行星地球概论复习思考与练习参考答案.doc 49页

'《行星地球概论》复习思考与练习参考答案第一章宇宙中的地球复习思考与练习(P28)1．什么叫天体？天体有哪些存在形式？答：天体就是宇宙中各种星体和星际物质的统称。可以分为自然天体和人造天体两大类。人们根据不同的物理性状，把自然天体天体分为恒星、行星、卫星、彗星、流星、星云和星际物质等，通过射电探测手段和空间探测手段所发现的红外源、紫外源、射电源、X射线源和γ射线源，也都是天体，这些都属于自然天体。用运载火箭发射到外层空间运行的人工研制的物体，称为人造天体。如人造地球卫星、宇宙飞船、人造行星、星际探测器等等。2．如果太阳有第十个大行星，其轨道半长轴等于77.2A.U.，试求它的公转周期？答：T=a3/2=77.23/2=678.3恒星年3．太阳的距离、大小和质量是怎样测定的？答：①天文上测定天体距离（太阳系范围内）的基本手段，就是大地测量中常用的三角测量法。在地球半径已知的条件下，通过测定天体的地平视差，来推算它的距离。但是，在测定太阳距离时，由于距离遥远，其地平视差太小，以及技术上的种种困难，不难直接用这个方法。于是，天文上通过对某个小行星距离的测定，来推算太阳的距离。近年来，人们用雷达测定金星与地球的距离，进而推算出日地距离最新值为1.49597892×108km。②已知日地距离，就可以根据太阳的视半径，推算其线半径。太阳的平均视半径为16′（这个角度是容易测定的）。如日地距离为a，太阳半径为R，那么便有R＝149600000×stnl6′＝700000km，这个数值相当于地球半径的109倍。由太阳的半径可知，其表面积是地球表面积的12000倍；太阳的体积为地球体积的1300000倍。③太阳是太阳系的中心天体。其质量可以通过行星（如地球）的运动来测定，因为绕转运动是由中心天体的引力造成的，而引力大小同它的质量有关。地球轨道的偏心率很小，地球绕太阳公转，可近似地看作圆周运动。换句话说，太阳对地球的引力，正好就是地球绕太阳运动所需的向心力。于是有：等式两边消去m后，得太阳的质量：49 式中的R、V和G都是可以测定或已知的：日地平均距离R＝1.496×1011m；地球公转平均速度V＝2.978×104m/S;万有引力常数G＝6.67×10-11N·m2/kg2。将这些数值代入上式，得太阳质量M为：M＝1.989×1030kg，或1.989×1027t，这个数字相当于地球质量的33万余倍，或全部行星质量总和的745倍。4．太阳的结构有何特点？太阳活动对地球有何影响？答：1）为了研究方便，将太阳大致分成内三层构造（核反应区、辐射区和对流区）和外三层构造（光球、色球和日冕），其中外部构造特征见下表。太阳外部构造特征一览表构造定义范围平均温度精细结构结构光球包围对流区的一层薄膜，厚约500km。肉眼所见光亮夺目的太阳表面，太阳大气的最低层。5770K，向内部或外部的温度梯度变化很大。米粒组织、黑子和光斑。呈各种纤维结构，可在日面边缘部分观测到。色球日全食时，当耀眼的光球被月球全部遮住时，在日轮边缘上呈现出犬齿状的玫瑰色环状物。位于光球之上，厚度2000km以上的大气中层。平时肉眼不可见，可通过色球仪观测。色球温度变化剧烈，100km：4600K→4200K；400km：5500K；色球中层：8000K；色球高层处：5万K；色球-日冕过渡区：100万K。日珥、耀斑和谱斑等可分为低、中、高三层。日冕日全食时，在日轮周围呈现乳白色光辉的环状物就是日冕。应用近紫外和x光观测。在色球层之外，为极稀薄的太阳最外层大气，由高温低密度的等离子体组成。低日冕区已是百万度以上的高温区。冕流和极羽、冕洞、日冕凝聚区等。一般随时间缓慢变化。日冕可分为内、中、外三层。日冕的形状同太阳活动有关。在太阳活动极大年，日冕接近圆形；而在太阳宁静年则比较扁，赤道区较为延伸。日冕直径大致等于太阳视圆面直径的1.5-3倍以上。2）太阳活动对地球的影响太阳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、光斑、谱斑、耀斑、日珥和太阳射电等变化现象。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。太阳以电磁波和高能粒子流的形式，向外放射着巨大的能量和物质。太阳的能量流和物质流对地球发生着深刻的影响，它对自然地理环境的形成、发展及演化具有决定性的作用。49 1、太阳风与地球磁层。地球周围存在一个偶极磁场，当太阳风等离子体吹向地球时，使地球磁场被太阳风包围，形成地球磁层。一方面（好的方面），由于地球磁层的存在，使得太阳风高能带电粒子不能到达地面，从而保护了地球表面有机体的生存和发展；另一方面（坏的方面），总有一部分高能带电粒子闯入磁层内，被磁层禁锢在地球高层。通过空间探测器，1958年美国范·艾伦发现了包围地球的强辐射带，称为“范·艾伦辐射带”。这个强辐射带分内、外两层，像套在地球赤道周围的两个轮胎环子，它对人类冲出地球的宇宙活动，会造成严重辐射的危害，要注意采取预防措施。2、对地球电离层的影响。距地面约80-150km的大气层，在太阳紫外线、x射线、粒子辐射的作用下发生电离，称为电离层。(1)较高的电离E层和Fl层，因太阳短波辐射强烈，电离程度高，自由电子密度大，主要反射短波电波；(2)电离D层，由于太阳短波辐射较弱，电离程度差，自由电子密度小，只能反射长波。(3)当太阳活动增强时，会激发电离层大气分子进一步电离，造成离子浓度增高和吸收电波增强。尤其是太阳耀斑爆发后，会引起地球向阳半球面短波信号衰减或中断。短波无线电信号的中断，一般是几秒钟至几分钟，特别情况下长达半小时至1小时以上。3、对地磁的影响。(1)太阳活动引起地球磁场的不规则变化，叫做“磁扰”。十分强烈的磁扰现象称为“磁暴”。地球上发生磁暴时，磁针失灵，不能正确指示方向，从而影响野外工作，尤其是磁力探矿。同时，对军事战斗，以及飞机和船舶的定向、定位也都带来影响。(2)另外，在地球高纬度地区，经常出现一种变幻莫测、美丽壮观的极光现象，这也是太阳活动引起的。它主要发生在100-200km的高空，有的高达l000km。(3)形成极光。现代研究认为极光是围绕地球两半球的一种大规模放电过程和表现形式。这种放电过程，是通过太阳风与地球磁层的相互作用来实现的。实验证明极光在南、北极地区同纬度、同时间会一起出现与消失。4、太阳活动与其他方面的关系。太阳辐射是地球气候形成的重要因素。由于太阳活动引起太阳辐射的改变，必然导致气候相应的变化。例如：(1)有人研究树木年轮的生长状况，是受当时的气温、降水的影响，它既记录着气候历史的变化，又反映了太阳活动的情况，与太阳活动11年周期相符。(2)根据我国2000多年太阳黑子的记录，黑子的11年、22年或更长周期，与我国历史上大范围旱、涝灾害有很好的对应关系。(3)此外，现代构造运动的重要标志之一——地震活动同太阳活动亦有密切关系。5．何谓太阳系？它是怎样组成的？行星的分布和运动都有哪些基本规律？答：49 由太阳以及在其引力作用下围绕它运转的天体所构成的天体系统，称为太阳系。它包括太阳，行星、矮行星及太阳系小天体，其中行星及其卫星是太阳系中重要的成员。太阳系的运动特征和结构特征：（1）行星的距离分布有规律性，遵循提丢斯-波得定则，但日星距离远近悬殊、分布密度悬殊。（2）行星轨道的共同特征是具有“三性”：同向性太阳的自转、大多数行星的自转和公转、大多数卫星的公转，从天北极俯视呈逆时针方向，即自西向东。近圆性行星公转轨道均接近正圆。共面性行星公转轨道几乎都在同一平面上，它们与地球公转轨道面的倾角都很小。（3）行星在质量和大小等方面都是“两头小，中间大”。（4）太阳系的角动量分布异常。6．彗星的本质特征是什么？什么是流星体和流星？如果地球没有大气，地面上仍能看到彗星吗？仍能看到流星吗？答：彗星本质上是在偏心率很大的轨道上绕日运行的冰物质，彗星奇特的外貌是它通过近日点前后的暂时现象。沿着椭圆轨道环绕太阳运行的行星际空间尘粒和固体物，称为流星体。闯入大气的流星体，因与大气分子发生剧烈的碰撞和摩擦而产生明亮的光辉和余迹，叫流星。如果地球没有大气，地面上仍能看到彗星，但看不到流星。7．比较类地行星和类木行星，它们的物理性质有何差异？为什么只有地球上存在着生命？答：类地行星的共同特征为：距太阳近，体积质量小，平均密度大，表面温度较高，中心有铁核，金属元素含量高，卫星少或没有；巨行星的共同特征是：距太阳比类地行星远，体积质量大，平均密度小，表面温度低，主要由氢、氦、氖等物质构成，卫星多且有光环；远日行星的共同特征为：距日远，表面温度最低，都在-200℃以下，平均密度介于前两类行星之间，表层气体以氢和甲烷为主，有卫星，天王星和海王星有光环。地球成为有生命活动的世界，主要是因为地球在太阳系中具备为生命的形成和发展所必需的自然条件：首先，地球不但与太阳的距离适中，而且自转和公转的速度也比较适中。这就使得全球能均匀地接收到适量的太阳辐射，表面平均温度为15°C，适于万物生长。由于温度的关系，使水在大范围内以液体出现，形成水圈。这种适于生命发生发展的条件，是太阳系其他行星所不具备的。其次，在八大行星中，地球虽然质量不大，但是密度最大，主要由重元素组成，具有一层坚硬的岩石圈。