1、第五章第五章 地球运动及其地理意义地球运动及其地理意义第一节第一节 地球运动的主要方式地球运动的主要方式第二节第二节 地球自转及其地理意义地球自转及其地理意义第三节第三节 地球公转及地理意义地球公转及地理意义第四节第四节 变化中的地球运动变化中的地球运动第一节第一节 地球运动的主要方式地球运动的主要方式 自转自转 公转公转 月地绕转月地绕转 地轴进动地轴进动 极移极移 板块运动板块运动第二节第二节 地球自转及其地理意义地球自转及其地理意义 1.如何证明地球的自转如何证明地球的自转? 2.何谓地轴进动何谓地轴进动?其规律、成因与后果是什么？其规律、成因与后果是什么？ 3.何谓极移现象？其规律、成
2、因与后果是什么？何谓极移现象？其规律、成因与后果是什么？钢丝长钢丝长67 米米锤重锤重28公斤公斤 摆的运动可以超摆的运动可以超然于地球的自转，但然于地球的自转，但悬挂摆的支架一般却悬挂摆的支架一般却要带动它参与地球的要带动它参与地球的自转。为解决这一问自转。为解决这一问题，傅科采取了一种题，傅科采取了一种简单而巧妙的装置简单而巧妙的装置万向节万向节（如图），从（如图），从而使摆动平面超然于而使摆动平面超然于地球的自转。地球的自转。 北 极南 极图1.24傅科摆的偏转北半球顺时针偏转南半球逆时针偏转（1）恒星日）恒星日 （23h 56m） 某恒星（或春分点）连续两次某恒星（或春分点）连续两次上
3、中天上中天 的时间间隔的时间间隔（真周期，真周期，地球自转地球自转360）。）。（2）太阳日）太阳日（均值（均值24h ） 日心连续两次上中天的时间间隔日心连续两次上中天的时间间隔（ 昼夜更替的周期，地球平均昼夜更替的周期，地球平均自转自转36059 ） P161（3）太阴日）太阴日（24h50m）月心连续两次上中天的时间间月心连续两次上中天的时间间隔隔（ 潮汐周期，地球平均自潮汐周期，地球平均自转转373 38 ）天体周日运动的轨天体周日运动的轨迹（周日圈）平行于迹（周日圈）平行于天赤道。天赤道。天体周日圈的大小天体周日圈的大小随天体随天体绝对值的增绝对值的增大而缩小。大而缩小。地理纬度不同
4、，天地理纬度不同，天体周日圈的倾角不同体周日圈的倾角不同=90- | | 在自转的地球上，每一在自转的地球上，每一个质点的圆运动的中心都在个质点的圆运动的中心都在地轴上，惯性离心力的方向地轴上，惯性离心力的方向都垂直并背离地轴。如把一都垂直并背离地轴。如把一地的惯性离心力分解为垂直地的惯性离心力分解为垂直和水平方向的两个分力，那和水平方向的两个分力，那么，这后一分力作用下，物么，这后一分力作用下，物质有向赤道集聚的趋势，地质有向赤道集聚的趋势，地球变成了扁球体。球变成了扁球体。 艾森彗星的行踪？（艾森彗星的行踪？（20131129） 嫦娥三号发射（嫦娥三号发射（20131202）思思 考考 题
5、题1.1.何谓恒星的周年视差位移和恒星的光行差位移何谓恒星的周年视差位移和恒星的光行差位移, ,两两者之间有何区别者之间有何区别? ?2.2.简述地球公转的规律简述地球公转的规律( (轨道参数轨道参数, ,周期周期, ,速度速度) )。3.3.古人如何发现太阳的周年视运动古人如何发现太阳的周年视运动? ?（3 3）多普勒效应）多普勒效应 170170地球的公转周期地球的公转周期名称名称参考点参考点点多移动点多移动比较比较恒星年恒星年年的长度年的长度恒星年恒星年 恒星恒星无明显自行无明显自行-365.2564日日回归年回归年 春分点春分点每年西移每年西移50”恒星年恒星年365.2596日日交点
6、年交点年 黄白交点黄白交点每年西移每年西移20恒星年恒星年346.6200日日有关解释有关解释（171,182,183） 1.春分点西移：春分点西移：地轴进动的结果之一地轴进动的结果之一 2.黄白交点西退：黄白交点西退：由于太阳对月球的引力，两个交点的连线沿黄由于太阳对月球的引力，两个交点的连线沿黄道与月球运行的相反方向向西移动，这种现象称为交点退行。交道与月球运行的相反方向向西移动，这种现象称为交点退行。交点每年移动点每年移动1921，约，约18.6年完成一周。这一现象对地球的章年完成一周。这一现象对地球的章动和潮汐起重要影响。动和潮汐起重要影响。 3.近点年及长期摄动：近点年及长期摄动：近
7、点年是地球公转速度变化的周期，主要近点年是地球公转速度变化的周期，主要用于太阳运动的研究。用于太阳运动的研究。 天体在运动中，除受中心天体的引力作用外，还受到周围其他天天体在运动中，除受中心天体的引力作用外，还受到周围其他天体介质等诸多因素的作用，这些作用与中心天体的引力相比是很体介质等诸多因素的作用，这些作用与中心天体的引力相比是很小的，因此称为小的，因此称为摄动摄动。 章动章动：（：（183）月球在白道上运行，黄白交角平均为）月球在白道上运行，黄白交角平均为59，月球，月球经常位于黄道的上面或者下面，这就使得岁差现象变得复杂，北经常位于黄道的上面或者下面，这就使得岁差现象变得复杂，北天极在
