地球概论第5章

第一章复习与思考p6（略）●什么是纬线和经线？什么是纬度和经度？它们有何区别与联系？为什么纬线是整圆，而经线是半圆？●为什么南北方向是有限方向，而东西方向是无限方向？怎样理解地面上两点间的东西方向既是理论上的“亦东亦西”，又是实际上的“非东即西”？复习与思考p21~22●何谓天球周日运动和太阳周年运动？为什么会有夜半中星的变化？●举出下列天球大圈的两极：地平圈Z Z’子午圈 E W天赤道P P’卯酉圈S N黄道K K’六时圈Q Q’●举出下列天球大圆的交点：子午圈与地平圈S N子午圈与天赤道Q Q’子午圈与卯酉圈Z Z’子午圈与六时圈P P’天赤道与地平圈 E W天赤道与黄道? (春分点) ?（秋分点）●为什么时角向西度量，而赤经则要向东度量？使天体的时角“与时俱进”，用以度量时间；赤经“与日俱增”（参考书本第15页）●天球上哪一点的赤纬（δ）和赤经（α）等于零？又，该点的黄纬（β）和黄经（λ）是多少？天球上春分点上的赤纬与赤经等于零。

该点的黄纬黄经等于零。

●北天极的黄纬和黄经是多少？北黄极的赤纬和赤经是多少？（查天球仪）北天极的黄纬和黄经是66°34′、90°，北黄极的赤纬和赤经分别是在66°34′、18h。

●某恒星的方位和高度都是45°，问：须在天空的那一部分去寻找？（西南方半空）●在何地（指纬度）观测，天体的赤纬与高度相等，时角与方位相等（即地平坐标系与第一赤逍坐标系合一为一）？南北极●已知恒星时S＝6h38m，某恒星再过2时10分上中天，试求该恒星的赤经。

8时48分。

S=t+α;α=S-t=6h38m-21h50m=-15h12m=8h48m或α=S-t=6h38m-(-2h10m)=8h48m●已知某恒星的赤经a＝20h38m，当恒星时（S）为23时17分时，该恒星的时角是多少？2时39分S－α=23h17m-20h38m=2时39分。

●对35°N 而言，当春分点刚升起地平的时刻，黄道与地平田成多大交角？当春分点刚沉入地平的时刻呢？（先调整天球仪的纬度，然后把春分点移至东［西］方地平，就是使天赤道、黄逍和地平圈同时相交于东［西］点，便可直接读数）。

地球概论第一章地理坐标与天球坐标经线和纬线一切垂直于地轴的平面同地面相割而成的圆，都是纬线其中垂直于地轴，且通过地心的平面同地面相割而成的圆，叫赤道一切通过地轴的平面同地面相割而成的圆，都是经圈经圈在南北两极相交，并被等分为两个半圆，这样的半圆叫经线，经线也叫子午线其中通过英国伦敦格林尼治天文台的那条经线，叫本初子午线，即0度经线经度和纬度本地法线同赤道面的交角,就是所在地的纬度。

赤道以北叫北纬(N），赤道以南叫南纬（S）,南北纬各从0度到90度经度是一种两面角，本地子午线平面和本初子午线平面的夹角即为本地经度.本初子午线以东叫东经（E）,以西叫西经（W），东西经各从0度到180度纬度的间隔大体相同,每1度约为111km；经度的间隔随纬度的增大而减小地理坐标一地的纬度,表示该地相对于赤道的南北位置；一地的经度，表示该地的子午面相对于本初子午面的东西位置，二者相结合，标志一个地点在地面上的特定位置，被叫做这个地点的地理坐标地理坐标系第二节天球坐标天球：天球就是以地心为球心,以任意远为半径的一个假想的球体，天文学用作表示天体视运动的辅助工具天球周日运动：整个天球围绕我们旋转，这种视运动是地球自转的反映周日圈：天体周日运动行经的路线。

天体愈近天极，其周日圈愈小,离极愈远，周日圈愈大太阳周年运动地平圈：通过地心,且垂直于当地铅垂线的平面的无限扩大，同天球相割而成的天球大圆。

把天球分为可见和不可见两部分.地平圈的两极是天顶（Z）和天底（Z'）天赤道：地球赤道平面的无限扩大，同天球相割而成的天球大圆.天赤道分天球为南北两半球,两极叫天北极(P)和天南极(P’）黄道:地球公转的轨道平面的无限扩大，同天球相割而成的天球大圆。