这样，不但使液态水有了贮存之地，而且岩石经风化作用等孕育了生物必需的土壤。其他行星有的是由气体或液体组成（木星、土星），有的虽有固体外壳，但无水可存（水星、金星）或有冰无水（天王星、海王星），同样不具备生物生存条件。49 第三，地球的质量以及与质量相关的引力适中。这就使气体能够聚集在周围，形成包围地球的大气圈，并经过长期演化形成了适宜的氮氧成分和适量的二氧化碳及水汽。大气的这种组成不但是生命活动的必备条件，而且由于大气层的存在，又使得地球上生物免遭太阳紫外线等的直接杀伤（如臭氧层的保护作用）和流星体的直接撞击，并使水和热量得以调节和运动。其他天体有的因引力太小无大气（木星、冥王星），有的因引力过大，大气层浓厚，且多由氢和氦（木星、土星）组成，有的含二氧化碳量过大（金星、火星），都不宜于生命活动。第四，地球不但有铁质核心，还有适中的自转速度，因而形成了较强的永久性磁场。地磁场在太阳风作用下形成了防止太阳紫外线和高能粒子流危害有机体的磁层。而水星和金星只有微弱的磁场，火星没有磁场，这是因为火星缺少金属核心，水星和金星自转速度太慢了的缘故。8．试述开普勒三定律。设某行星距太阳为25A.U.，那么，它绕太阳公转的周期应有多长？设某小行星绕太阳公转的周期为8年，问：它与太阳的平均距离是多少？答：T=125年，a=4A.U。9．选择题（1）在太阳系中，质量和体积最小的是：_________。A．水星B．火星C．金星D．冥王星（2）在太阳系九大行星中，公转轨道平面同黄道平面交角最大的是：______。A．水星B．冥王星C．金星D．木星（3）下列天体属于积聚态天体的有：________。A．恒星B．星云C．星际物质D．电磁波（4）关于彗星的叙述，正确的是：________。A．彗星是一种“长寿”的天体，其彗尾的方向总是背向太阳B．一种体积、质量都很小的天体C．其奇特外貌是过近日点前后的暂时现象D．彗发、彗尾在彗星绕日运行中一直存在，所以人们肉眼能见到它长长的尾巴（5）在太阳光球层和色球层分别出现的太阳活动主要和明显的标志是：_______。A．黑子和光斑B．耀班和日珥C．黑子和日珥D．耀斑和黑子（6）恒星同行星最根本的区别是：A．相对位置是否移动B．发展阶段不同C．质量大小不同D．星光是否闪烁复习思考与练习(P45)149 ．何谓恒星和星座？恒星的基本特点是什么？什么是恒星自行？光谱能传递天体的什么信息?答：恒星由炽热气体组成的、能够自身发光的球形或类似球形的天体。恒星之所以是炽热的和能够自行发光，是因为它们具有巨大的质量，其质量至少要达到太阳质量的百分之几到百分之十，它有很高的中心温度，才能引起热核反应而释放大量能量。由于不同恒星运动的速度和方向不一样，它们在天空中相互之间的相对位置就会发生变化，这种变化称为恒星的自行，即恒星一年中垂直于视线方向的运动（称为切向速度）所走过的距离相对于观测者所张的角度。全天恒星之中，包括那些肉眼看不见的很暗的恒星在内，自行最快的是巴纳德星，达到每年10.31角秒（1角秒是圆周上1度的3600分之一）。一般的恒星，自行要小得多，绝大多数小于1角秒。恒星的不同光谱型反映恒星温度的高低；光谱中的吸收线和发射线反映恒星的化学组成（恒星的化学组成大同小异，主要元素为氢）。2．恒星距离有哪些计量单位？它们之间的关系怎样？各自的含义是什么？答：天文上常采用天文单位、光年和秒差距为单位来计量恒星的距离。太阳与地球的平均距离叫天文单位，长1.49597870´108km。光年，即光在一年中所走过的距离，用L.Y.或ly表示，1L.Y.=9.46×1012km=63240A.U.。秒差距，即天体的周年视差（天体对于地球轨道半径所张开的角度）为一角秒的时候，这个天体与地球的距离，用pc表示，1pc=3.26L.Y.=206265A.U.=3.09´1013km。3．什么是恒星的亮度和光度？什么是视星等和绝对星等？两种星等如何换算？为什么绝大多数恒星的绝对星等高于它们的视星等？1918年天鹰座新星爆发时，绝对星等M为-8.8m，问在多少秒差距处，看起来像满月（-12.7m）一样明亮?答：肉眼看起来，恒星的明暗程度，称为视亮度，简称为亮度，用视星等（m）表示；而视星等则是指用肉眼测定的天体亮度等级。恒星真正的发光本领，叫做光度，用绝对星等（M）表示；而绝对星等则是标准距离（10pc）下恒星的视星等。二者的关系为：M=m+5-5lgd由于绝大多数恒星的距离10pc，因此其绝对星等高于它们的视星等。根据公式M=m+5-5lgd，代入已经条件，有-8.8m=-12.7m+5-5lgdd=1.66pc=5.4ly4．织女星（天琴座a）的视星等为0.1，若其距离增加为10倍，这时，它的星等将是几等？肉眼还能看到它吗？某恒星的视星等数值比绝对星等数值大5等，则该恒星的距离应为多少秒差距？答：设m1=0.1m时，距离为d；当距离增加为10倍（即10d）时，视星等为m2，但织女星绝对星等始终是不变的。因此，根据公式M=m+5-5lgd，有49 M=m1+5-5lgdM=m2+5-5lg（10d）m2=5.1m由于5.1m高于6m，所以肉眼还能看到它。当某恒星的视星等数值比绝对星等数值大5等，则该恒星的距离应为100秒差距。5．什么是赫罗图？它在恒星理论上有何重要意义？何谓双星、变星、白矮星、脉冲星、中子星和黑洞？答：①丹麦天文学家赫茨普龙和美国天文学家罗素，创制了恒星的光谱型和光度的坐标关系图，简称光谱-光度图，通常也叫赫罗图。它以恒星的光谱型（或温度）为横坐标，以它的光度（或绝对星等）为纵坐标，每颗恒星按照各自的光谱型和光度，在图上占有一定的位置。②赫罗图表明：大多数恒星的光度，决定于它们的温度，即恒星的温度越高，其光度就越大。大多数（90％以上）恒星分布在从图的左上方至右下方的一条窄带上，温度由高到低，光度由大到小，形成一个明显的序列。这条窄带叫做主星序；位于主星序上的恒星，则被称为主序星。赫罗图的另一项应用，是求主序星的距离。只需知道恒星的光谱型，便可从它在赫罗图主星序的相应位置，直接得知其光度，再根据恒星的视亮度，就能按平方反比定律求知其距离。赫罗图还反映出恒星的演化程，图上不同的序列，意味着恒星生命史上的不同演化阶段。6．何谓星云和星际物质？星云怎样分类？银河系的形状和结构有何特点？答：银河系中的气体尘埃密集的云雾天体，称为星云。就发光性质来说，星云可分为发射星云、反射星云和暗星云；按其形状又可分为行星状星云和弥漫星云两大类。弥漫于星际空间的极其稀薄（平均密度10-24g/cm3）的物质，叫星际物质。包括星际气体、尘埃、粒子流、宇宙线和星际磁场等。聚积在银河中的恒星、星云和星际物质所组成的天体系统，叫做银河系。它是由恒星和其他各种天体组成的巨大天体集团，其中包括太阳在内的上千亿颗恒星和各种类型的星云以及星际物质，人类所能观察到的恒星绝大部分都在银河系之中。侧视银河系，它的主体部分是一个又圆又扁的圆盘体，直径约为8万光年；中部较厚，边缘很薄，状如铁饼。俯视银河系，它属于旋涡星系，从核球向外伸出的4条旋臂又是恒星的密集区，太阳位于其中的一条旋臂（猎户臂）上。旋臂结构是银河系天体围绕银河系中心旋转而形成的。银河系的天体绕银心作较差旋转。同时，它又以214km/s的速度朝麒麟座方向做整体运动，好像一个车轮子，自身不断旋转的同时又不停地向前进。7．太阳系在银河系中处于什么位置？太阳系以19.6km/s的速度向武仙座方向运动，一年内飞过多少天文单位？答：4.13天文单位849 ．比较银河与银河系？什么是河外星系和总星系？何谓宇宙？试概括说明地球的宇宙环境。答：在无月晴夜所看到的横跨天空的乳白色的光带，叫银河。银河系是以银河命名的星系，银河则是银河系主体在天球上的投影。因此，银河与银河系是同一事物的两个不同图像。银河系外由所有星系组成的庞大的天体系统，称为河外星系。按其组成和形状等特点，可分为旋涡星系、椭圆星系、不规则星系3大类。人类目前所能认识到的天空世界的总称，即用现有手段所能观测到的宇宙范围，称为总星系。约150~200亿光年。而普遍的、永恒的物质世界叫宇宙。哲学上的宇宙是无限的，即空间上无边无际（无边界、形状、中心）、时间上无始无终（无起源、年龄、寿命）。科学上的宇宙，即总星系是有限的，亦即空间上有边有际（有边界、形状、中心）、时间上有始有终（有起源、年龄、寿命）。复习思考与练习(P52)1．关于太阳系的起源假说可分哪两大类？你是如何认识太阳系起源的？2．康德“星云说”的基本论点和它的重要意义是什么？答：康德和拉普拉斯提出的星云起源假说（康德——拉普拉斯星云假说）：（1）太阳系是由弥散的星云物质演化而来的。（2）形成太阳系的动力是自身引力。这个假说分别由德国哲学家康德和法国天文学家拉普拉斯提出。不同的是，康德认为原始星云是热的；拉普拉斯认为原始星云是冷的。3．恒星的演化各阶段的主要特点是什么？为什么地球上会出现生命？答：恒星的演化过程是恒星内部物质的吸引和排斥对立统一的过程，具体表现为恒星的收缩和膨胀过程，具体过程及其特征见下表。恒星演化的四个阶段及其特征阶段发展特征星型支配作用主要能源第一阶段引力收缩阶段——幼年期星际物质(10-24g/cm2)→(在密度较大处可成为引力中心)→星际云→(进一步收缩，引力动能部分转化为热能，使内部温度升高)→恒星胚胎→红外星(向外辐射红外线)。