǎng)短和正午太陽(yáng)高度,East China Normal University,二、 太陽(yáng)回歸運(yùn)動(dòng)與地球公轉(zhuǎn)根據(jù)太陽(yáng)黃經(jīng)求知所對(duì)應(yīng)的太陽(yáng)赤緯：sin?=0.4sin?

3、 太陽(yáng)回歸運(yùn)動(dòng)的根本原因，是地球公轉(zhuǎn)的南北分量,East China Normal University,晝夜長(zhǎng)短一、 晝夜長(zhǎng)短概說(shuō)晨昏線：晝夜兩半球之間的分界線。各地晝夜長(zhǎng)短，因晨昏圈隨太陽(yáng)直射點(diǎn)的移動(dòng)而發(fā)生變化,East China Normal University,圖 4-1 春秋二分：太陽(yáng)直射赤道，晨昏線等分所有緯線，全球晝夜平分,圖 4-2 北至日：太陽(yáng)直射北回歸線，北半球各地晝最長(zhǎng)，夜最短；北極圈內(nèi)為極晝。南半球則相

4、反,East China Normal University,圖 4-3 南至日：太陽(yáng)直射南回歸線，南北半球的晝夜長(zhǎng)短與北至日相反,East China Normal University,半晝弧公式地平圈分太陽(yáng)周日圈（赤緯圈）為晝弧和夜弧兩部分cost=-tan?tan? （式中的?和?皆以北半球?yàn)檎习肭驗(yàn)樨?fù)）此公式表明，決定晝夜長(zhǎng)短有兩個(gè)因素：當(dāng)?shù)氐乩砭暥?和當(dāng)時(shí)的太陽(yáng)赤緯?（即太陽(yáng)直射點(diǎn)緯度）。前者是空間因素，即地

5、理因素；后者是時(shí)間因素，即季節(jié)因素,East China Normal University,簡(jiǎn)言之：晝夜長(zhǎng)短因緯度而不同，因季節(jié)而變化晝夜等長(zhǎng)條件：t = 90°,cost = 0, 若：? ? ?? ?在赤道上? 終年晝夜等長(zhǎng)。? ? ?? ?在春秋二分時(shí)，全球晝夜等長(zhǎng)回歸線：太陽(yáng)回歸運(yùn)動(dòng)的南北界線晝長(zhǎng)夜短條件：?，?同號(hào)（太陽(yáng)直射半球）晝短夜長(zhǎng)條件：?，?異號(hào)（非太陽(yáng)直射半球）,East China Normal

6、University,極晝(極夜)條件：? = ??? ? ? , (? = - (??? ? ?))二、 晝夜長(zhǎng)短的緯度分布全球分極晝，晝長(zhǎng)夜短，晝短夜長(zhǎng)，極夜四個(gè)地帶（兩分除外）? 為正值，全球晝長(zhǎng)向北遞增；?為負(fù)值，向南遞增? 的絕對(duì)值愈大，極晝（夜）地帶愈大,East China Normal University,三、 晝夜長(zhǎng)短的季節(jié)變化二分時(shí)，全球晝夜平分，均為12小時(shí)二至?xí)r，晝夜長(zhǎng)短極端各地

7、全年平均晝長(zhǎng)相等，皆為12小時(shí)四、 晝夜長(zhǎng)短的其他因素太陽(yáng)視半徑大氣折光作用眼高差,East China Normal University,圖 4-4 極晝（夜）區(qū)的季節(jié)變化 此圖表示南北兩半球極晝（夜）區(qū)的季節(jié)性擴(kuò)大和縮小。圖中每個(gè)圓面分上下兩半，分別表示北極和南極地區(qū)。三個(gè)同心圓分別表示66?34? ，69?44?和78?28?的三條緯線。,East China Normal University,五、 晨