就是太阳周年运动的视行路线黄道的两极是黄北极(K）和黄南极（K’）天赤道与地平圈的两个交点是东点（E）和西点（W）。

地平圈对于天赤道的两个远距点是南点(S）和北点（N）天赤道对于地平圈的两个远距点，一个在地平之上，称为上点（Q)，一个在地平之下，称为下点(Q')黄道与天赤道成23度26分的交角（黄赤交角),它们的两个交点称为二分点，对北半球来说，按太阳周年运动方向，黄道对于天赤道的升交点为春分点（ )，降交点为秋分点（）；黄道上的两个远距点称为二至点，北至点为夏至点（），南至点为冬至点（ )天赤道对于黄道两个远距点,称为无名点地平坐标系通过天顶、天底且垂直于地平圈的一切大圆，是地平经圈，或平经圈一切与地平圈平行的圆，是地平纬圈通过南点和北点的平经圈，叫做子午圈，以天顶、天底为界，分为子圈（北半圈）和午圈(南半圈）通过东点和西点的平经圈，叫做卯酉圈,以天顶、天底为界,分为卯圈（东半圈)和酉圈（西半圈)基圈是地平圈，原点是南点，始圈是午圈地平纬度称高度，是天体相对于地平圈的方向和角距离,高度的余角为天顶距地平经度称方位，是天体所在的地平经圈相对于午圈的方向和角距离第一赤道坐标系基圈是天赤道,原点是上点，始圈是午圈纬度称赤纬，经度称时角第二赤道坐标系基圈是天赤道,原点是春分点,始圈是春分圈纬度是赤纬,经度称赤经。

《地球概论》思考与练习题参考答案第一章地理坐标与天球坐标h m⒒在北京（φ=40°N），黄道与地平圈的交角，最大与最小各为多少？那时春分点位于什么位置？试绘图表示之。

当春分点与东点重合时，图中A点距天北极10°，填空：A点的α90°；δ80°；λ90°；β56°34′；夏至点的t 12h ；δ23°26′；h -26°34′；A （方位）180°。

解：黄道与地平圈的交角，最大为90°-40°+23°26′=73°26′，春分点位于西点。

最小为90°-40°-23°26′=26°34′，春分点位于东点。

⒓我国古代有人在同一点观测到夏至日的太阳高度是73°38′，冬至日的太阳高度是26°22′，求此人所在地的纬度和当时的黄赤交角。

解：黄赤交角：（73°38′-26°22′）/2=23°38′此人所在地的纬度：纬度等于天顶的赤纬（90°-73°38′）+23°38′=40°N⒔有人在北半球某地观测到一恒星上中天时的高度为50度，下中天时的高度为20度。

试绘图求出此人所在地的纬度和恒星的赤纬分别是多少？解：该恒星的赤纬：90°-（50°-20°）/2 = 75°观测地的纬度：20°+（50°-20°）/2 = 35°N或该恒星的赤纬：90°-（70°+40°）/2 = 35°观测地的纬度：20+（70°+40°）/2 = 75°N⒕北半球某地子夜时，观测到太阳中心的高度为4°11′，而太阳的赤纬为+22°8′，求该地的纬度，试绘图表示出该地当天太阳的周日运动路线来。

甘肃民族师范学院地理科学专业课程教学大纲地球概论一、说明(一)课程性质《地球概论》是高等师范院校地理科学专业的专业核心课程，它主要阐述宇宙中各种天体运动的一般规律，揭示这些规律同地球环境形成之间的内在联系，从而为学习其它地球科学的课程提供地球整体的知识，是一门重要的基础课程。

(二)教学目的通过《地球概论》的学习，掌握地球天文学和地球物理学的基本理论和基础知识，认识它们对地理环境形成过程的重要意义。

掌握一般天象的形成原理和观测一般天象的基本技能，从而树立辩证唯物主义的宇宙观、科学的世界观和正确人生观。

(三)教学内容及学时数(四)教学方式讲授及视频资料演示(五)考核要求1.考核的方式及成绩评定期末考试实行闭卷考试。

期末成绩占60%，平时成绩占40%（课后作业20%，讨论10%，考勤10%）2.考题设计本大纲各章所提到的考核要求都是考题的重点，试题覆盖到每一章，适当的突出重点章节，加大重点内容的覆盖密度。