红外星——幼年期的恒星引力收缩引力动能第二阶段主序星红外星→(引力收缩)中心T>80万K,热核反应→中心T>700万K,热能与辐射耗热平衡,星体49 阶段——壮年期不再收缩，引力与斥力平衡,恒星进入壮年期。恒星在这一阶段停留时间长、数量多，太阳在这一阶段的停留时间约为100亿年。主序星引力与斥力平衡核反应第三阶段红巨星阶段——中年期中心区氢消耗，热核反应减弱；外围，氢核聚变继续→内部又开始收缩→恒星外壳急剧膨胀→(体积大、密度小、表面温度低、光度仍然很强的)红巨星→(内部继续收缩，T不断升高)→(当T达到1亿K)新热核反应→斥力与引力平衡,恒星稳定，渡过中年期。太阳将来也会变成红巨星，在此阶段约维持10亿年左右。红巨星引力收缩→引力与斥力平衡引力动能→核反应第四阶段白矮星、中子星、黑洞阶段——晚年期红巨星内部氦-碳核反应→(当T达到60亿K)强辐射→斥力大于引力，外壳爆炸→(本身光度突然增高几万倍甚至几亿倍)新星或超新星,外层物质大量抛向宇宙——新恒星的星际物质→内部高密度核心，成为爆炸后的残骸→白矮星(质量<太阳质量1.44倍的恒星的残骸,有1000颗以上)、中子星(质量在太阳质量1.44-2倍的恒星，内部物质急剧坍缩成超高密的中子星)、黑洞(质量>太阳质量2倍的恒星，内部物质更加急剧坍缩，成为密度更大的坍缩星，或称黑洞。白矮星、中子星、黑洞斥力爆炸核反应→斥力动能复习思考与练习(P59)1．人造天体的发展大致经历了哪些发展阶段？世界上直接参与人造天体发射的主要有哪些国家？2．何谓3种宇宙速度？人造天体发射和一般飞机飞行的推进力发生有何异同？空间飞行器有哪些类型？3．人造天体在军事、科研、经济建设和社会生活方面有何重要意义？第二章地理坐标系与天球坐标系复习思考与练习(P62)49 1．什么叫天穹和天球？天球有什么特点？答：以观测者为球心，以任意长为半径所绘出的假想球体，称为天球。天球以观测者为球心，分为当地（观测者）天球、地心天球和日心天球，在处理月球等近距天体时，使用当地（观测者）天球较为恰当；在说明地球或行星公转的时候，人们使用日心天球更为方便；对于体现遥远星空背景的恒星天球，无论球心如何，都是同一的。天球虽是人类假想的，却和人们的直接感受相符合，是研究天体的视位置和视运动的辅助工具；天球上天体的视位置只代表实际天体相对于观测者的空间方向，并不代表其实际距离；天球的半径是任意长，天球上各天体间只有角距离；在地球上所有平行的直线向同一方向延长，相交于天球球面同一点。2．何谓天球周日运动和太阳周年运动？答：①天球上的天体因地球自转而产生的一种相对视运动，叫天球周日运动。这种视运动是地球自转的反映，天体周日运动行经的路线叫周日圈，周日运动以相反的方向（向西）和相同的周期（1日）运动。②因地球公转而引起的太阳在恒星背景上的相对视运动，叫太阳周年运动。其方向向东(与地球公转方向相同),其视行路线被称为黄道。复习思考与练习(P67)1．说明球面上圆的极、极距、球面角及球面三角形。答：垂直于球面上任意已知圆（大圆或小圆）所在平面的球直径的两个端点，称为球面上圆的极。球面上某一圆的极到该圆上任意一点的角距离，称为极距，极到圆上各点的距离都是相等的，大圆的极距为90°。球面上任意两条大圆弧所构成的角，称为球面角。两条大圆弧的交点叫球面角的顶点，大圆弧本身叫球面角的边。以球面角的顶点为极作大圆，则球面角的边或其延长线在这个大圆上所截取的那个弧段，便是球面角的大小。球面上三条大圆弧所构成的闭合图形，叫做球面三角形。球面三角形的边，常用小写拉丁字母a、b、c表示；球面三角形的角，常用大写拉丁字母A、B、C表示，且规定：A角和a边相对，B角和b边相对，C角和c边相对。其角大小的度量与球面角的度量相同，边的大小用边的两端与球心连线间的夹角来度量。2．简要说明球面三角形边的正弦定理和余弦定理。答：球面三角形各边的正弦与其对角的正弦成正比，叫做球面三角形边的正弦定理。其数学公式为：49 球面三角形任意一边的余弦等于其他两边余弦的乘积加上这两边正弦及其所夹角的余弦的连乘积，称为球面三角形边的余弦定理。其数学公式为：cosa=cosbcosc+sinbsinccosAcosb=cosacosc+sinasinccosBcosc=cosacosb+sinasinbcosC3．试述球面坐标系的一般模式。答：对于特定的点来说，这个模式实际上是一个球面三角形，构成这个三角形的三条边，分别属于三个大圆，即基圈、始圈和终圈。三角形的三个顶点是基圈的极点、原点和介点。三边中的基圈和始圈，分别是坐标系的横轴和纵轴，是固定的框架；终圈则是可变动的，体现这种变动的是点的经度；点在终圈上的位置也是可变动的，体现这一变动的是点的纬度。通过这两种变动，球面上任何一点的位置，都可以用一定的经度和纬度的结合来确定。前者是点的横坐标，后者是点的纵坐标。复习思考与练习(P82)1．什么是纬线和经线？什么是纬度和经度？它们有何区别与联系？答：①地球上一切与地轴垂直的平面与地表的交线，又叫纬圈。其相互平行（平行圈），大小不等。代表地球上的东西方向，纬线又叫东西线；同一条纬线上的各地具有相同的纬度，纬线又叫等纬度线。而经线是指经圈的一半。代表南北方向，经线又叫南北线、子午线，子午线所在平面叫子午面。同一条经线上的各地具有相同的经度，纬线又叫等经度线。②一地相对于赤道面的南北方向和角距离，叫纬度，纬度是线面角，即本地垂线与赤道面的交角，分别用φ、N、S表示地理纬度、北纬和南纬，纬度在本地子午线上度量，其量值为0°——±90°。本地子午面相对于本初子午面的东西方向和角距离，叫经度，经度是两面角，分别用λ、E、W表示地理经度、东经和西经，经度在赤道上度量，其量值为0°——±180°或0h——±12h，东西半球的划分由20°W和160°E两条经线来确定。③地理纬度与地理经度实际是地球上纬线和经线的“编号”，其本身代表一种角度，而这种“编号”是按一个特定的角度大小为序。2．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”？答：49 所有经线都相交于南北两极，南北两极是世界的二个顶端，它们分别是南北方向的终点，同时又是二者的起点，因此南北方向是有限方向，有其起始和终极。纬线都是整圆，没有起点和终点，因而东西方向是无限方向，两地互为东西，但是，实际上人们总是采取二地之间的最短距离，即取圆的劣弧来定东西；任何地点不是位于另一地点的东方，就是位于它的西方，不能两者兼而有之。这样，两地之间，理论上是亦东亦西，实际上则是非东即西，二者并不矛盾。3．何谓数字地球？它有什么特点和用途？答：数字地球是指以地球作为对象的、以地理坐标为依据，具有多分辨力、海量的和多种数据融合的，以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础，以宽带网络为纽带，运用海量地球信息对地球进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类的三维描述的，具有空间化、数字化、网络化、智能化和可视化特征的技术系统。除了它是一个超巨大信息系统这一特点之外，它主要还具有以下一些特点：第一，数字地球具有空间性、数字性和整体性，这三者的融合统一，形成了它与其他信息系统的根本区别，使它必将成为人类历史上最大、最重要的信息系统。第二，数字地球的数据，包括多源多比例尺多分辨率数据、历史和现时的数据、矢量和栅格格式的数据。第三，数字地球具有一种可以迅速充实、联网的地理数据库，以及多种可以融合并显示多源数据的机制。第四，数字地球以图像、图形图表、文本报告等形式，分别提供或免费或收费的、或局部范围或全球范围的数据、信息、知识方面的服务，其中提供信息服务是最主要的任务。第五，数字地球中的数据和信息同时也是按普通、限制、保密等不同保密等级组织起来的，不同的用户对不同的数据和信息具有不同的使用权限。第六，数字地球采用开放平台、构件技术、动态互操作等最先进的技术方案。第七，数字地球的用户可以以多种方式从中获取信息；任何一个用户都可以实时调用，无论生产者是谁，也无论数据在什么地方，国际互联网上的用户可以根据自己的权限查询“数字地球”中的信息；运用具有传感器功能的特制数据手套（又叫传感手套），还可以对数字地球进行各类可视化操作。第八，数字地球的服务对象覆盖整个社会层面，无论政府机关还是私人公司，无论科教部门还是生产单位，无论专业技术人员还是普通老百姓，都可以各自在其中找到自己所需要的信息。数字地球具有自己独到的特点和功能，所以通过数字地球，人们可以了解到世界上任何地方最新、最全面的实时的情况。从而使数字地球的应用在很大程度上超出人们的想象，它几乎涉及人类生活的各个方面，具有潜在的、广泛的应用前景，如社会经济和生活及可持续发展、生态环境的保护、气候变化的预测、精细农业、减灾、打击犯罪活动、外交、国防、军事等等。在21世纪，数字地球将进入千家万户和各行各业。数字地球将使人类有可能对人为的和自然界的灾害作出快速响应，从而产生广泛的社会和经济效益。4．