第一章行星地球

第一节宇宙中的地球

一、地球在宇宙中的位置

1．天体天体是指宇宙空间的物质的存在形式。2．分类

（1）自然天体——星云、恒星、行星、流星、彗星、卫星。

（2）人造天体——人造卫星、宇宙飞船、空间实验室、各种探测器。

3．天体系统

（1）运动中的天体相互吸引、相互绕转，形成天体系统。

（2）地球所处的天体系统，按从低到高的级别，依次是地月系、太阳系、银河系、总星系。二、太阳系中的一颗普通行星

A水星B金星C地球D火星E木星F土星G天王星H海王星

（一）行星的运动特征

1．绕日公转的方向具有同向性。

2．绕日公转的轨道面具有共面性。

3．绕日公转的轨道形状具有近圆性。

（二）存在生命的行星

1．地球所处的宇宙环境很安全。原因：中心天体太阳状态稳定，其他行星各行其道、互不干扰。

2．地球具有适宜的温度条件。原因：地球与太阳距离适中。

3．地球具有适宜生物生存的大气条件。原因：地球具有适中的体积和质量。

4．地球上有液态水。原因：地球体积收缩和内部放射性元素衰变产生热量和水汽。

第二节太阳对地球的影响

一、为地球提供能量

1．太阳是一个巨大炽热的气体球，主要成分是氢和氦，其表面温度约为6000K。太阳源源不断地以太阳辐射的形式向四周放射能量，这种现象被称为太阳辐射。

2．太阳与生活息息相关

（1）为我们提供了光、热资源。

（2）维持地表温度，是地球上的水、大气运动和生命活动的主要动力。

（3）工业主要能源煤、石油等矿物燃料的形成依赖于太阳能。

（4）为日常生活和生产提供能源（太阳能）。

3．太阳辐射的分布规律

（1）纬度：从赤道向两极递减。

（2）海拔高度：海拔越高，大气越稀薄，对太阳辐射的削弱作用越小，地面接受的太阳辐射越多。

（3）天气情况：晴天多，太阳辐射多。阴雨天多，太阳辐射少。二、太阳活动影响地球

1．太阳的内部结构与太阳活动

（1）太阳大气经常发生大规模的运动，称为太阳活动。

（2）太阳黑子和耀斑，它们是太阳活动的重要标志。

（3）太阳活动的周期性：太阳耀斑往往与太阳黑子同时出现，并且具有同样的变化周期。

2．太阳活动的影响

（1）使地球的无线电通信受到影响。

（2）使地球磁场出现“磁暴”现象，导致罗盘指针不能指示方向。

（3）出现极光。

（4）出现自然灾害，如地震、水旱灾害。

第三节地球运动

一、地球自转

（一）自转基础知识

2．自转方向——自西向东。北极上空看呈逆时针方向。南极上空看呈顺时针方向。

3．自转周期

自转一周的时间单位是一天。由于在计算周期时选定的参考点不同，一日的时间长度略有差别。恒星日（自转真正周期）：需时23时56分4秒。

太阳日（昼夜交替周期）：需时24 时。

（3）纬度相同的点，角速度相同，线速度也相同。

4．自转速度

（1）自转角速度：全球除两极以外各地自转角速度均为15°h， 1°/4 分钟。两极的速度为0。

（2）自转线速度：全球各地自转线速度都不一样，从赤道向两极递减。

（4）60°N/S 的线速度是约赤道的一半。两极的线速度为0。

（二）自转的地理意义

1．昼夜更替

（1）晨昏线

①地球是一个既不发光，也不透明的球体，因此同一时刻，地球上有一半被太阳照亮，也就是白天， 称为昼半球；另一半背对太阳，为黑夜，称为夜半球。由于地球不停地自西向东自转，因此就产生了昼夜交替现象。

②昼夜两半球的分界线：晨昏线（圈）。

③晨昏线（圈）把地球平分为两个大小相等的半球。

④顺着地球自转方向，由黑夜到白昼的线叫晨线；由白昼向黑夜的线叫昏线。站在晨线上能看见日 出景观，站在昏线上能看见日落景观。

（2）昼夜更替所产生的现象

晨昏线（圈）的倾斜角度会随着季节的变化而发生变化。

①晨昏线（圈）平分地球。昼半球与夜半球的范围是相等的。

②晨昏线（圈）与经线的夹角介于0~23°26′。

③春秋分晨昏线（圈）与经线重合，二至日晨昏线与南北极圈相切。

④晨昏线（圈）与太阳光线垂直。射向地心的太阳光线与地球表面的交点，就是太阳直射点。

⑤晨昏线（圈）平分赤道，因此赤道上终年昼夜相等（昼长=夜长=12小时）

（3）昼弧与夜弧一条纬线被晨昏线分成了两段，在白天的那段称为昼弧，在黑夜那段称为夜弧。通常用昼弧与夜弧

的长度来表示昼夜的长短。

①根据昼弧与夜弧的长短，可以判断季节。 昼弧大于夜弧，说明昼大于夜，该半球为夏季。 夜弧大于昼弧，说明夜大于昼，该半球为冬季。 昼弧等于夜弧，说明昼夜等长，此时为春季或秋季。

