第六章地球课件.pptx
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- 第六 地球 课件
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1、普通天文学第六章地 球普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学地球 美丽的蓝色星球 太阳系中最特殊的成员 人类的家园 人类探测宇宙的基地 地球科学:气象学、地质学、地理学、海洋学、地球物理学、地球化学、大地测量学,等22022-12-28普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学主要内容:地球的大小和形状 地球的内部结构 地球大气和水圈 地球的磁场和磁层 地球的运动32022-12-28普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学一、地球的大小和形状 地球质量5.9737 1024kg固体部分占地球总质量的99.9%水圈的质量为1.45 1
2、021kg,占1/4000大气圈质量为5.136 1018kg,占1/10000004如何称地球的质量?如何称地球的质量?2022-12-28普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学 地球的大小赤道半径:6378.136km极半径:6356.753km扁率:1/298.257体积:1.0832071012km3表面积:5.100657108km25弧度测量弧度测量人造地球卫星观测人造地球卫星观测2022-12-28普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学 地球的形状6古希腊哲学家毕达哥拉斯最早提出地球是球形古希腊哲学家毕达哥拉斯最早提出地球是球形亚里士多
3、德给出了地球是球形的第一个科学证据亚里士多德给出了地球是球形的第一个科学证据2022-12-28普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学地球是球形的证据 月食时月面上出现的地影是圆形的 葡萄牙航海家麦哲伦的环球航行“登高望远”7 南方和北方看见的星空不同 从人造地球卫星或月球上拍摄的照片 2022-12-28普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学8在月球上看地球2022-12-28普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学 地球不是一个正球体 17世纪末,牛顿研究了地球自转对地球形态的影响,认为地球应是一个赤道略为隆起,两极略为扁平的
4、椭球体 19世纪,根据大地测量提供的可靠资料,表明地球的形状基本上是一个绕短轴旋转的旋转椭球体参考椭球 人造地球卫星观测结果表明,地球赤道也是一个椭圆,所以地球实际上是一个三轴椭球体92022-12-28普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学地球表面与大地水准面 地球表面的实际形状极不规则,大陆有高山(最高8844.43m),海底有深渊(最深约1.1km)所以描述地球形状时不是指地球表面,而是指大地水准面(geoid)大地水准面:与平均海水面重合的地球重力位等位面 大地水准面并不是一个规则的数学曲面102022-12-28普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学
5、普通天文学 确定地球形状就是指确定大地水准面,它是大地测量学的主要研究内容 球面可以作为大地水准面的第一级近似 旋转椭球面作为第二级近似 三轴椭球面作为第三级近似11静止海水面静止海水面自然表面自然表面大地水准面大地水准面参考椭球面参考椭球面2022-12-28普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学重力 定义地球上的质点,一般都受到地心引力和地球自转产生的惯性离心力的作用,将上述两力的合力定义为该点的重力。单位通常讨论重力的大小,是指单位质量所受的重力,在量值上等于重力加速度,国际单位是m/s2非国际制单位 伽(利略)gal =1 cm/s2 毫伽 mgal =10-3
6、gal 微伽 ugal =10-6 gal12在地球重力学中,在地球重力学中,重力实际上是重力实际上是重重力加速度力加速度的简称的简称2022-12-28普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学二、地球的内部结构 地球的圈层结构:地球物质分布形成同心圈层,这是由于地球长期运动和物质分异的结果 内部结构由外向内依次:地壳、地幔、地核 了解地球内部结构的手段:地震波钻井(目前最深的钻井仅15km)132022-12-28普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学14地壳地壳上地幔上地幔下地幔下地幔液态外核液态外核固态内核固态内核地壳和地幔顶部由刚性岩地壳和地幔
7、顶部由刚性岩石组成,称为石组成,称为“岩石圈岩石圈”。岩石圈下面是岩石圈下面是“软流圈软流圈”。2022-12-28普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学152022-12-28普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学162022-12-28普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学大陆漂移172022-12-28普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学洋底扩张182022-12-28普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学板块运动192022-12-28普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学
8、普通天文学普通天文学202022-12-28普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学三、地球的大气和水圈1、地球大气 固体地球外面包围着大气层大气圈 大气质量:5.136x1018kg,约占地球总质量的百万分之一 地球生命的保护层:屏蔽太阳紫外线辐射、高能宇宙线及流星体的高速轰击212022-12-28普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学地球大气的分层地球大气的密度、温度、压力、化学组成等都随着高度变化。l按温度变化,可分为:对流层平流层(同温层)中间层热层外层222022-12-28普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学232
9、022-12-28普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学l按大气的组成分:均质层非均质层l按大气电离层度分:中性层电离层242022-12-28普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学地球大气的组成 干洁空气不包含水气的空气 水汽夏季,含量可达4%冬季,含量0.01%集中在2km以下,与天气变化有密切关系 微尘在离地面3km以下的空气中悬浮的大量固体微粒252022-12-28普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学地球大气的运动 按运动的水平尺度可分为:大尺度运动(103km),如全球范围的大气环流中尺度运动(102km),如台风
10、小尺度运动(10km),如龙卷风 大气中各处温度和压力的差别驱动空气运动,空气不同规模运动总称为“大气环流”,成为各种天气和气候的主要因素 大气环流引起大气角动量变化,必然导致地球自转速率的变化262022-12-28普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学 大气环流的分类 哈德莱环流:由不同纬度的温差驱动 斜压涡流:因流体力学不稳定性使大尺度的运动变为小尺度涡流 稳态涡流(驻波):由地形或海陆温差产生,绕纬度圈典型有23个波长。该涡流将动量从对流层转移到平流层,影响平流层的环流 热力潮:由太阳直接照射区与未照射区之间的温差引起。地球大气的热力潮较弱272022-12-28
11、普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学大气运动的根本能源是太阳辐射能282022-12-28普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学温室效应292022-12-28普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学302022-12-28普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学冰川融化312022-12-28普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学海面上升50m,中国的海岸线322022-12-28普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学332022-12-28普通天文学普通天文学普
12、通天文学普通天文学普通天文学普通天文学 温室效应是地球生命赖以生存的保护伞 但是地球环境遭到严重破坏,使得大气中二氧化碳和各种气体微粒含量不断增加,造成了温室效应加剧,导致了全球变暖,对气候、生态环境及人类健康等多方面带来影响,保护伞逐渐变成恶魔 人们在追求物质发展的同时,一定要注意保护环境,减缓温室效应的加剧,阻止地球变成第二个金星342022-12-28普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学普通天文学2、水圈 水圈是地表水体总称,包括海洋、河流、湖泊、冰川和地下水 海洋占水体体积的99.27%水圈总质量仅占地球质量的1/4000 水圈中水的运动大致保持动态平衡水循环352022
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