在地球仪上找出下列城市，并读写出它们的地理坐标及所在的半球。49 城市华盛顿巴黎巴西利亚达累斯萨拉姆纬度（j）38°54¢N48°52¢N15°47¢S6°48¢S经度（l）77°02¢W2°20¢E47°55¢W39°17¢E所在半球东西西东西东南北北北南南5．计算南充（30°48¢N，106°05¢E）与北京（39°57¢N，116°19¢E）之间的最短距离。答：已知南充A（30°48¢N，106°05¢E）与北京B（39°57¢N，116°19¢E），根据公式cosq=sinjAsinjB+cosjAcosjBcos(λA-λB)，将A、B代入公式，有cosq=sin30°48¢sin39°57¢+cos30°48¢cos39°57¢cos(106°05¢-116°19¢)=0.9768q=12°.3738，则d=12°.3738´111.1km/1°≈1374.8km6．试求南充（30°48¢N，106°05¢E）的对跖点（共一条地球直径的两端点，即两者纬度相等、符号相反，经度相差180°或12h）、邻住点（同一纬圈直径的两端点）和对住点（对于地球赤道的对称点）的地理坐标。答：见下表地点南充南充的对跖点南充的邻住点南充的对住点纬度（j）30°48¢N30°48¢S30°48¢N30°48¢S经度（l）106°05¢E73°55¢W73°55¢W106°05¢E7．填充题（1）地球自转的方向是自西向东，在北极上空看起来是_反（逆）时针向__，在南极上空看起来是_顺时针向_。（2）地球上的所有经纬线都是垂直正交的，于是地表上的任意点都可以由两条正交的经纬线确定，而这两条经纬线的经纬度就是交点的经纬度。经度是以本初子午面作起算平面的，向东量度0º~180º为东经，向西量度0º~180º为___西经__，国际通用的经度表示方法是用E代表东经，用W代表西经，如东经120º35¢，记作：__120º35¢E_。为了照顾欧洲和非洲大陆的完整性，地图上是以__20ºW__与__160ºE_这两条经线划分东西半球的。49 赤道面是纬度的起算平面，自该面向北量度0º~90º为__北纬__，用N表示；向南量度0º~90º为南纬，用S表示。（3）人们将地球上1角分大圆弧的长度定义为1海里（nmile），即地球上每度大圆弧为60nmile；船在海上航行的速度以“节”表示，1节=__1nmile/h_。法国人把地球上大圆弧周长的1/40000定义为1千米（km），每度大圆弧之长=40000km/360º=111.1km/1º，则1海里(nmile)=1.85km__。8．选择题（下列各题的选项有一个或一个以上是正确的）（1）有关本初子午线的正确叙述是()。A．通过英国格林尼治天文台旧址的经线B．东西半球的分界线C．东经度和西经度的起始线　　　　　D．地球上计算纬度的起始线（2）地球上有一点，北侧为北半球，南侧为南半球，东侧为东半球，西侧为西半球，则该点是()。A．0ºN(S)、20ºWB．0ºN(S)、0ºE(W)C．0ºN(S)、160ºE　D．0ºN(S)、180ºE(W)（3）有关赤道的正确叙述是()。A．纬度最低，是最大的纬线圈B．东西半球和南北纬度的分界线C．不是纬线，但指示东西方向D．纬度最高的纬线圈（4）有关纬线和纬度的正确叙述是()。A．纬线指示南北方向　　　　B．所有纬线的长度相等C．纬度最高值为90°　　　　D．赤道是最长的纬线复习思考与练习(P95)1．在天球上有哪些基本点和圈？它们是如何确定的？在这些基本点和圈中，哪些与地球上的是相互对应的？天球上的基本点和圈答：天球上的基本点和圈主要有(如图)。49 (1)天顶和地平圈。过天球中心，垂直于观测者铅垂线的平面，与天球相交的大圆，叫做地平圈SWNE。铅垂线向上和向下延长，与天球的交点，分别叫做天顶(Z)和天底(Z¢)。地平圈把天球分成可见天球（天顶Z所在半天球）和不可见天球（天底Z¢所在半天球）。(2)天极和天赤道。天轴(地轴的延长线)与天球的交点，叫做天极，与地球北极正对的为北天极(P)，与地球南极正对的是南天极(P¢)。通过天球中心与天轴垂直的平面和天球相交的大圆，叫做天赤道QWQ¢E。天赤道把天球分成南、北两半球（分别为南天极P¢、北天极P所在半球）。显然，天赤道平面同地球的赤道平面或者重合(地心天球)或者平行(日心天球)。(3)天子午圈和四方点。通过天顶、天底和天极的大圆，叫做天子午圈ZPZ¢P¢。它被P，P¢分成两半，天顶所在的一半，叫做午圈PZQSP¢，天底所在的一半叫做子圈PNQ¢Z¢P¢。天子午圈与地平圈相交于北(N)、南(S)两点，其中北点靠近北天极，南点靠近南天极；天赤道与地平圈相交于东(E)、西(W)两点。东、南、西、北点代表当地的东南西北四个方向，叫做四方点（E、S、W、N）。天子午圈与天赤道相交于Q(上点)和Q¢(下点)，它们分别位于可见天球和不可见天球。天体过天子午圈的瞬间叫中天，其中过午圈的瞬间为上中天，过子圈的瞬间为下中天。（4）黄极、黄道与分至点。垂直于地球公转轨道面的直线，叫做黄轴。过天球中心垂直于地球公转轨道面（黄道面）的直线（即黄轴）与天球相交的两点，叫黄极，其中靠近天北极的叫黄北极（K），靠近天南极的叫黄南极（K′）。地球公转轨道面在天球上的投影，称为黄道。它也是太阳周年运动的视行路线。黄道面与天赤道面不在同一平面内，其交角称为黄赤交角，用ε表示，目前ε»23°26′。黄道与天赤道相交的点，叫升、降分点，其中从黄北极俯视，太阳沿黄道向东由天赤道以南穿经天赤道以北时的交点，叫升分点[即北半球的春分点（^）]；太阳沿黄道向东由天赤道以北穿经天赤道以南时的交点，叫降分点[即北半球的秋分点（d）]。在黄道对于天赤道的两个远距点中，天赤道以北的最远点，叫北至点[即北半球的夏至点（a）]；天赤道以南的最远点，叫南至点[即北半球的冬至点（g）]。春分点、秋分点、夏至点与冬至点统称二分二至点，简称分至点。而天赤道对于黄道的两个远距点，称为无名点。天球上除黄道与天赤道、天极与黄极、分至点是天球上独一无二的以外，其它的点、圈均因地而异，即它们随着观测者在地表的位置不同而改变，具有“地方性”。2．什么是天球上的南北方向和东西方向？为什么天球上只有角距离，而没有线距离？天文三角形有何特点与作用？3．试绘出30°N所见天球上的五圈（地平圈、子午圈、天赤道、卯酉圈、六时圈）和十点（天极、四方点、上下点、天顶和天底）图，并在图上估填出以上各星：A星（A=90°、h=45°）、B星（t=0°、d=-30°）、C星（t=45°、d=60°）。4．在北京（40°N），黄道与地平圈交成的最大和最小交角各是多大？那时春分点各位于什么位置？试绘图表示之。49 答：图略当春分点刚升起地平的时刻，黄道与地平圈的交角最小，即：qmin=q春分点刚升=90°-j-e=26°34¢当春分点刚沉入地平时，黄道与地平圈的交角最大，即：qmax=q春分点刚沉=90°-j+e=73°26¢5．在纬度j处，天体上中天时，其方位是多少？是否所有天体都一样？某恒星中天时，正好位于当地（纬度为j）的天顶，问：该恒星的赤纬（δ）等于多少？答：当天体在天顶以南上中天时（即δ目前的e⊙=23º26¢，与十一世纪比，现代的热、寒带的范围缩小了，而温带的范围扩大了。13．5月24日，太阳赤纬d⊙=20º37.2¢，试计算南充（30°48¢N）的昼长。若考虑太阳视半径和大气折光的影响，则昼长又为多少？答：已知d⊙=20º37.2¢，j=30°48¢N（1）若不考虑太阳视半径和大气折光的影响，根据公式则昼长又为：D=2arccos(-tgjtgd⊙)/15=2arccos(-tg20º37.2¢tg30°48¢)/15=13h43m48s（2）若考虑太阳视半径和大气折光的影响，根据公式D=2arccos(-tgjtgd⊙-0.0149secjsecd⊙)/15，则昼长又为：D=2arccos(-tgjtgd⊙-0.0149secjsecd⊙)/15=2arccos(-tg20º37.2¢tg30°48¢-0.0149sec37.2¢jsec30°48¢)/15=13h52m12s14．填充题（1）影响地球上季节变化的全球性因素是地球所得的太阳热能总量，半球性因素是太阳热能在南北半球之间的分配。两者之中，以半球性因素起决定性作用。（2）一年之中，太阳直射点在__23°26¢N_和__23°26¢S之间来回移动，太阳垂直照射的最北界线称北回归线，太阳垂直照射的最南界线称南回归线。（3）6月22日，北半球昼长夜短，而且纬度越高，白昼越长；北极圈以内夏至日太阳终日不落称为极昼；南极圈内终日不见太阳，称为极夜。（4）回归线是热带和温带的分界线；极圈是温带和寒带的分界线。各纬度带，只有回归线之间的地区，才能得到太阳直射；只有极圈以内，才有极昼、极夜现象。（5）当太阳黄经为90°时，基多的昼长为12小时，我国北极黄河站（78°55¢N）的昼长为24小时，南极中山站（69°22¢S）的昼长为0小时（均不计太阳视半径和大气折光的影响）。此时北半球大部分地方正午太阳高度最高，地面得到的太阳光热最多49 。根据太阳热量在地球表面的分布状况，把地球表面划分为五个天文带：分别是热带、北温带、北寒带、南温带、南寒带。