②根据昼弧与夜弧的长短，可以计算出不同地点的昼夜长短情况。 公式：昼长=昼弧÷15°/h夜长=夜弧÷15°/h昼长+夜长=24小时

根据上图，可以求得北回归线上的昼长与夜长。

夜弧为75°×2。根据15°为1小时，得出夜长为10小时。昼长等于24-10=14小时。

（4）晨昏线中所隐含的时间

①将白昼平分的经线，其地方时为12：00，将黑夜平分的经线，其地方时为0：00或24：00。因为正午的时间为12：00。

②春分、秋分日：全球各地晨线上的时间是6：00，昏线上的时间是18：00，因为春分、秋分全球各地昼夜等长。

③赤道上：任何一天，晨线上（日出）的时间是6：00，昏线上（日落）的时间是18：00。因为赤道上全年昼夜等长。

④晨昏线与纬线圈切点的地方时为12：00或24：00（0:00），其中靠近极昼的切点所在经线为0：00，靠近极夜的切点所在经线地方时为12：00。

2．时差

（1）地方时因经度不同的时刻，统称地方时。经线相同，地方时相同；经度不同，地方时不同。

公式：未知时间=已知时间±（已知经度和未知经度差）×4min（东加西减）

（经度相差1°，地方时相差4 分钟；经度每隔15°，地方时相差1 小时。）东边的地区永远比西边的地区先看到日出。所以东部地方时要比西部的地方时在数值上要大。

（2）时区使用地方时很不方便，因此人们在地方时的基础上采用分区计时的办法，即根据经度每隔15°地方

时相差一小时的特征，按每15个经度为一个时区，将地球表面划分为24个时区。以0°经线为中央经线，向东西各跨7．5°，共15°的范围，我们称之为一个时区。

为了避免地球上的日期发生混乱，原则上规定以180°经线作为地球上“昨天”和”今天”的分界线，称为“国际日期变更线”，实际上它是一条折线，有三处偏离180°经线。

东西十二区各占7．5°，这两个时区都共同使用中央经线180°的地方时，即东十二区与西十二区的时间相同，但日期不同。从东十二区到西十二区，日期上要减一天。从西十二区到东十二区，日期上要加一天。也就是说，东十二区（180°西侧）比西十二区（180°东侧）的日期在数值上要大一天。

（3）区时在每个时区内，统一使用中央经线上的地方时作为全区共同使用的时间，我们把平分每个时区经线

上（为该区的中央经线）的地方时称为该区的区时，也就是该区标准时。各个时区的标准时为中央经线的地方时。世界标准时则是0°经线的地方时。

①计算中央经线的度数为 15°的倍数，几倍就是几区。例如：东二区中央经线30°E（15×2），西八区中央经线120°W（15×8）。

②计算某地点所属时区

某地经度†15°=m…n

如果所得的余数n＜7．5°，取m 为时区序数；如果所得的余数n＞7．5°，取m+1作为时区序数；东经就是东时区，西经就是西时区。

例如：76°E 的某地位于东五区。140°W的某地位于西九区。

（4）区时计算未知时间=已知时间－（已知时区－未知时区）

注：东时区序数为正数，西时区序数为负数，当算出的区时为负数时，应加上24：00，日期减一天。当算出的区时大于或等于24：00时，应减去24：00，日期加一天。

（5）日期计算

地球上有两条界定日期的界限，0 点线和180°经线。国际日期变更线（180°）是一条人为界限。180°经线东侧比180°西侧日期要小一天。

0 时经线：地方时是0时的那条经线。随地球自转不断向西移动。自西向东越过0 时经线，0 时经线的东侧比西侧日期要大。

确定某一日期所占比例时除确定180°经线外，还要找到“零”时对应经线。3．地转偏向力

地转偏向力使水平运动的物体发生偏转。由于物体所在的地理纬度不同，偏转的角度也随之不同。纬度越高偏转越大。

规律：北半球右偏，南半球左偏，赤道上不偏。作用：地转偏向力会使河流、洋流、大气等运动发生偏转。水平运动物体偏向的意义：对地球表面的热量和水分的输送、交换都有着巨大的影响。