本课程考试试卷可能采用的题型有：名词解释、单项选择题、填空题、简答题、计算题和论述题等题型。

二、本文第一章地球坐标与天球坐标教学要点:地理坐标、天球坐标教学时数：8学时教学内容：第一节地理坐标(2学时)地球上的经线和纬线；地球上的方向和距离；经度和纬度；地理坐标。

第二节天球坐标(6学时)天球和天穹；天球的视运动；天球上的圆、点、方向和距离；球面和地平坐标系。

教学要求：1、使学生掌握地理坐标的基础上，了解四大天球坐标系的内涵及相互联系。

考核要求：1.地理坐标和天球坐标的相关概念（理解）2.经度、纬度和各种坐标系的内涵及地理意义（掌握）3.各种天球坐标系之间的区别（了解）第二章地球的宇宙环境教学要点:恒星和星系、太阳和太阳系、月球和地月系教学时数：18学时教学内容：第一节恒星和星系(4+2学时)恒星及其自行；恒星的发光和光谱；多普勒效应；恒星的亮度和光度；恒星的多样性；恒星的演化；银河与银河系；太阳在银河系中的位置和运动；河外星系；宇宙和天文新发现。

《地球概论》课堂笔记第一节太阳和太阳系一、太阳宇：东西南北，四面八方，即空间宙：古往今来，早午晚昏，即时刻宇宙：普遍的永久的物质世界○宇宙是由物质组成的。

○宇宙间所有这些物质，通称天体。

常见天体：恒星、行星、卫星、刘翔、彗星和星云。

互有联系的假设干天体的集合叫天体系统太阳系不是星系（宇宙 总星系 星系恒星和星云）太阳所在的星系 银河系（1500太阳系、卫星（地月系） 银河系总星系 恒星世界 星云 宇宙 河外星系总星系之外的世界 行星际物质太阳系是由太阳、行星及其卫星、矮行星、彗星、流星体、行星际物质组成的天体系统。

◆ 太阳系的中心天体：太阳；◆ 太阳占太阳系总质量的%；◆ 太阳是太阳系中唯一能自身发光的天体，是太阳系光和热的源泉。

（一） 太阳的距离和大小1、 太阳和地球的距离太阳的距离是太阳和地球的距离，即日地距离日地平均距离在天文学上被作为一个单位利用，称为天文单位（AU ） ◆ 天文单位是用来气宇太阳系内天体间距离的单位，1976年测定值为：1AU=千米（1984年通用）◆ 目前测定新值为2千米以光速通过1AU 需时刻8′19″天体距离目前通常用间接方式测定：三角视差法<周日视差，周日地平视差先确信基线>；雷达测距法可是在测定太阳距离时，由于距离遥远，其地平视差过小，和技术上的各类困难，不宜直接用那个方式，于是天文学上通过对某个小行星距离的测定，来推算太阳的距离。

日地距离的大体思路是：如右图所示：射日地距离为a某个距离地球较近的小行星距离为a1，当小行星冲日时，即小行星距地球最近的时候，测定其地平视差，○1从而推算出它同地球的距离，那个距离即为a1-a,记作m，也确实是小行星与地球轨道半径的差值；○2测定a与a1之比，即a/ a1的值，记为n（此值测定方式可用开普勒第三定律，即a3/a13=T2/T12）；a1-a=m○3联立解方程，求a;a/ a1=n最近几年来，人们用雷达测定金星距离，进而推算出日地距离最新值为：1.×108km.2、太阳的大小已知日地距离，就能够够依照太阳的是半径推算出其线半径（如右图），太阳的平均视半径为16′。

第五章（地球和月球）参考答案P151复习与思考1日全食日偏食和日环食，分别与月球的本影，半影何为本影有关；为何月食仅与地球的本影有关？为什么没有月环食？答：因为地球本影远远大于月地距离，并在月地距离处，地球本影的横截面平均直径（9212KM）比月轮平均直径（3476KM）大得多的缘故。