8、昏蒙影按晨光始和昏影終的太陽(yáng)“低度”標(biāo)準(zhǔn)分三級(jí)民用：6?航海：12?天文：18?緯度愈高，持續(xù)時(shí)間愈長(zhǎng)高緯度（高于48.5?）夏至日，昏影未終，晨光已始，叫“白夜”,East China Normal University,太陽(yáng)高度一、 太陽(yáng)高度概說(shuō)任意時(shí)刻太陽(yáng)高度（h）包含三個(gè)因素：太陽(yáng)赤緯?（周年變化因素）當(dāng)?shù)鼐暥?（分布因素）當(dāng)?shù)靥?yáng)時(shí)角t （周日變化因素）由余弦公式可得：sinh = sin?sin?

9、 + cos?cos?cost,East China Normal University,正午太陽(yáng)高度（H）正午太陽(yáng)時(shí)刻，t = 0 , cost = 1,消去周日變化因素，公式便簡(jiǎn)化為：sinH = sin?sin? + cos?cos? 按復(fù)合角公式有：cos(?－?)＝cos?cos?+sin?sin? 于是便有： sinH = cos(?－?) =

10、sin[90?－(?－?)]H＝90?－?＋? （式中?以夏半年為正，冬半年為負(fù)）,East China Normal University,正午太陽(yáng)高度因緯度而不同，因季節(jié)而變化；式中的(90?－?)可看作上點(diǎn)高度。注意北半球H以南點(diǎn)為起點(diǎn)（南半球反之）；當(dāng)? = ?時(shí)，H = 90?，只有南北回歸線之間，才可能達(dá)到90?的太陽(yáng)高度；南北回歸線之間（不包括南北回歸線），當(dāng)? > ?時(shí)，H

11、 > 90?；極圈內(nèi)冬半年，若? > 90?－?，H < 0?。,East China Normal University,夜半太陽(yáng)“低度”H?= -(90? － ?)+ ?= ?+?－90?式中的-(90? － ?)為下點(diǎn)的低度白夜的緯度界限-18?＝?＋23.5?－90? ?＝48.5?,East China Normal University,二、 正午太陽(yáng)高度的緯度分布H = (

12、 90? + ? ) － ? ( 90? + ? )為赤道上不同季節(jié)的正午太陽(yáng)高度，其他各地隨緯度遞減，?是對(duì)( 90? + ? )的緯度訂正。三、 正午太陽(yáng)高度的季節(jié)變化H = ( 90? －? ) + ? ( 90? － ? ) 為二分時(shí)的正午太陽(yáng)高度，即全年的平均值；?是對(duì)( 90? － ? )的季節(jié)訂正。各自半球的夏半年取正值，冬半年為負(fù)值。,East China Normal University,,,

13、,,,,,,,,,,0°,23°26´N,23°26´S,66°34´N,66°34´S,,,90°´N,90°´S,,,,,,,,,,,,,,,,,,正午太陽(yáng)高度的分布規(guī)律,,,夏至日,二分日,冬至日,East China Normal University,四、 地球上的四季四季的性質(zhì)半球性現(xiàn)象：晝夜

14、長(zhǎng)短和正午太陽(yáng)高度角是半球性的，季節(jié)變化的主要因素；全球性現(xiàn)象：日地距離的變化（影響很?。?；首先是天文現(xiàn)象，然后是氣候現(xiàn)象。,East China Normal University,圖4-5 季節(jié)的天文因素：晝夜長(zhǎng)短和正午太陽(yáng)高度的變化,East China Normal University,,,,太陽(yáng)直射點(diǎn)的移動(dòng)和四季的遞變太陽(yáng)直射點(diǎn)在南北半球的移動(dòng)：兩半球冬夏半年相互替代；太陽(yáng)直射點(diǎn)向北或向南移動(dòng)，兩半球的晝夜長(zhǎng)短和正午