8、绕着黄北极转动时，不断在其平均位置的上下做周期性的天极在绕着黄北极转动时，不断在其平均位置的上下做周期性的微小摆动，振幅微小摆动，振幅9”，这种微小摆动称为，这种微小摆动称为章动章动，周期，周期1806年。年。East China Normal University太阳回归运动的天文成因太阳回归运动的天文成因:PP春分点春分点秋分点秋分点地平圈地平圈释释 义：义：释释 义：义：夏至夏至(6月月22日日)冬至冬至(12月月22日日)夏至点夏至点冬至点冬至点秋分点秋分点PP春分点春分点3、五带的划分及特征、五带的划分及特征（1）五带的）五带的性质与含义性质与含义性质：性质：含义：含义：（2）五带的
9、划分与意义：）五带的划分与意义：无极昼极夜无极昼极夜北极圈北极圈有极昼极夜有极昼极夜南极圈南极圈有直射阳光有直射阳光无直射阳光无直射阳光无直射阳光无直射阳光有极昼极夜有极昼极夜第四节第四节 变化中的地球运动变化中的地球运动 一、自转速率的变化一、自转速率的变化 177-178 二、极移二、极移 三、地轴进动三、地轴进动 四、极移和岁差的区别四、极移和岁差的区别二、极移二、极移1、极移现象极移现象 在地轴空间指向不变的前提下，地球表面相对在地轴空间指向不变的前提下，地球表面相对地轴运动，导致地极位移的现象。地轴运动，导致地极位移的现象。2、极移规律极移规律u范围范围摆动幅度摆动幅度0.060.2
10、5（约（约15m直径的圆）。直径的圆）。u方向方向北极点逆时针移动。北极点逆时针移动。u周期周期平均平均1.2年（年（410440天）。天）。u非周期性漂移：向格陵兰岛每百万年漂移非周期性漂移：向格陵兰岛每百万年漂移1。3、极移成因极移成因u周期性极移：由地球弹性振荡与大气洋流季节运动引起周期性极移：由地球弹性振荡与大气洋流季节运动引起u非周期性极移：与板块运动有关。非周期性极移：与板块运动有关。u根本原因是根本原因是地球不是刚体。地球不是刚体。4、极移后果极移后果4、极移后果极移后果u导致地球坐标系统发生微小的变化。导致地球坐标系统发生微小的变化。u导致地球赤道发生微小的变化。导致地球赤道发
11、生微小的变化。5、极移跟踪极移跟踪 1960年年IAG&IUGG将将19001905年地极的平均位置定为固定年地极的平均位置定为固定平极平极,并以此作为极移跟踪的平面坐标原点并以此作为极移跟踪的平面坐标原点，极原点记作，极原点记作CIO。6、极移测定极移测定u国际天文纬度站测定国际天文纬度站测定(1m)u甚长基线干涉法甚长基线干涉法VLBI测定测定(5cm)u用子午卫星测定用子午卫星测定(30cm)u通过通过GPS卫星测定卫星测定(5mm)7、历元平极历元平极 某历元若干测站测某历元若干测站测 定的定的极点平均位置叫该历元平极。极点平均位置叫该历元平极。三、地轴进动三、地轴进动（1）现象现象地
12、轴绕地轴绕黄极黄极缓慢旋转的现象。缓慢旋转的现象。（2）规律规律方向方向自东向西自东向西，周期周期25800年年。（3）成因成因：由于由于黄赤交角黄赤交角的存在的存在,使使日日（月）对地球的赤道隆起（月）对地球的赤道隆起带产生差异吸引形成带产生差异吸引形成力矩力矩M,导致自转导致自转动量矩动量矩L不守恒所致。不守恒所致。（4）后果后果陀螺陀螺时，重力作时，重力作用线通过支点，重力对支用线通过支点，重力对支点的力矩为点的力矩为0 0，动量矩，动量矩 L L守恒，陀螺无进动现象。守恒，陀螺无进动现象。LM四、极移与地轴进动（岁差）的区别四、极移与地轴进动（岁差）的区别极移极移地轴进动地轴进动运动形
13、式运动形式不受外力作用，地轴在不受外力作用，地轴在地球体内的自由摆动地球体内的自由摆动在外力矩的作用下，在外力矩的作用下，自转轴被逼运动自转轴被逼运动运动周期运动周期近近1414个月个月2580025800年年运动结果运动结果不改变天极和天赤道在不改变天极和天赤道在恒星间的位置，对天体恒星间的位置，对天体的赤道坐标和黄道坐标的赤道坐标和黄道坐标没有影响；没有影响；但使地理坐但使地理坐标产生微小变化。标产生微小变化。使天极、天赤道和春使天极、天赤道和春分点在恒星间的位置分点在恒星间的位置都不固定，使回归年都不固定，使回归年短于恒星年；天体的短于恒星年；天体的赤经、赤纬和黄经都赤经、赤纬和黄经都受到影响；受到影响；但却不改但却不改变地理经纬度的数值。变地理经纬度的数值。