所以月食仅与地球的本影有关。

也没有月环食。

2当地球上发生月偏食时，在月球天空将发生什么现象？答：月球天空发生日全食或日偏食。

3在地球上，有可能在午夜观测到日食吗？在哪里？答：有可能。

是在北极圈到北极，南极圈到南极的范围内。

4本书图5—5表示发生在北纬45度冬季，日没前不久的一次日全食过程。

认真分析图中的各种因素，然后仿照该图的设计，另绘一幅表示发生在南半球同纬度夏季日出后不久的一次日全食过程。

（提示：南半球的周日运动是逆时针方向）答：如图所示①天赤道向北倾斜，天南极为仰极，即在南半球。

②天赤道与地平圈交角，即为当地余纬，故为45°S。

③太阳周日圈（赤纬）在天赤道以南，故为南半球的夏季。

④日月在东南方升起。

2009年7月22日早上8h10m日全食过程。

（四川康定30°N）①天赤道向南倾斜，天北极为仰极。

可知是在北半球；②天赤道与地平圈交角即为当地余纬，故纬度为30°N；③太阳周日圈（赤纬）在天赤道以北，故北半球正值夏季；④日月正在地平东方升起。

5什么叫食限？食限的大小决定于什么？什么叫食季？食季的长短取决于么？如果日偏食限为17°，试求其食季的日数。

答：日月食的发生，要求日月相合（或者相冲）于黄白交点或其附近。

这个附近有一定的限度，它就是食限。

食限大小决定于黄白交角的大小，月地距离和日地距离的远近。

食季是有可能发生日、月食的一段时间。

取决于食限。

如果日偏食限为17°，其食季的日数是（17°×2÷59′＝34.57日）6发生日食的次数比月食多，为什么对一地来说，看到月食的次数比日食要多？答：这是因为。

第五章地球的运动地球在宇宙中的运动，最主要有三种形式。

第一种是地球自身的旋转运动。

即自转运动。

地球自转的结果，首先是不断在改变地球本体的形态；再就是派生出很多天文、地理上的动态。

第二种是地球的绕日公转运动。

就是地球在太阳的引力作用下，受太阳的制约，围绕太阳运转，并且跟随太阳系一起在银河系以及宇宙中运动。

公转运动的主要结果也产生了很多天文、地理上的动态。

第三种是太阳系天体对地球的摄动。

地球作为太阳系的一个行星，它必然会受到太阳、月球及其他行星（主要是木星）的引力作用，从而对地球的自转和公转运动状态产生摄动，使地球的运动规律发生变化，例如自转减速；岁差；章动；黄赤交角变化等。

第一节地球的自转一、地球自转及其证明1、地球自转的方向地球不停的绕着自转轴自西向东做旋转运动，称为地球的自转运动。

自转的方向是自西向东的，因而才会有天球以相反的方向自东向西的周日视运动。

我们称自西向东的方向为逆时针方向，也就是观察者从天北极上空看时，地球逆时针旋转，这种自转称为顺向自转；如果从天南极上空看，地球顺时针旋转，这种自转为逆向自转。

2、地球自转的周期为了计量地球自转周期，必须在地球之外选定参考点。

根据天球上不同的参考点（恒星、太阳、月球）计量的地球自转周期，其长度是不同的。

因此，就有各种不同的日——恒星日、太阳日和太阴日。

恒星日：同一恒星连续两次在同地中天的周期，也就是恒星（或春分点）连续两次由东向西通过同一子午圈的时间间隔，长度约为23小时56分4秒。

恒星日是地球自转的真正周期，即地球自转360°所经历的时间。

太阳日：太阳连续两次在同地中天的周期，也就是太阳中心连续两次由东向西通过同一子午圈的时间间隔，平均长度是24小时。

太阳日是昼夜交替的周期，是人们日常生活中使用的日，由于太阳的周年运动，太阳每天在天球上向东走59′，地球上同一方向在追赶太阳的过程中，自转一圈后还要再转59′才能赶上太阳。