15、太陽(yáng)高度角變化相互倒轉(zhuǎn)；太陽(yáng)直射點(diǎn)向赤道移動(dòng)，晝夜長(zhǎng)短和的正午太陽(yáng)高度角趨向齊平，極晝和極夜地區(qū)縮??；太陽(yáng)直射點(diǎn)向回歸線移動(dòng)，則反之。,East China Normal University,天文學(xué)上四季的劃分我國(guó)強(qiáng)調(diào)天文特征，以四立（立春、立夏、立秋、立冬）為四季的起止，以二分二至為四仲；西方側(cè)重氣候季節(jié)，以二分二至作為四季的起點(diǎn)。要使四季劃分反映地球的氣候特征，必須采用氣候本身的標(biāo)準(zhǔn),East China Normal U

16、niversity,圖4-6 四季的劃分,East China Normal University,五、 地球上的五帶五帶的性質(zhì)季節(jié)帶：具體的季節(jié)因地而異；天文帶：按有無(wú)直射陽(yáng)光和有無(wú)極晝、極夜現(xiàn)象；緯度帶：不考慮海陸、大陸東西岸和地形的影響，也不考慮具體氣象條件。總之，以緯度為唯一標(biāo)準(zhǔn)。,East China Normal University,五帶的劃分：南北回歸線劃分熱帶和溫帶（有無(wú)90?H） ；南北極圈劃分寒帶和溫

17、帶（有無(wú)極晝極夜）。,East China Normal University,第九節(jié) 歷法,一、 歷法概說(shuō)計(jì)量時(shí)間單位回歸年：季節(jié)變化的周期（365.242 2日）；朔望月：月相盈虧的周期（29.530 6日）；太陽(yáng)日：晝夜交替的周期。觀象授時(shí)觀察自然現(xiàn)象推定農(nóng)事季節(jié)可分為：地象授時(shí)、天象授時(shí)、斗柄授時(shí)、中星授時(shí)、晷影授時(shí)。,East China Normal University,歷法及其分類(lèi)歷法，即安排年月日的法

18、則；同時(shí)考慮：年按照回歸年，月根據(jù)朔望月；歷月有大月、小月之分；歷年有平年、閏年之別；太陰歷：側(cè)重協(xié)調(diào)朔望月和歷月的關(guān)系；太陽(yáng)歷：側(cè)重協(xié)調(diào)回歸年和歷年的關(guān)系；陰陽(yáng)歷：側(cè)重陰歷兼顧陽(yáng)歷。原則上：歷月應(yīng)力求等于朔望月，歷年應(yīng)力求等于回歸年。,East China Normal University,二、 陰歷編歷原則平均歷月＝朔望月；平均歷年＝朔望月×12 。優(yōu)點(diǎn)：每一日代表一定的月相缺點(diǎn)：12個(gè)朔望月是3

19、54.367 2日，比回歸年短 10.875 0 日。由于這一差值，陰歷的月序沒(méi)有季節(jié)意義, 不能滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要,East China Normal University,回歷（伊斯蘭歷）朔望月長(zhǎng)度＝29.530 6日；其中的29.5日為平均歷月（逢單大月30日，逢雙小月29日，大小相間）；按尾數(shù)0.030 6日，定出30年11閏；（0.030 6日×12×30＝11.016日）；平年354日，閏年35

20、5日，比回歸年短10.875 6日;平均歷月十分接近朔望月?；貧v年是太陰年，與季節(jié)變化失調(diào)。另設(shè)太陽(yáng)年: 平年365日，閏年366 日，128年31閏，十分接近回歸年。,East China Normal University,三、 陰陽(yáng)歷陰歷成分：歷月體現(xiàn)月相循環(huán)以朔望安排大小月陽(yáng)歷成分：以回歸年相當(dāng)?shù)乃吠聰?shù)安排平年閏年?平均歷年接近回歸年編歷原則平均歷月＝朔望月（與陰歷同） ；平均歷年＝12.368 3朔望月＝回歸年；