（6）我国传统四季的划分，以四立日为起点，以二分二至中点；西方四季的划分以为二分二至起点。（7）绘出30ºN所见天球图，在图上注明分至时的日出日没点、太阳经天路径和上中天位置，并据图完成下列各题：①北至日，日出于_东偏北_方，日没于_西偏北__方；正午日高等于_83º26¢_；昼弧__>__于夜弧。②南至日，日出于_东偏南_方，日没于_西偏南_方；正午日高等于_36º34¢_；昼弧__<__于夜弧。③升降二分日，太阳经天路径是_天赤道_，日出于__东__点，日没于_西__点；昼弧__=__于夜弧。图略复习思考与练习(P186)1．时间计量所依据的物质运动应该具有什么样的特性？常用的时间计量单位有哪些？它们各是依据哪些物质运动来确定的？答：时间是通过物质的运动形式来计量表达。但在选择不同的物质运动形式，表达或计量时间的过程中，必须遵守被时间计量所考察的物质运动具有周期性、稳定性和可测性量时原则的“三性”。地球公转运动、月球公转运动和地球自转运动都符合量时原则的“三性”，分别以它们运动周期来计量时间，便产生了“年、月、日”的基本单位。然而，就同一种周期性运动，选择不同的量时天体(参考点)，其周期时值也不同，于是便产生了不同的时间计量系统，如恒星时、真太阳时、平太阳时。2．天体的时角和赤经有何异同？列表比较太阳时与恒星时有何不同？太阳日和太阳时在实际应用中有何意义？3．两地的经度差，等于太阳时之差，还是等于恒星时之差？答：两者都相等4．试比较视太阳时和平太阳时。为什么太阳时不直接用太阳时角表示？何谓时差？时差为什么有周年变化？具体如何变化？人们是怎样获得平太阳时的？答：视太阳时是以视太阳时角来度量的，它流逝不均匀，但可以直接测定。平太阳时是以平太阳时角来度量的时间，它流逝均匀，但只能根据恒星时或视太阳时进行推算而出。　　时差就是视太阳时和平太阳时之间存在的一个差值。　　由于计算时差时，天文学上假定，在12月24日49 ，平太阳和视太阳具有相等的赤经。虽然它们沿不同路线和不同速率运行，时差的正负和大小发生连续的变化，但由于它们都以回归年为周期，到次年12月24日，又都回到一年前的位置，时差复归为零，因此时差有周年变化。　　在视太阳日长于平太阳日的期间，视午的平时逐日推迟，时差逐日变小，在这段时期的终了，视午最迟，时差达到极小值。反之，在视太阳日短于平太阳日的期间，视午的平时逐日提前，时差逐日变大，在这段时期的终了，视午最早，时差达到极大值。5．11月1日，时差为+16m，问：这一天从日出（视太阳）到正午（平午）和从正午到日落，这两段时间的长度相差多少？答：设视太阳出、没时角为t⊙，大小相等、方向相反（西正东负），由题意知道m平午=12h，h=+16m。由于m⊙=t⊙+12h，h=m⊙-m，所以有m=m⊙-h=t⊙+12h-h。因此日出平时为：m出=（-t⊙）+12h-h=-t⊙+12h-h日没平时为：m没=（+t⊙）+12h-h=t⊙+12h-h，则（1）从日出（视太阳）到正午（平午）的时间差，即上午时间差为：Dm上午=m平午-m出=12h-（-t⊙+12h-h）=t⊙+h（2）正午到日落的时间差，即下午时间差为：Dm下午=m没-m平午=t⊙+12h-h-12h=t⊙-h（3）这两段时间的长度相差为：Dm=Dm上午-Dm下午=t⊙+h-（t⊙-h）=2h=32m6．为什么要建立世界标准时制度？它包括哪些方面的内容？如何划分时区？什么是区时？在时刻与经度的关系方面，区时如何不同于地方时？答：标准时是制度属平太阳时范畴，包括2方面的内容：划分标准时区，确立标准钟点；设置日界线，避免日期混乱。按经度分全球为24个时区，每区跨经度15º，每一时区的东西界线距各自中央经线为7.5º；以标准经度的地方平时为全区统一的标准时；区时之差，等于时区数之差。7．什么是法定时？什么是“北京时间”？它是否就是“北京的”地方平时？夏令时有何特点？它在实际应用中有何意义？协调世界时系统是怎样产生的？它有哪些突出的优点？8．何谓日界线？它为什么要统一在180°经线上？怎样在日界线上进行日期进退？9．1519年9月20日麦哲伦率领他的船队向西进行环球航行，1522年9月6日环球1周回到始发港后，发现其航行日志上记载的日期，比岸上的日期“少”了1日，这1日丢在何处？若向东环球1周后又会多出1日，这1日又是在哪里多的？是否也少了1个恒星日？答：向西航行，日长增加，天数少1日；向东航行，日长缩短，天数多1日。同时也少了1个恒星日。10．阿波罗11号宇航员于1969年华盛顿（西五区）的夏令时7月20日22h56m49 首次登上月球，此刻，北京时间和世界时是几月几日几时？答：由题意知道TA=7月20日22h56m（夏令时）=7月20日21h56m，NA=-5h，N北京=8h，N格=0h，T北京=？、T格=？根据TB=TA-（NA-NB），有T北京=7月20日21h56m-（-5h-8h）=7月21日10h56mT格=7月20日21h56m-（-5h-0h）=7月21日2h56m11．已知甲乙两地的经度，试求它们间地方时之差：甲地经度121°26¢E121°26¢E135°E120°E乙地经度106°05¢E115°15¢W73°E116°19¢E地方时之差1h1m24S24m44S4h8m0S14m44S12．一艘科考船于12月3日12h（北京时间）从上海港启航，航行20天零3h后到过位于南纬70°、西经120°的研究地点，试问到期达研究地点时，当时是几月几日几时？是白天还是夜晚？为什么？答：12月22日23h；白天；因为此时太阳直射南回归线，南极圈及其以内为极昼，该研究地点正好处于南极圈以内，应为白天。13．当天狼星(a=6h45m9s)在121°26¢E上中天时，该地的恒星时是___6__时__45__分___9__秒。在同一瞬间，120°E的地方恒星时应为__6__时__39___分__16___秒。如果当时的视太阳赤经为4h10m20s，那么当时120°E的地方视时是_14__时__28_分__56___秒。若已知当时的时差h=+3m，那么该瞬间120°E的地方平时为__14___时__25___分___56__秒。14．一架飞机于当地时间6月22日正午，从夜幕降临的甲机场起飞，直航乙机场。飞机所在的经度和纬度数，在飞机到达航线中点前，因飞机的前进而持续减少；过中点后，则随飞机的前进而持续增加。经过19h连续飞行时，于当地时间同日23h到达乙地机场。假定太阳是一个光点和无大气折光作用。试问：（1）航线中点的地理位置怎样？甲、乙各地在哪个时区？就南北和东西半球而言，甲、乙机场的半球位置如何？（2）飞机飞行的大致方向如何？根据地球上五带的划分，从甲至乙依次经过了哪些天文热量带？（3）飞机飞经地区的季节和昼夜长短有何变化？飞机到达乙机场时是白天，还是夜晚？为什么？答：题意分析（1）飞机从甲机场起飞的时刻，既是正午“12h”，又是“夜幕降临”的时候，“正午”是太阳上中天时刻；“夜幕降临”49 是黄昏的开始，在中低纬度地带，正午与黄昏景色是不相容的。但在高纬度地带，二者可以同时出现，这样的地点就是太阳直射经线和晨昏线的交点的夜半球一侧，那里位于极夜区域内。但在正午的前后，那里却经历着黄昏的景色，处于半光明状态，在一定的日期，这样的正午在特定的纬线上，题目说这一天是6月22日，即南半球的冬至日。因此飞机所在纬线就是南极圈。（2）“飞机所在的经度和纬度数，在飞机到达航线中点前，因飞机的前进而持续减少”，说明飞机飞行方向是向赤道，又是向本初子午线的；所谓“过中点后，则随飞机的前进而持续增加”，说明经纬度与时俱增，表示飞机飞行方向是背向赤道，又是背向本初子午线的。二者之间的中点显然是地理坐标的原点，既然甲机场位于南极圈，那乙机场显然位于北极圈。（3）“经过19h连续飞行”，这说明按甲机场所使用的时间，飞机到达乙机场的时间，应该是6月22日（12h+19h），即6月22日31h，亦即6月23日7h。但按乙机场所使用的时间，那里是6月23日23h，前者比后者快8h，这就是说在经度上，甲机场在乙机场以东（15°´8）120°，既然航线中点位于本初子午线，那么这两个机场就分别位于本初子午线以东和以西各60°，即分别位于东、西四时区。因此综上所述：1、中点的地理位置（0°，0°），甲地在+4时区、乙地在-4时区，甲地在东、南半球，乙地在西、北半球；2、飞行方向大致为：东南®西北，从甲至乙依次经过南寒带、南温带、热带、北温带、北寒带。3、6月22日正值南半球冬至，南寒带、南温带为冬季，且昼短夜长；6月22日正值北半球夏至，北温带、北寒带为夏季，且昼长夜短；飞机飞经赤道地区，无明显季节变化，且昼夜等长。飞机到达乙机场是白天，因为乙机场位于北极圈附近。15．读右图，回答(1)图中A地日出时间是3h，（2）D地昼夜是D=24h、N=0h，B地在C地的__东北____方向。（3）若此时北京时间是10点，则A地的地理坐标为（60°N，165°W）。（4）此时C点太阳高度角是90°。16．甲、乙两人同时在北至日北京时间13h，分别在天顶以南和以北测得正午日高均为65º26¢，已知该日的时差为-1m28s，试求甲乙两人所在地的地理坐标。答：（1）已知MA=M甲乙=12h-（-1m28s）=12h1m28s，h=-1m28s，MB=13hlB=8hlA=l甲乙=？