太阴日：月球连续两次在同地中天所经历的时间，也就是月球中心连续两次由东向西通过同一子午圈的时间间隔，平均长度是24小时50分。

地球概论第三版金祖孟编著_全部习题答案第一章（地理坐标与天球坐标）参考答案1.1地理坐标：纬线和经线、纬度和经度、整圆与半圆……1.2地球上的方向（地平面）：南北极、南北半球、东西半球、东方西方2.1引出两个重要概念：天球周日运动、太阳周年运动2.2天球坐标：天球大圆及其两极地平圈：Z、Z′；子午圈：E、W；天赤道：P、P′卯酉圈：S、N；黄道：K、K′；六时圈：Q、Q′2.3天球坐标：天球大圆的交点：子午圈与地平圈：S、N；子午圈与天赤道：Q、Q′子午圈与卯酉圈：Z、Z′；子午圈与六时圈：P、P′天赤道与地平圈：E、W；天赤道与黄道：、黄赤交角（ε=23°26′）2.5第二赤道坐标系（δ,）、黄道坐标系（,）均以为原点，所以有：（0°、0h）、（0°、0°）2.6在黄道坐标系中：P（90°-ε，90°）；在第二赤道坐标系中：K（90°-ε，18h）2.7西南方半空（地平坐标系）2.8当δ=h，t=A时，地处南、北两极（即地平坐标系与第一赤道坐标系完全重合在一起）2.9已知：S＝t＝Q=6h38m，t★=21h50m，故根据公式：S＝t★＋★有：★=-15h12m（8h48m）2.10t＝2h39m2.1190°-35°+ε=78°26′，90°-35°+ε=31°24′2.12（答案顺序）太阳黄纬（）、太阳黄经（）、太阳赤纬（δ）、太阳赤经（）春分（）：0°、0°、0°、0h；夏至（）：0°、90°、ε、6h秋分（）：0°、180°、0°、12h；冬至（）：0°、270°、-ε、18h2.13（答案顺序）高度（h）、方位（A）、赤纬（δ）、时角（t）、赤经（）天顶Z：90°、任意、31.5°、0h、9h5m；天底Z′：-90°、任意、-31.5°、12h、21h45m天北极P：31.5°、180°、90°、任意、任意；天南极P′：-31.5°0°、-90°、任意、任意东点E：0°、270°、0°、18h、5h45m；西点W：0°、90°、0°、6h、3h5m南点S：0°、0°、-58.5°、0h、9h5m；北点N：0°、80°、58.5°、12h、21h45m上点Q：58.5°、0°、0°、0h、9h45m；下点Q′：-58.5°、180°、0°、12h、12h第二章（地球的宇宙环境）参考答案3.1恒星--（如同太阳）发光：质量巨大/中心温度很高/热核反应/能量释放；光谱信息：表面温度、物理性质、化学成分、运动方向，确定恒星光度，比较视亮度，推知恒星距离等。

地球概论(复习资料)第 2 页共 22 页第 3 页共 22 页理解：南北方向是有限方向；东西方向是无限方向。

理论上“亦东亦西”，实际上“非东非西”。

地球自转自西向东，北半球逆时针，南半球顺时针。

地理坐标系第二节天球和天球坐标概念：天穹：人们所能直接观测到的地平之上的半个球形的天空。

天球：天球就是一地心为球心，以任意远为半径的一个假象球体。

地平圈：地平圈是通过地心，且垂直于当地铅垂线的平面的无限扩大，同天球相割而成的天球大圆。

天赤道：天赤道是地球赤道平面的无限扩大，同天球相割而成的天球大圆。

黄道：黄道是地球公转的轨道平面的无限扩大，同天球相割而成的天球大圆。

白道：月球轨道在天球中的投影。

天顶、天底（Z、Z’）：地平圈的两极是天第 4 页共 22 页顶和天底。

天南极、天北极（P、P’）：天赤道的两极是天北极和天南极。

黄北极、黄南极（K、K’）：黄道的两极是黄北极和黄南极。

子午圈：通过南点和北点的平经圈卯酉圈：通过东点和西点的平经圈天球大圆的两极：地平圈——天顶（Z）、天底（Z’）子午圈——东点、西点天赤道——天北极（P）、天南极（P’）卯酉圈——南点、北点黄道——黄北极（K）、黄南极（K’）六时圈——上点（Q）、下点（Q’）天球大圆的交点：子午圈和地平圈——南点、北点子午圈和天赤道——上点、下点第 5 页共 22 页子午圈和卯酉圈——天顶、天底子午圈和六时圈——天北极、天南极天赤道和地平圈——东点、西点天赤道和黄道——春分、秋分记忆：天球坐标对照表计算：北极高度=地理纬度=天顶赤纬恒星时=赤经+时角地平坐标：E、S、W、N四点高度均为0，方位分别为270°、0°、90°、180°。

上点Q、下点Q’方位0°、180°第一赤道坐标系：E、S、W、N时角18、0、6、12，上点、下点、天顶、天底时角0、12、0、12。

关键在于记住各坐标系中经度、纬度的计第 6 页共 22 页量方法及各坐标系的联系。