21、通過(guò)閏月協(xié)調(diào)歷年和回歸年；19年7閏。（19回歸年×365.242 2＝6 939.601 8日）（235朔望月×29.530 56=6 939.691 0日）,East China Normal University,四、 中國(guó)舊歷（夏歷或農(nóng)歷）具有陰陽(yáng)歷的共同特點(diǎn)：力求平均歷月等于朔望月，平均歷年等于回歸年與眾不同的特點(diǎn)：強(qiáng)調(diào)逐年逐月推算；以月相定日序：以合朔為初一；以?xún)伤烽g隔日數(shù)定大小月；,East

22、China Normal University,,圖4-7 我國(guó)傳統(tǒng)歷法根據(jù)先后二次合朔間隔的日數(shù)，定大月或小月,East China Normal University,以中氣定月序：據(jù)所含中氣定月序，無(wú)中氣為閏月；二十四氣與陰陽(yáng)歷并行使用；陰陽(yáng)歷用于日常記事；二十四氣安排農(nóng)事進(jìn)程；干支紀(jì)法。,East China Normal University,五、 陽(yáng)歷編歷原則平均歷年＝回歸年，平年365日，舍去尾數(shù)0.242 2

23、日，積4年后滿1日?置閏年366日；平均歷月＝回歸年/12，平均歷月為30.436 8日，一年有5個(gè)大月7個(gè)小月，大月為31日，小月為30日。每一歷日，都有大致不變的太陽(yáng)黃經(jīng)和確切的季節(jié)意義，體現(xiàn)了太陽(yáng)的周年運(yùn)動(dòng)和季節(jié)輪回,East China Normal University,六、 公歷：從儒略歷到格里歷儒略歷（公元前46年）仿古埃及歷法一年365日；回歸年長(zhǎng)度＝365.242 2日；首數(shù)365日定為平年長(zhǎng)度（閏年為3

24、66日）；按尾數(shù)0.242 2日定出4年1閏；平均歷年為365.250 0日（比回歸年多0.007 8日）。 為勻稱(chēng)方便起見(jiàn)，一年6個(gè)大月6個(gè)小月，逢單為大，逢雙為小。超出1日從二月扣去，為29日的特殊小月，閏年為30日。,East China Normal University,奧古斯都?xì)v改正了被搞錯(cuò)的置閏制度?自公元4年起，4年1閏；8月按照創(chuàng)歷者的名字定名為奧古斯都月（大月）；9月以后逢單為小月，逢雙為大月；6

25、月大月改為7月大月；8月大月造成了1個(gè)額外超出日?從二月中扣去?二月平年為28日，閏年為29日。,East China Normal University,格里歷：羅馬教皇修改的儒略歷自公元325年到1582年，儒略歷誤差積累近10日，春分從3月21日提前到3月11日；格里歷把1582年10月5日改為15日，在歷史上留下10日空白，使第二年春分又回到3月21日；格里歷為消除新的誤差，使春分固定在3月21日，改4年1閏為400年9

26、7閏，平均歷年365.242 5日；,East China Normal University,凡遇世紀(jì)年，閏年必須被400整除；當(dāng)今格里歷（新歷）與儒略歷舊歷的差值增為13日，故十月革命由舊歷10月25日改為11月7日；平均歷年精度?362.242 5日，與回歸年差0.000 3日，是一種較為完美的歷法；公歷的缺陷：歲首缺乏天文意義；歷月長(zhǎng)短不齊；大小月參差。,East China Normal University,第十