根据MA-MB=lA-lBM甲乙-MB=l甲乙-lB得l甲乙=7h1m28S=7h1m28SE（2）因为d⊙=23º26¢，H⊙=65º26¢，则甲、乙两人可能在南北半球的某个地方，因而其地理纬度为：90º-j甲+d⊙=65º26¢j甲=48ºN90º-j乙-d⊙=65º26¢j乙=1º8¢S49 因此甲、乙两人的地理坐标为：甲（48ºN，7h1m28SE），乙（1º8¢S，7h1m28SE）。17．张三于印度当地法定时12月28日13h出发，到达智利的时间为当地夏令时1月10日7h，已知智利的（正常）法定时为西四区区时。问此人在途中总共经历了多少时间？答：由题意知道T¢B=1月10日7h（夏令时）=1月10日6h，TA=12月28日13h，NhA=5h30m，NhB=-4h，TV=？根据T¢B=TA-（NhA-NhB）+TV，有TV=T¢B-TA+（NhA-NhB）=1月10日6h-12月28日13h+（5h30m+4h）=13日2h30m18．6月14日，某船上用六分仪测得太阳中天的时刻是格林尼治恒星时8h23m，中天时日面中心的天顶距为22º2¢(已作蒙气差订正)。按照天文年历，此刻太阳赤经为5h26m，赤纬为+18º25¢，试求该船所在的地理经度和纬度。答：（1）由题意知道a⊙=5h26m，SG=8h23m，则船所在地中天时其恒星时为：S=a+t=a上中天=a⊙=5h26m根据S-SG=λ-λG，由于λG=0h，则有λ=S-SG=5h26m-8h23m=-2h57m即西经2h57m或44°15¢W（2）由题意知道z⊙=90°-H⊙=22°02¢，则H⊙=67°58¢；又因δ⊙=+18°25¢，即直射北半球。A、若船所在地位于北半球，有：H⊙=90°-j1+d⊙，则j1=90°-H⊙+d⊙，代入有关数据得j1=90°-67°58¢+18°25¢=40°27¢即40°27¢N。B、若船所在地位于南半球，有：H⊙=90°-j2-d⊙，则j2=90°-H⊙-d⊙，代入有关数据得j2=90°-67°58¢-18°25¢=3°37¢即3°37¢S。故该船所在的纬度、经度坐标为（40°27¢N，44°15¢Wor2h57mW）或（3°37¢S，44°15¢Wor2h57mW）。19．有人于北京时间12点钟从伦敦乘飞机经墨尔本去渥太华（45ºN，76ºW）。启程后11小时于2006年1月1日1点钟（墨尔本时间）到达墨尔本（东十时区），停留1个小时，又飞行11小时到达渥太华。试问：（1）从伦敦启程时当地是何时间？答：2005年12月31日10h（2）到达墨尔本时伦敦和渥太华各是何时间？答：2005年12月31日15h（3）到达渥太华时当地和伦敦各是何时？答：2005年12月31日22h（渥太华），2006年1月1日3h（伦敦）49 复习思考与练习(P202)1．编制历法的基本原则是什么？答：历法，即安排年月日的法则。制定历法时必须考虑：年按照回归年，月根据朔望月，即原则上：历月应力求等于朔望月，历年应力求等于回归年。如此历月有大月、小月之分；历年有平年、闰年之别。2．为什么历法要分为阴历、阴阳历和阳历3类？各类历法如何安排它们的历年和历月？假如回归年长度变为354.3672日，那么，历法还有无必要分成3类？答：由于回归年和朔望月这两个时间单位的周期太零碎，它们同“日”之间的关系较复杂，彼此间也不能通约。所以历法难以同时协调这两个周期。因此，历法在制定时，由于协调的侧重面的不同，于是产生了三种不同的历法：侧重协调回归年和历年关系的称阳历；侧重协调朔望月和历月关系的称阴历；兼顾朔望月和回归年、历月和历年关系的叫阴阳历。假如回归年长度变为354.3672日，那么，历法没有必要分成3类。3．现行公历和太阴历有哪些特点？其优缺点是什么？答：（1）现行公历（格里历）的优点：a、公历世界上大多数国家官方通用，具有通用性；b、公历属于平时间周期定义的平历，所以其算法简单，天数基本固定，置闰规则；c、历年和历日协调的好，历年只有365日和366日两种；d、历日与太阳高度（直射角度）基本对应，误差只有1至2日左右。（2）现行公历的缺点：a、公元元年在人类历史中期，不便于推算人类历史早期；b、岁首没有较强的天文学意义；c、历月的天数有28日，29日，30日，31日四种，并且排列不规则；e、具有较强的宗教意义和罗马皇权留下的烙印，不利于不同文化民族的交流；f、置闰法中400年97闰日没有128年31闰日简单和精确；g、只管太阳，没有月亮的内容，其日期也不反映月相，是单轨制的太阳历法，不利于保护世界上的月亮文化，也不利于被这些国家的群众的接受和认同；h、由于历月的长度没有明显的天文学意义，所以人为因素很强，甚至可以被人随意更改；i、由于其是平历，所以它的历日不能和它对应的天象----太阳高度一一对应。4．中国传统历法是一种什么样的历法？它有哪几种主要成分？答：（1）现行农历的优点：㈠农历具有阴阳历的共同特点，是阴阳合历：力求平均历月等于朔望月，平均历年等于回归年。农历是定历，它具有天文年历的特性，能很好地和各种天象对应，如它的节气49 严格对应太阳高度，历日较严格地对应月相，闰月的不发生频率和发生频率对应地球近日点和远日点，其它天象如日出日没，晨昏蒙影，五星方位，日月食，潮汐等，就连历月也大致对应太阳高度；㈡农历具有与众不同的特点：强调逐年逐月推算；以月相定日序：以合朔为初一；以两朔间隔日数定大小月；以中气定月序：据所含中气定月序，无中气为闰月。农历历月的天数只有29日和30日两种，且由定朔日规定，人为因素最小，不易随意改动；㈢二十四气与阴阳历并行使用，阴阳历用于日常记事，二十四气安排农事进程。岁首有较强的天文学意义，具有阴月阳年的天文学意义；㈣阴阳合历，最体现中华民族天人合一的传统文化；㈤干支纪年和十二生肖纪年循环使用；由于它包含节气十分利于四季划分，由于它包含月相，所以也十分反映潮汐，日月食等天象和月亮对气候的影响，同时它还包含十二节干支历（类似沈括的《十二气历》，比它更准确）和七十二候的特殊太阳历，是一部双轨制历法，便于不同文化民族间的交流，㈥由于它是最彻底的定气定朔的天文年历性质的历法，所以其它历法都要与进行对照，并且有利于传统文化的保护。（2）农历的缺点：㈠由于农历是定历，历月使用定朔，所以每年的同一历月的天数并不确定，不方便统计天数；㈡历年长度，有353日是，354日，355日，383日，384日，385日6种，并且不利于统计年长；㈢干支循环周期60过短，不方便较长时间的区别，也不方便记忆；㈣置闰不透明，闰月不确定；㈤有些有迷信成分，但新中国建国后已经被剔除了，随着科学的普及信之的人越来越少；至于民间某些祭祀活动等已经是民俗了。而不是迷信。5、我国的农历大月和小月，平年和闰年如何安排？二十四节气在我国农历中有什么特殊的用处？在我国传统历法中为什么闰四、五、六月较多？6．何谓干支纪法？试推2008年～2020年间各农历年的干支。在夏历中有哪些杂节气？为什么中伏一些年份为10天，一些年份却是20天？7．某年10月5日逢中秋节，试问：第二年的这个日子呈什么月相？答：下弦月→新月之间的月相。8．如果朔望月是30.75日，那么大月和小月各多少日？在全年12个月中，应安排几个大月和几个小月？答：大月31日、小月30日；在全年12个月中，应安排9个大月和3个小月。9．若回归年为368.29日，则阳历的大小月和闰年如何安排？在连续的40049 年中有多少个平年和闰年？答：假如回归年的长度是368.29日，现行阳历可以如下安排平年368天，闰年369天，每4年之中3个平年1个闰年，凡能被4整除的年份，即为闰年。每年12个月，大月4个，每月31天；小月8个，每月30天，1月、4月、7月、10月为大月；2月、3月、5月、6月、8月、9月、11月、12月为小月。.闰年多出的一天放在6月或12月末，不计入任何一个月，这一天为闰年假日。10．格里历的平均年长是多少？它的误差有多大？经过100年、500年和1000年，格里历的误差达到多大？经过这些年后，春分将在何日来临？如果将格里历的置闰周期，由400年97闰改为128年31闰，试求其平均年长和误差。答：365.2425日；26s；43m；3.6h；7.2h；与现在一样；365.24219日、-0.00001日/年（即8万年少1天）。11．如果朔望月是29.5300日，回归年为360.266日，那么阴阳历在连续20年中有多少个闰年和平年？答：闰年数为：（360.266-29.5300´12）¸29.5300´20=4个。则平年数为：20-4=16个12．按照中国农历19年7闰的方法，大约要经过多少年后，才需要增加或减少1个月，以消除积累起来的误差？答：设y年后才需要增加或减少1个月，以消除积累起来的误差，则有[（19+7）´29.5306¸19-365.2422]´y=29.5306，y»6290年。13．现今仍然使用的历法种类主要有阴历、阳历、阴阳历，其中，阴历在游牧民族的穆斯林国家或地区阴历仍然使用，阳历是国际通用历法，阴阳历是源远流长的由中国人独创的历法。14．阳历年的天文依据：是回归年365.2422日，于是平年为365日，闰年为366日。