自然地理学(第1章地球)

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1、自然地理学第1章地球主讲人：彭善枝武汉大学资源与环境科学学院1主要内容：地球在宇宙中的位置地球的形状和大小地球的运动地理坐标地球的圈层结构地球表面的基本形态和特征21.1地球在宇宙中的位置1.1.1宇宙和天体1、宇宙（Universe/Cosmos/Space）宇宙是无比巨大的物质世界，宇宙间物质存在的形式是多种多样的。凝聚态——日月星辰弥漫态——星际物质32、天体：是宇宙中各种星体和星际物质的总称。天体的物理化学性质相差极大，据此，天体可分为：恒星：质量大，并且发光，不停地运动；凭肉眼看到的天体

2、，99%以上都是恒星。行星：不发光，质量小，绕恒星运动的星体。地球仅是太阳的行星之一。卫星：绕行星运行，质量比行星小的星体。月球是地球唯一的天然卫星。4流星：质量更小，也不发光，当接近地球受到引力作用，可改变其轨道而陨落。当进入大气层流，因与大气摩擦，迅速增温而白炽化，发生燃烧。慧星：是一种很小的，有特殊外表和轨道的天体。星云：云雾状的天体。银河系：恒星的集合体，包括一千多亿个恒星的星系。53、天体系统层次地月系——太阳系——银河系——星系群——星系团——超星系团——总星系（我们的宇宙）星系群：星

3、系聚集组成星系群。到目前为止，已发现了十亿多个类似银河系这样的星系。星系团：比星系群更大的成团的星系结构。超星系团：比星系团更高一级的物质层次。总星系：比超星系团更高一级的天空世界。它包括现有观测工具所能察觉的全部宇宙空间和已经被发现的10亿个星系。据推算大约为以120亿光年为半径的空间范围。64、天体距离单位光年：光在真空中一年时间所走过的距离称为1光年。1光年=94605亿km。光年是天文学中常用的距离单位。天文单位：1天文单位即日地平均距离，约14960万km。用于测定太阳系天体的距离。1光

4、年=63240天文单位75、宇宙的起源——大爆炸宇宙学说在现代宇宙学中，最有影响的是1948年由美国天体物理学家伽莫夫提出的大爆炸宇宙学。它认为我们的宇宙经历着一个从小到大，从密到稀，从热到冷的过程。在不断膨胀降温的过程中，物质由基本粒子态（100亿k）——化学元素（10亿k）——原子核（100万k）——恒星系统。81.1.2太阳和太阳系1、太阳太阳是一颗既普通又特殊的恒星。说它普通，是因为太阳的质量、体积在恒星中属中等大小，是处于壮年期的一颗恒星。说它特殊，指太阳是太阳系的中心天体，吸引周围天体

5、，构成太阳系。太阳是离地球最近的一颗恒星，是地球光热和生命之源，是研究其他恒星的标本。9（1）太阳的距离、大小和质量A、日地距离日地平均距离约14960万km，称为一个“天文单位”，可用“a”（astronomicalunit)表示。1976年，国际天文学会通过，自1984年起，“a”值统一使用1.49597870亿km（约1.5亿km）。用a这把量天尺来度量十分方便。根据理论计算，太阳系的引力范围可达15万a。10B、太阳的大小太阳视圆面——在地球上看到光亮的太阳圆面。太阳视直径——太阳视圆面对

6、地球所张的角度，平均值为31’59.3”，太阳视半径ρ☉约为16’。太阳线半径R☉——太阳视半径所对应的太阳视圆面的半径。从图1.1中可求得：R☉＝a·sinρ☉=6.96×105km11图1.1太阳的线半径R☉和视半径ρ☉12☉是太阳符号，⊕是地球符号。已知地球平均半径为6371km，太阳半径约是地球半径的l09倍。用正球体体积的公式，可求得太阳体积V☉是地球体积V⊕的130万倍。已知太阳质量占太阳系质量的99.87％，相当于所有的行星及其卫星质量的745倍。太阳的巨大质量产生的巨大引力，从而制

7、约着行星、慧星等较小天体的公转运动。13表1-1太阳与地球大小和质量的比较14（2）太阳的外部构造太阳物质处于高度电离状态，氢和氦原子在高温高压条件下，离解为带正电荷的质子和带负电荷的电子。因为正、负两种离子所带电荷的总量是相等的，故称等离子体。太阳是个炽热的等离子气态球体，其分层无明显的界线。为了研究方便，将太阳大致分成内三层（核反应区、辐射区和对流区）和外三层（光球、色球和日冕）。太阳内层无法直接观测，只是一种理论模式（图1.2）。15图1.2太阳结构示意图③16表1-2太阳结构及太阳活动太阳

8、活动:是指发生在太阳大气层局部区域的、在有限时间间隔内的各种物理过程的总称。主要表现为太阳黑子、耀斑、太阳风等变化现象。其中，太阳黑子是太阳活动的明显标志，耀斑是太阳活动最急剧猛烈的形式。太阳大气层位置厚度亮度温度太阳活动光球太阳大气最里层约500千米明亮发光，太阳光基本上都由这一层发出。表面5770K黑子色球光球和日冕之间约2000千米气体稀薄，发出的可见光不及光球层的千分之一，呈玫瑰色，一般看不到。温度自下而上由4500K升到5万K耀斑日冕太阳最外层大气达几个太阳半径亮度只有光