文档介绍：第二节地球的形状和结构一、地球的形状和大小通常,地球的形状不是指地球自然表面的真实形状,而是指大地水准面的形状。所谓大地水准面,就是完全静止海面,它是假设占地表3/4的海洋表面完全处于静止的平衡状态,并把它延伸通过陆地内部所得到的全球性的连续的封闭曲面,曲面上处处与铅垂线垂直。它是陆地海拔得起算面。(一)地球的形状人类对地球形状的认识,经历了漫长的岁月。我国古代就有“天圆似张盖,地方如棋局”的说法,认为天空是圆的,大地是平的。然而,种种迹象表明,大地不是平面,而是曲面。1、地球是一个正球体如登高望远;月食时,地球投射到月球的影子是圆弧形的;在地面上越往北走,北极星的高度越大;在海岸观看远来的船只,先见桅杆,后见船体。这些都说明大地是一个曲面。麦哲伦的环球航行,用事实证明了大地是一个封闭的曲面。但是曲面还不一定是球面,只有具备相同曲率的曲面,才构成球面。近代进行的弧度测量结果表明,世界各地的地面曲率大致相同,每度都在111km左右,从而得到地球是正球体的结论。2、地球是一个扁球体地球是一个扁球体,人们对它也有一个认识过程。1672年,法国一位天文学家里奇从巴黎(49°N)到南美洲的法属圭亚那(5°N)进行天文测量,发现它带去的一只在巴黎校正过的天文摆钟,每天要慢2m28s,于是不得不根据恒星的运动来校正他的摆钟,㎜后,摆钟行走正常。两年后,里奇回到巴黎,却发现钟又走快了,加快的数值恰好是当初在南美减慢的数值。他把摆钟恢复至原来的长度,钟又走准了。摆钟在赤道附近变慢的原因,根据摆动周期公式:T=2π(L/g)1/2里奇认为g的减小,是惯性离心力作用的结果。惯性离心力来源于地球自转。在赤道,自转的速度最大,惯性离心力也增大;在两极,自转速度为0,没有惯性离心力的作用。计算表明,由于惯性离心力的影响,赤道上的重力应比两极减少1/289。可是,赤道和两极地面重力的实际差异比这个数值大得多,赤道的重力比两极小1/191。扁球体的扁缩程度,用扁率表示。若以地球赤道半径为a,极半径为b,那么,扁率f为:f=(a-b)/b1976年,在法国召开的国际天文学联合会,决定从1984年开始使用如下数据:a=;b=:f=1/。3、地球是一个不规则扁球体地球的大地水准面经过精确测量表明,地球形状不是几何上的旋转椭球体,它的形状是不规则的:纬线不是正圆,经线也不是真正的椭圆,地球的南北半球并不对称,它的几何中心也不在赤道平面上。对这样一个不规则的扁球体,可用一个理想的“模型”作为比较来说明,即把规则的椭球体作为参考椭球体,用各地的大地水准面对照参考椭球体的偏离来反映地球的真实形状。其结果是:地球赤道是个椭圆,长轴与短铀最大相差430m;地球的北极凸出10m,南极凹陷30m;而南纬45°又有隆起,北纬45°又有凹陷。因此,很难用简单的几何形状来表示地球的形状,地球的形状很不规则,只能说它是个不规则的扁球体。在实际应用上,针对不同的情况和要求,可把地球形状作不同的处理。在制作地球仪,绘制小比例尺全球性地图时,可把地球当作正球体看待,测绘大比例尺地图时,可把地球看成是参考椭球体;在发射人造卫星和轨道计算时,就要考虑各地对参考椭球体的偏差。(二)地球的大小赤道半径:a=6378140m极半径:b=6356755m面积:S=×108km2体积:V=10820×108km3质量:M=×1027g经线周长:40008548m赤道周长:40076604m(三)地球形状和大小的地理意义在研究地球形状的地理意义时,可略去地球几何形状和真实形状之间的差异,而把它当作一个正球体。地球是一个不透明的球体,因接受同一光源的照射,而形成半球性的白昼和黑夜。日地距离遥远,可以把太阳光视作平行光线。当平行光线照射到球形地表时,在同一时刻,不同地点将具有不同的太阳高度。黄赤交角的存在,决定了这种高度有规律地从地球直射点向两极减小,在自转的地球上,就造成热量分布的纬度差异,从而引起地表上一切与热量有直接关系或间接关系的现象和过程,均具有纬向地带性。地球的巨大体积,使它具有强大的地心引力吸引周围的气体,保持着一个具有一定质量和厚度的大气圈。有了大气圈,才能保住水圈,形成生物圈。地球的大小,对于人类的经济活动也有影响。一方面,远距离和广大空间,曾经是人类活动的障碍,为了克服这种障碍,就必须运用最完美的技术成就;另一方面,地球的广阔面积,给人类提供了一个辽阔的活动场所。二、地球的圈层结构地球结构的一个重要特点,就是地球物质分异,形成同心圈层。(一)地球圈层结构的形成1、地球圈层形成的条件原始地球是一个接近均质的球体,那时各种物质混合在一起,没有明显的分异现象。地球的圈层分化,与地球的温度变化有密切的关系。在低温状态