27、節(jié) 時(shí)間一、時(shí)間和時(shí)間單位時(shí)間時(shí)刻，指時(shí)間的遲早；時(shí)段，指時(shí)間的長(zhǎng)短；物理時(shí)刻，時(shí)刻的遲早程度；鐘表時(shí)刻，物理時(shí)刻的表達(dá)形式。時(shí)間單位 ?? 秒平太陽(yáng)秒（平太陽(yáng)日長(zhǎng)度的1/86 400）；1個(gè)原子秒（銫原子躍遷振蕩9 192 631 770次所需的時(shí)間）。,East China Normal University,二、鐘表時(shí)刻與量時(shí)天體“量時(shí)”天體：春分點(diǎn)和太陽(yáng)春分點(diǎn)時(shí)角表示恒星時(shí)：因?yàn)榇悍贮c(diǎn)時(shí)角周日變化均勻；春分

28、點(diǎn)時(shí)角在任何時(shí)候都等于上中天恒星的赤經(jīng)，為恒星時(shí)的測(cè)定提供方便 ；太陽(yáng)時(shí)角用來(lái)度量太陽(yáng)時(shí)：因?yàn)樘?yáng)周日運(yùn)動(dòng)是晝夜交替的直接原因。,East China Normal University,兩種時(shí)間系統(tǒng)在時(shí)刻與天體時(shí)角關(guān)系上的不同恒星時(shí)同春分點(diǎn)時(shí)角一致（時(shí)角即時(shí)刻），太陽(yáng)時(shí)刻與太陽(yáng)時(shí)角有12時(shí)的差值：春分點(diǎn)是天球上的定點(diǎn)，其赤經(jīng)為0時(shí)，太陽(yáng)在天球上有周年運(yùn)動(dòng)，方向向東赤經(jīng)逐日遞增。,恒星時(shí),＝春分點(diǎn)的時(shí)角太陽(yáng)時(shí)＝太陽(yáng)時(shí)角＋12時(shí)

29、,East China Normal University,,,圖4-8 恒星時(shí)與視太陽(yáng)時(shí)的換算關(guān)系,因此有換算關(guān)系：恒星時(shí)=太陽(yáng)時(shí)+太陽(yáng)赤經(jīng)－12時(shí)太陽(yáng)時(shí)=恒星時(shí)－太陽(yáng)赤經(jīng)+12時(shí),East China Normal University,真太陽(yáng)時(shí)、平太陽(yáng)時(shí)兩個(gè)太陽(yáng)，兩條路線：真太陽(yáng)（視太陽(yáng)）：沿黃道運(yùn)行，非均勻；平太陽(yáng)：沿天赤道運(yùn)行，均勻；太陽(yáng)時(shí)有真太陽(yáng)時(shí)（視時(shí)）和平太陽(yáng)時(shí)（平時(shí)）。兩種速度：視時(shí)是非均勻流逝的時(shí)間

30、，但可以實(shí)測(cè)；平時(shí)是均勻流逝的時(shí)間，但只能根據(jù)恒星時(shí)或視時(shí)進(jìn)行推算。,East China Normal University,時(shí)差??視時(shí)與平時(shí)之差同一周期：都是恒星年，“殊途同歸”。于是：視太陽(yáng)和平太陽(yáng)存在赤經(jīng)差或時(shí)角差，也即視時(shí)與平時(shí)的時(shí)刻差，叫做時(shí)差。 時(shí)差＝視時(shí)－平時(shí),East China Normal University,,圖4-9 時(shí)差的定義,East China Normal University,時(shí)

31、差的周年變化：有正有負(fù)，可大可小是視太陽(yáng)日長(zhǎng)度的周年變化的結(jié)果（原因）；用視午和平午的比較來(lái)說(shuō)明 （方法）；視太陽(yáng)在平太陽(yáng)之西，視時(shí)>平時(shí)，時(shí)差>0 視太陽(yáng)在平太陽(yáng)之東，視時(shí)<平時(shí)，時(shí)差<0 （規(guī)律）；極值是差值的累計(jì)