二、地球公转

（一）公转的基础知识1．公转定义地球绕太阳的旋转运动。

2．公转方向自西向东，北极上空看呈逆时针方向、南极上空看呈顺时针方向。3．公转速度

（1）角速度：约为1°/日。

（2）线速度：平均30km/秒。

（3）速度变化：近日点（1 月初）公转速度快，远日点（2月初）公转速度慢。

①每年一月份至七月份逐渐变慢。

②每年七月份至次年一月份逐渐变快。

4．公转周期

恒星年（真正周期）：365天6时9分10秒。

回归年（四季更替周期）：365天5时48分46秒。

5．地球的公转与自转

（1）黄赤交角黄道平面：地球的公转轨道所在平面。

赤道平面：经过地心，与地轴垂直的平面（该平面在地表所截得的曲线即是赤道）。黄赤交角：黄道平面与赤道平面所形成的夹角。它在一定时期内是不变的，目前是23°26′。它决

定了地球上热带的范围，也决定了回归线的范围。黄赤交角的度数=回归线的度数

90°-黄赤交角度数=极圈度数

（2）黄赤交角的变化黄赤交角变大，热带和南北寒带的范围变大；南北温带范围变小。黄赤交角变小，热带和南北寒带的范围变小；南北温带范围变大。

黄赤交角为0 时，太阳直射赤道，温带变大，寒带消失。全球此时等同于春秋分。

（二）公转的影响

1．四季的更替

2．昼夜长短的变化

（1）同一纬线上各点昼夜长短相等；南北半球同纬度昼夜长短情况相反。例如：北纬40°的昼长=南纬40°的夜长

（2）赤道上固定不变（昼长=夜长=12小时）；纬度越高昼夜长短的变化幅度越大。

（3）太阳直射点所在半球昼长夜短，纬度越高，昼越长。另一半球相反。

（4）昼夜长短的变化趋势

①从12月22日至6月22日，北半球昼变长，南半球昼变短。6月22日，北半球所有地区昼长达到一年中最大值，南半球所有地点夜长达到一年中最小值。

②从6月22日至12月22日，北半球昼变短，南半球昼变长。12月22日，北半球所有地区昼长达到一年中最小值，南半球所有地点昼长达到一年中最大值。

（5）晨昏线与昼夜长短的关系

①从时间上看：晨线上时间早于地方时 6：00，昏线上的时间晚于地方时18：00，说明昼长夜短，反之昼短夜长。

②从昼夜分布图上看：昼弧长于夜弧说明昼大于夜，反之昼短于夜。

③太阳直射北半球时，越往北白昼越长；太阳直射南半球时，越往南白昼越长。

3．正午太阳高度角的变化

（1）太阳高度角：太阳光线与地平面之间的夹角，从日出到正午变大，从正午到日落变小，一天当中，正午时的太阳高度角最大，我们把它称为正午太阳高度角。

（2）正午太阳高度角的纬度分布规律：由太阳直射点所在的纬线向南北两侧递减。

（3）正午太阳高度角的季节变化规律：

（4）正午太阳高度角计算

正午太阳高度的计算：H=90－︳某地纬度±太阳直射纬度︱注：当地纬度与太阳直射点在同一个半球时，纬度差相减。

当地纬度与太阳直射点在不同半球时，纬度差相加。

4．五带的划分以南北回归线和南北极圈为界，把地球表面粗略地分为热带、南北温带、南北寒带五个热量带。热带：0~23°26′之间，有太阳直射现象。（1~2次/年）

北温带：23°26′N~66°34′N之间，没有太阳直射和极昼与极夜现象。南温带：23°26′S~66°34′S 之间，没有太阳直射和极昼与极夜现象。北寒带：66°34′N~90°N 之间，有极昼与极夜现象。南寒带：66°34′S~90°S之间，有极昼与极夜现象。

第四节地球的圈层结构

一、地球的内部圈层

1．地震波当地震发生时，地下岩石受到强烈冲击，产生弹性震动，并以波的形式向四周传播。这种弹性波称

为地震波。地震波可以用来研究地球的内部圈层。

2．地震波的性质地震波分为横波和纵波。

（1）纵波的传播速度快，可以通固体、气体和液体传播。

（2）横波的传播速度较慢，只能在固体中传播。

（1）莫霍界面在地下33 千米处，为地壳与地幔的分界线。

（2）古登堡界面在地下2900 千米处，为地幔与地核的分界线。

（3）地壳是地球表面一层薄薄的，由岩石（岩石圈的上部分）组成的坚硬外壳。它薄厚不一，大陆部分比较厚，大洋部分比较薄。

（4）地幔分为上地幔和下地幔。上地幔上部有岩石圈的下部和软流层。

（5）地核分为外核和内核，地核温度高，压力和密度都很大。二、地球的外部圈层

地球的外部圈层包括：大气圈、生物圈和水圈。他们之间互相联系，互相制约。

（1）大气圈在地球外部圈层的最外围。

（2）水层是由地壳表层水体构成连续但不规则的圈层。

（3）生物圈是地球表层生物及其生存环境的总称。它占有大气圈的底部、水圈的全部和岩石圈的上部。它是大气圈、水圈和岩石圈相互渗透、相互影响的结果。