农历历月的天文依据：是朔望月29.5306日，小月29日，大月30日；二十四节气的天文含义：是黄道上的特定的24个等分点，又是其太阳在黄道上与气相交的时刻。二十四节气是贯穿在农历中的阳历成分；农历年安排的天文依据：是回归年与朔望月的比值12.3683，因此闰年为13个月，平年为12个月。15．下表列出某年夏历（戊寅年）各月初一和有关中气的公历日期，试定各该月份的月序和大小月（按中气定月序，据两朔间隔日数定历月的大小）。夏历月序初一的阳历日期有关中气的阳历日期大小月三月3月28日4月20日谷雨小月四月4月26日5月21日小满大月五月5月26日6月21日夏至小月闰五月6月24日小月六月7月23日7月23日大暑大月49 ______月8月22日8月23日处暑____月16．根据右图所提供的信息回答下列各题：（1）日历中反映的时间计量单位主要有_________。A．朔望月B．光年C．太阳日D．恒星日（2）有关这一天月相的叙述正确的是_________。A．这一天的月相上弦月B．这一天的月相东半亮，西半暗C．这一天看到的月相应在下半夜D．再过7天，月相变为满月（3）离这一天最近的农历节气是_________。A．小暑B．立秋C．夏至D．处暑（4）本年度的前一年和后一年分别为_____年。A．庚辰和壬未B．庚辰和壬午C．庚未和壬辰D．庚午和壬未（5）同年12月9日必定是_________。A．星期一　　B．星期四　　C．星期六　　D．星期日第六章月球、地球和太阳绕转的地理意义复习思考与练习(P211)1．试比较月球的地平视差和它的视半径，两者的比率说明了什么？答：设月球的地平视差和它的视半径分别为p、r，月地距离为d，地球、月球的半径分别为RÅ、R。根据地平视差和视半径定义，有：sinp=RÅ/d，p»RÅ/dsinr=R/d，r»R/dp：r=RÅ/d：R/d=RÅ：R=3.7：12．地球的反照率为月球的6倍，试计算地球在月球天空中的亮度，比月球在地球天空中的亮度大多少倍？（提示：月球半径约为地球半径的1/3.7）答：根据光源的视亮度与其距离的平方成反比，地球、月球虽不发光，但反射阳光，其亮度也与其距离的平方成反比，同时与其表面积（与半径平方成正比）、反照率（t）成正比。设地球、月球的半径分别为RÅ、R，月地距为d，反照率为tÅ、t，地、月视亮度为，的视亮度与其距离的平方成反比EÅ、E。按照题意有：49 地球在月球天空中的亮度为：EÅ=tÅR2Å/d2月球在地球天空中的亮度为：E=tR2/d2EÅ：E=tÅR2Å/d2：tR2/d2，已知RÅ：R=3.7，tÅ：t=6。则有EÅ：E=tÅR2Å：tR2=6´3.72=82.14即地球在月球天空中的亮度，比月球在地球天空中的亮度大82.14倍。3．什么是同步自转？为什么地球上看到的月球总是它的同一个半面？答：天体的自转方向和周期与它的公转方向和周期完全相同，这样的自转叫同步自转。由于月球的自转是同步自转，对着地球的一面始终相同，所以在地球上看到的月亮总是它的同一个半面。4．月球表面的特征如何？为什么说月球是最好的天文观测基地？答：最明亮的部分是山脉和高原；黑暗（阴暗）部分是平原和低地；凸出隆起的部分是环形山。这就是月球表面的特征。由于月球上没有大气，无法保持水分，因为水总是要蒸发为水汽，然后散逸到行星际空间。因此，月球上没有晨昏蒙影现象，没有风云变幻，不见雨露霜雪，也不会出现雷电和彩虹。总之，月球天空没有人们所熟悉的“天气”变化。由于月球没有大气干扰，清晰度极佳，是天文观测的好基地。5．在地球上观测，月亮在地平上升起（自上缘露出地平到下缘脱离地平），大约需时2分钟。问：若在月球上观测，地球“升起”需多长时间？答：由于月球同步自转，在月球的天空中地球没有升起现象。复习思考与练习(P215)1．什么是月相？说明月相的变化及其与朔望月的关系。它与月球、地球和太阳绕转运动的内在联系是什么？2．试比较朔望月与交点月、近点月及恒星月的差异，说明产生这些差异的原因。3．“月上柳梢头，人约黄昏后”（欧阳修《生查子》），又该指何种月相？答：满月4．请用有关知识解释民谚“初三新月少见人，上弦月亮白天跟，月半十六两头红，下弦月来半夜灯。”的具体含意。5．什么是日月会合运动？为什么会发生日月会合运动？它们与天体的真实运动有何关系？6．美国第16任总统林肯，在未就任总统之前当过律师，有一回他接受委托替已初步判为“谋财害命”的被告（小姆斯特朗）辩护。在法庭上主要证人福尔逊发誓说，10月18日（农历初七）晚上11点钟，他在30m49 外清楚地目睹被告站在西面，用枪击毙站在东面的死者；还说肯定认清了被告的脸，因为当时月光正照在他的脸上。试问林肯能否帮助被告打赢这场官司？若能，其胜诉的科学依据是什么？答：能否打赢这场官司。（1）10月18日为夏历初七，其月相为上弦月，在晚上11点钟左右基本上快沉入地平，即已基本上没有月亮。（2）上弦月应是西半亮，月光从西向东照，即使晚上11点钟月亮未沉入地平，被告站在西面，脸是朝着东面的，月光不可能正照在他的脸上，同时上弦月时月光较暗，证人福尔逊，更不可能在30米外清楚地目睹了被告的脸，显然证人在说谎。7．选择题（下列选择题有一个或多个是正确的）（1）“月落乌啼霜满天，江枫渔火对愁眠。姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船。”（张继《枫桥夜泊》）所描写的月相属于_________。A．新月B．上弦月C．望月D．下弦月（2）关于日月的会合运动的叙述，正确的是_________。A．月球同地外行星一样，同太阳的角距离可变化于0º～360º之间B．月球相对于太阳的视运动始终是向东的C．同地外行星一样，月球在合日（朔）之后，先是西方照，然后者才是冲（望）和东方照D．日月的会合周期短于月绕地的恒星周期（3）当忽略黄白交角时，在50ºN地区，满月夏至上中天高度为h１，冬至上中天高度为h2，那么有_________。A．h１=h２B．h１＞h２C．h１＜h２D．无法确定（4）关于月相变化的下述说法，正确的是_________。A．月相变化的周期虽等于朔望月，但朔望月的长度却是不变的B．农历的初一是日月合朔，但日月相冲却不一定在15日C．月相的可见情况除受朔望月的周期影响外，还受月球赤纬变化的影响，因此有季节变化D．在回归线以外的地方，虽不能见到太阳位于天顶，却可能见到月球位于天顶复习思考与练习(P226)1．什么叫日、月食？日全食、日偏食和日环食有何区别？为什么有日环食而无月环食？答：日全食是月球的本影落到地面，太阳光盘整个被月轮遮蔽，全过程为：日偏食——日全食——日偏食。49 　　日偏食是月球的半影落到地面，太阳光盘部分被月轮遮蔽。　　日环食是月球的伪本影落到地面，月轮只遮蔽了日轮的中间部分，仍可看到太阳边缘光芒四射，全过程为：日偏食——日环食——日偏食。　　由于月地距离在363300公里～405500公里，而地球本影长度为1407440～1361170公里。所以，月球在绕地球公转的过程中，只能进入地球的本影和半影，而不可能进入地球的伪本影，从而只能发生月全食和月偏食，而不可能发生月环食。2．当地球上发生月偏食时，在月球天空将发生什么？在地球上，有可能在午夜观测到日食吗？在哪里？答：当地球上发生月偏食时，也即月球某部分进入地球本影。月球北地球本影遮蔽部分，看不到太阳光，因而就发生日全食；其它部分进入地球半影，月球的这部分地区将看到日偏食。对于某一地来说，太阳上中天为正午，太阳下中天为午夜，一般地区（南北极圈之间），午夜是看不到太阳的，因而也不能观测到日食。但在南、北极圈内极昼时，即使太阳在下中天（午夜）也可以看到太阳在地平线之上，这时如果具备其他日食条件，就能发生日食。所以，在南、北极圈以内，午夜也能观测到日食。3．简要说明日、月食的过程。什么是食分？食分的意义何在？4．日食和月食发生的必要条件是什么？为什么不是每次日月相合都有日食发生？为什么不是所有的日月相冲都发生月食？答：简单地说，日食条件就是地球位于月球的背日方向，即月影所在的方向，因而位于日月连线的延长线上。月食条件就是月球位于地球的背日方向，即地影所在的方向，因而位于日地连线的延长线上。　　具体地说，日食和月食的第一个条件是日食只发生于朔，而不会发生在其它日期；日食只发生于望，而不会发生在其它日期。这是因为在一个月内，只有朔日的地球才可能位于月球的背日方向；只有望日的月球才可能位于地球的背日方向。日食和月食的第二个条件是太阳和月球都位于黄道和白道的交点或其附近。这就是说发生日食的朔不是任意的朔，而是特定的朔，即日月相合于黄白交点或其附近；发生月食的望不是任意的望，而是特定的望，即日月相冲于黄白交点或其附近。5．何谓食限角和食季？如果日偏食限为17º，试求其食季的日数。答：食季长度＝17°×2÷59¢＝34.6日。6．为什么日食发生的机会多于月食，而每个地点看到日食的机会却少于月食？答：根据食限的大小和太阳周年运动的速度，就能推算出一年中必有二次日食发生；碰巧可能发生四次日食。而月食有的年份连一次也没有；碰巧一年可以有二次。49 　　由此可知，在一年内日食的次数要多于月食的次数（就全球而言），但就每一个观测者来说，却是看到月食的次数多于日食次数。