32、 （結(jié)果）。 極大值＋16.4分；極小值－14.4分,East China Normal University,恒星時(shí)、視時(shí)和平時(shí)的聯(lián)系視時(shí)＝恒星時(shí)－太陽(yáng)赤經(jīng)＋12時(shí)；恒星時(shí)＝視時(shí)＋太陽(yáng)赤經(jīng)－12時(shí)；視時(shí)＝平時(shí)＋時(shí)差；平時(shí)＝視時(shí)－時(shí)差；平時(shí)＝（恒星時(shí)－太陽(yáng)赤經(jīng)＋12時(shí)）－時(shí)差；恒星時(shí)＝（平時(shí)＋時(shí)差）＋太陽(yáng)赤經(jīng)－12時(shí)。,East China Normal University,三、 鐘表時(shí)刻與地方經(jīng)

33、度地方時(shí)按本地經(jīng)度測(cè)定的時(shí)刻；任何二地的時(shí)刻差，等于其經(jīng)度差；較東地點(diǎn)時(shí)刻較快；格林尼治時(shí)間。標(biāo)準(zhǔn)時(shí)（屬平太陽(yáng)時(shí)范疇）劃分標(biāo)準(zhǔn)時(shí)區(qū)，確立標(biāo)準(zhǔn)鐘點(diǎn)；設(shè)置日界線，避免日期混亂。,East China Normal University,區(qū)時(shí)??理論標(biāo)準(zhǔn)時(shí)：按經(jīng)度分全球?yàn)?4 個(gè)時(shí)區(qū)，每區(qū)跨經(jīng)度15º ，每一時(shí)區(qū)的東西界線距各自中央經(jīng)線為7.5º ；以標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)度的地方平時(shí)為全區(qū)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)；區(qū)時(shí)之差，

34、等于時(shí)區(qū)數(shù)之差。,East China Normal University,法定時(shí)??區(qū)時(shí)的變通：西方許多國(guó)家采用其東鄰時(shí)區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)（比理論時(shí)區(qū)快1小時(shí)）；亞洲南部某些國(guó)家根據(jù)本國(guó)所跨的經(jīng)度范圍，采用半時(shí)區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)；澳大利亞西部和東部分別采用東8和東10區(qū)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，中部卻采用＋9.5區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)；尼泊爾任意“確定”標(biāo)準(zhǔn)時(shí)。,East China Normal University,,圖4-14 世界時(shí)區(qū)圖,East China

35、Normal University,我國(guó)目前是單一的法定時(shí)區(qū)，全國(guó)使用唯一的法定時(shí)，即“北京時(shí)間” ；北京時(shí)間，并非北京的地方平時(shí)，而是120º E的地方平時(shí)；夏令時(shí)：夏季來(lái)臨時(shí)，時(shí)針撥快 1 小時(shí)，秋季來(lái)臨時(shí)，時(shí)針撥回1小時(shí)。,East China Normal University,國(guó)際日期變更線（日界線）和日期進(jìn)退在環(huán)球航行和時(shí)間推算中發(fā)生日期混亂；日界線西側(cè)的東 12 區(qū)是全球的“最東”（最早）時(shí)區(qū)，線東側(cè)的西

36、12區(qū)是全球的“最西”（最遲）時(shí)區(qū)；日界線的東西二側(cè)，鐘點(diǎn)相同，日期相差 1 日，西側(cè)（東12區(qū)）比東側(cè)（西12區(qū)）超前1日。,East China Normal University,向東過(guò)日界線，退1日；向西過(guò)日界線，進(jìn)1日；日界線的偏離（為避開(kāi)陸地和島嶼）。四、 地球上的日期五、 從世界時(shí)到協(xié)調(diào)世界時(shí)世界時(shí)（UT）：以地球自轉(zhuǎn)為基礎(chǔ)，未擺脫地球自轉(zhuǎn)不均勻?qū)r(shí)間的影響；歷書(shū)時(shí)（ET）：以地球公轉(zhuǎn)為基準(zhǔn)，以歷書(shū)秒為單位，但