文档介绍：《地球科学概论》 (3)
林文实
中山大学大气科学系
2010年9月
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10月11日不上课
五、天球和天球坐标
(1)天球(Celestial Sphere ):
为研究天体的位置和运动而引进的一个假想的圆球,称为天球。宇宙空间中的各个天体同地球上的观测者的距离都不相同,由于天体和观测者间的距离与观测者随地球在空间中移动的距离相比要大的多,所以看上去天体似乎都离我们一样远,仿佛散布在以观测者为中心的一个圆球的球面上,我们所看到的是天体在这个巨大的圆球的球面上的投影位置,这个圆球就称为天球。
(2)北天极和南天极(north and south celestial pole)
地球自转轴向北和向南的延长线分别与天球的交点。
五、天球和天球坐标
(3)天顶和天底
观测者处的天文垂线向上和向下的延长线分别与天球的交点。
(4)天赤道(celestial equator)
地球赤道平面向外延伸与天球相交所确定的大圆。
(5)时角h:
沿天赤道从子午圈的垂足向西测量到通过天体的时圈的垂足的角度,即在天赤道上,观测站与天体的时差。
(6)地平(horizontal)
在观测者的位置上,垂直于观测点天文垂线的平面与天球相交的大圆。
(7)子午圈(meridian)
垂直于地平面并通过天顶及北天极的大圆
(Horizontal Coordinate )
地平坐标系是以天文地平为参考圈,以北点为基本点的天球坐标系。
天体在天球上的位置以天顶角Z和方位角来描述。其中方位角是以北点为起点沿顺时针方向计量的。
O
天体
北天极
天顶
北
西
东
南
天底
天子午圈
天文地平
赤道坐标系是以天赤道为参考圈,以春分点为基本点的天球坐标系。
赤纬:沿通过天体S的时圈测出的从天赤道到天体的角度;
 >0:自天赤道向北
<0:自天赤道向南
赤经:沿天赤道测出的从春分点向东到通过天体的时圈的垂足的角度;
(Equatorial Coordinate  )
时角坐标系
太阳高度 h
太阳高度是决定地球表面获得太阳热能数量的一个很重要因素,是地形上的四季和五带形成的因素之一,在大气科学上讨论和求算太阳辐射量时是必须考虑的重要因素。
太阳高度 h
当时当地的太阳高度,由三个因素决定:太阳纬所在地的纬度,太阳时角t,太阳赤纬
根据球面三角形和余弦定律,可得到关于太阳高度h的球面三角公式
太阳高度 h
为地理纬度,北纬为0°至+90 ° ,
南纬为-90 °至0 °
为太阳赤纬,春分日,3月21日,为0°
夏至日,6月22日,为23 °26′
秋分日,9月23日,为0 °
冬至日,12月22日,为-23 °26′
为时角,正午为0°,
上午为正,早6时为90°,
下午为负,晚6时为-90 °
六、地球的自转及其影响
地球不停地绕着自转轴作旋转运动,称为地球的自转运动。
地球的旋转称自转,自转有一定的轴心,自转方向在北半球看是逆时针方向。
太阳之所以从东方升起,是因为地球是向东自转。