这是因为月光普照着半个地球，如果月球进入地球本影内发生月食，则整个夜半球上的人们都可以看到。日食却不然，月影从西向东扫过地面上一定的地带，这条地带叫日食带。只有在日食带上的人们，才可能看到日食，在日食带外的人是看不到的。全日食带的宽度更小，看到日全食的机会就更小了。即月食时见食地区广（夜半球各地均可见），而日食时，地球上只有狭窄地带可见。7．何谓日、月食周期？它和哪些周期性的天文现象有关？为什么这些交食周期不能代替日、月食的具体推算？观测交食有何重要意义？答：1）为什么这些交食周期不能代替日、月食的具体推算？①日、月食对交点条件的要求不及朔望条件那样严格。②由于沙罗周期并非太阳日的整数倍，相互对应的二次日食或月食，并不发生在一日内的同一时刻；同时沙罗周期并不严格地等于交点月、近点月和食年的整数倍，因此，相互对应的日食或月食，只是大同小异，不可能完全一样。总之沙罗周期并没有包含同日、月食有关的全部因素，它的简单的规律性，并没有绝对的意义，因此，不能代替日、月食的具体推算。③尾数0.32日，即约l/3日，使相互对应的二次日食或月食，在时刻上推迟约8小时，因此，在经度上偏西约120°。2）观测交食有何重要意义：日月食是较重要的天象，具有很重要的科研价值。利用它可以校正和天文常数，提高天文计算的精度；有利于观测月球和太阳的一些状态，如对太阳大气的观测等。日全食发生时，是拍摄太阳色球、日珥、日冕及其光谱的最好时机。利用这个时机，可以获得许多有关太阳的宝贵资料，了解太阳大气的组成、温度、结构以及太阳的活动等情况。在水星轨道以内太阳附近天区，观察搜寻有无行星和其他天体的极好时机。利用日全食时，太阳附近天区变暗的特殊天空环境，对通过太阳附近的星光进行观测，验证了爱因斯坦预：光线在经过太阳旁边时会发生弯曲的正确性。此外，通过对日食过程中各个食相发生时刻和方位的测定，可以检验月球和地球的公转运行轨道，发现它们的变化情况。观察拍摄月食，进行月食时的光谱分析，可以对地球不同高度的大气组成状况、透明性以及对光的折射性能进行研究，同时，不同食分的月食发生时，通过测量，可以了解月面的热辐射分布，判定月面的吸热率和月面温度状况。复习思考与练习(P235)1．何谓潮汐现象？涨潮、高潮、大潮有何不同？落潮、低潮、小潮有何不同？简要说明海洋潮汐的基本周期。答：在海洋潮汐现象中，海面的上升叫涨潮；海面的下降叫落潮。涨潮和落潮互相交替。涨潮转变为落潮时，水位最高，称高潮。落潮转变为涨潮时，水位最低，称低潮。涨潮和落潮，高潮和低潮，都是周期性的来临，其周期是半太阳日，一般一天有两次涨潮和两次落潮，两次高潮和低潮。49 　　高潮和低潮的水位差叫潮差。潮差有周期性的变化。在一个周期内，潮差最大时的海面升降叫大潮；潮差最小时的海面升降叫小潮。大潮和小潮的周期是半朔望月，每月有二次大潮和二次小潮。2．什么是引潮力？它与哪些因素有关？与天体引力有何联系和区别？答：一地的引潮力，是该地所受天体的实际引力同平均引力（即地心所受引力）的差值。引潮力的大小与天体距离的三次方成反比。除距离因素外，引潮力的大小还与天体质量（m）和地球半径（r）两个因素有关，与引潮天体的质量和产潮天体的半径成正比。3．引潮力的分布有何特点？地球的潮汐变形与引潮力的分布有何关系？答：在全球各地，正反垂点的引潮力不仅最大，而且方向向上（对地面的重力方向而言，下同）。随着离正反垂点距离的增加，引潮力逐渐变小，其方向则渐趋水平直至向下。在距垂点最远的地方，即以正反垂点为两极的大圆上，引潮力最小，方向向下。两端的引潮力向上，中间的引潮力向下，于是，地球由正球体变成了长球体。4．地球上的海洋潮汐变化为什么会明显地反映出月球的运动规律？高（低）潮到来的时刻为什么逐日推迟？为什么逢朔望发生大潮，逢上下弦发生小潮？答：（1）由于太阴潮是太阳潮的2.18倍，因此，太阴潮为地球潮汐的主体，太阳潮仅是陪衬（起加强或削弱的作用）。“涛之起也，随月盛衰，小大满损不齐同”。（2）由于高（低）潮到来除天文因素外，海洋潮汐还有其气象和水文因素这些非周期性因素，并且与海盆因素（包括海盆形状与海水深度）密切相关。同时海水本身具有一定的粘性，存在着内摩擦；而且海底对潮流也有一定的摩擦作用。因此，高潮到来的时刻，一般都落后于月亮中天的时刻，其差值称高潮间隔，具体间隔时间则因地而异。同理，大潮发生的日期，一般都落后于朔望日期，其值通常是l—3日。（3）每逢朔望（旧历初一和月半），月球、太阳和地球成一直线，月球和太阳的垂点最接近，因而太阳潮最大程度地加强了太阴潮，从而形成一月中特大的太阴、太阳合成潮。这时，高潮特别高，低潮特别低，潮差最大，称为大潮。由于大潮发生在朔望，因此又叫朔望潮。反之，每逢上下弦（旧历初八、廿三），月球、地球和太阳三者形成直角，月球和太阳的垂点相距最远（90°），以致太阳潮最大程度地牵制和削弱太阴潮，从而形成一月中最低的高潮和最高的低潮，潮差最小，叫做小潮。由于小潮发生在每月的上下弦，故又称方照潮。5．为什么说天文潮汐是宇宙间的一种普遍存在的自然现象？为什么说地球上的海洋潮汐是极其复杂的？答：（1）狭义的潮汐，仅指海洋潮汐；广义的潮汐，可泛指因一个天体在另外的天体上的引力差异或引潮力所引起的所有现象。就地球上的潮汐而言，除海洋潮汐外，还有固体潮（又叫地潮或陆潮）和（大）气潮。固体潮是一种由月球和太阳的引力引起的固体地球的粘弹性形变现象；固体潮引起重力变化、地面倾斜和地面伸缩变化；开展固体潮研究，可以向测绘学、天文学、空间动力学等学科提供一些基本的地球参数，49 如卫星轨道改正，重力测量和纬度观察改正等。大气潮是日、月引潮力和太阳辐射所引起的周期性升降振荡现象，尤其是太阳的热力效应比日、月引潮力效应大得多。大气潮表现为在地面和高空大气中气压、风、温度的周期变化，有周日、半日、三分之一和四分之一日等周期，以半日周期最为显著；在电离层中，大气潮可由地磁变化和各电离层的等效反射高度的变化反映出来。引潮力在天体演化中的广泛意义。引潮力是一种瓦解力，当引潮力<自引力，天体变形；当引潮力=自引力，天体保持平衡；当引潮力>自引力，对方天体的物质被吸出或使之瓦解。如著名的洛希极限（当潮汐作用使行星卫星解体的距离的极限值）。潮汐摩擦一方面消耗天体的自转能，并部分生热；另方面潮汐摩擦，使自转减速，公转周期增长，最终达到同步自转。因此说天文潮汐是宇宙间的一种普遍存在的自然现象。（2）引潮力的大小和海洋潮汐现象受日地、月地距离变化等天文因素的影响，使得海洋潮汐的复杂性；海水粘滞力、潮流同固态地球的摩擦力、科氏力等都会对海洋潮汐发生影响，使之滞后。“八月十八潮，壮观天下无！”就是钱塘潮的真实反映。下垫面因素（如地球非全部为海水所覆盖、海底形态、海岸几何形状的复杂性等）影响使海洋潮汐出现地区性差异，此外季风、洋流、寒潮和台风等都可能引起潮汐的短期变化或季节变化。6．若月地平均距离增大为768800km（不计因距离改变而引起周期的变化），那么，地球上的潮汐现象将会发生怎样的改变？（1）潮汐现象比现在增强，还是减弱？答：减弱（2）太阴潮与太阳潮哪个大些？大多少倍？答：太阳潮>太阴潮，F=3.7F（3）这时，潮汐涨落周期将发生怎样的变化？答：太阳日周期代替现在的太阴日周期（4）这时，是否仍有每月两次的大潮和小潮？答：有；仍以朔望月为周期。7．已知日地距离是月地距离的390倍，如果太阳质量增大为月球质量的5931900倍，那么，太阴潮与太阳潮是否有所不同？在哪种情形下，大潮和小潮怎样不同于目前的情况？答：已知日地距离是月地距离的390倍，如果太阳质量增大为月球质量的59319000倍，这时太阴潮和太阳潮的大小，可以用引潮力公式比较，可见，这时太阳潮和太阴潮相等。因为地球上的潮汐现象是太阳潮和太阴潮合成的结果，而这时太阳潮和太阴潮大小相等，互相影响，不分主次。月球和太阳的会合运动没有变，仍有大潮和小潮的变化，以半朔望月为周期。每逢朔望，太阳和月球的垂点最为接近，太阳潮和太阴潮互相加强，高潮特高，低潮特低，潮差最大，形成大潮，比目前更大。每逢上下弦，太阳和月球的垂点相距最远，太阳潮和太阴潮互相削弱，潮差最小，比目前更小（甚至消失），也可能使地球变为正球体。8．选择题：（下列选择题有一个或多个是正确的）49 （1）关于潮汐周期，正确的是________。A．由于月球的引潮力是主要的，所以潮汐的平均周期是半个太阴日B．由于太阳引潮力是主要的，所以潮汐的平均周期为半个太阳日C．当日、月的赤纬为0时，全球均为半日潮D．当日、月的赤纬不为0时，全球均为混潮（2）影响潮差的天文因素，正确的有_______。A．太阳潮对太阴潮的干扰B．日、月赤纬的变化C．日地和月地距离的变化D．太阳系其他大行星的影响（3）地球的潮汐变形和自转变形的差别是________。A．潮汐变形是短周期的，自转变形是长周期的B．潮汐变形的数值小，高低潮差只有7mC．潮汐变形是长球体，自转变形为扁球体D．自转变形的数值大，极半径与赤道相差达约21km（4）造成地球海洋天文潮汐的动力是_________。A．日、月引潮力的吸引和排斥，造成海水涨落B．日、月引潮力的水平分力引起海水流动，流入区涨潮，流出区落潮C．太阳的引潮力起主导作用D．月球引潮力是太阳引潮力的2.18倍49'