地球概論

前言

地球是我們?nèi)祟惖募覉@。地球上的大氣、海洋、地殼以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)都在不斷地運(yùn)動(dòng)和演化著，不同物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)都有其特殊的動(dòng)力機(jī)制，它們都不同程度地受地球重力場、地球運(yùn)動(dòng)及其變化等各種地球內(nèi)部因素影響，也受宇宙環(huán)境中的外部因素影響。目前，地球所處的宇宙環(huán)境已得到人類極大的關(guān)注。從哲學(xué)的觀點(diǎn)來看，宇宙是無邊無際、無始無終的。從科學(xué)的觀點(diǎn)來看，宇宙有起源、有發(fā)展、有變化。所謂“科學(xué)的宇宙”，指的就是“觀測的宇宙”，即現(xiàn)在能夠觀測到的天體現(xiàn)象總和，實(shí)質(zhì)上就是總星系。對科學(xué)宇宙邊界的確定與人類的認(rèn)識水平有關(guān)，并取決于探索宇宙的手段和工具。目前人類所認(rèn)識的宇宙，充滿物質(zhì)和能量，我們把宇宙所有物質(zhì)（包括可視與不可視的）統(tǒng)稱為天體，如星系、星團(tuán)、星云、恒星、行星、衛(wèi)星、彗星、流星體、射線、星系核、黑洞等；盡管不同的天體在質(zhì)量、大小、形態(tài)特征等方面差別很大，但宇宙中的天體并不是雜亂無章的布局，而是相互聯(lián)系，并構(gòu)成級別、大小、規(guī)模不同的天體系統(tǒng)，如地月系、太陽系、銀河系、河外星系、星系團(tuán)、總星系等。從天體角度來說，地球只是宇宙中一個(gè)很普通的天體。茫茫宇宙，地球是渺小的，但對人類而言，它又是重要的、不可替代的天體。地球是人類的家園，是人類觀測宇宙的基地。若從這個(gè)意義上說，地球是“地”，而不屬于“天”；地學(xué)研究的對象是“地”，天文學(xué)研究的對象是所有天體，而地球是其中的一個(gè)特殊的天體。“地球概論”研究的是行星地球，所以“地球概論”可以看成是地學(xué)與天文學(xué)的交叉學(xué)科之一，也是地學(xué)專業(yè)必修的基礎(chǔ)課程之一?！暗厍蚋耪摗睘榈貙W(xué)其他分支學(xué)科提供地球的整體知識，而天文基礎(chǔ)知識為“地球概論”課程重點(diǎn)、難點(diǎn)的探討和深入學(xué)習(xí)提供基礎(chǔ)。本書由福建師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院的余明教授主編，參與編寫的還有首都師范大學(xué)資源環(huán)境與旅游學(xué)院的劉洪利副教授、華中師范大學(xué)城市與環(huán)境科學(xué)學(xué)院的王宏志副教授、陜西師范大學(xué)旅游與環(huán)境學(xué)院的陳林副教授、廣州大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院的謝獻(xiàn)春副教授、唐山師范學(xué)院資源管理系的沈方副教授、福建師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院的張林海老師.本書共6章及工個(gè)附錄，具體編寫分工如下：第工章，余明、劉洪利；第2章，王宏志、余明；第3章，余明、陳林；第4章，余明；第5章，余明、張林海；第6章，沈方、余明；附錄，張林海、余明、謝獻(xiàn)春。同時(shí)，為方便讀者，本書還提供了教學(xué)光盤，內(nèi)容包括課程大綱、課程PPT、課程試題庫、課程實(shí)驗(yàn)、課程參考答案、課程圖庫等。

內(nèi)容概要

“地球概論”是高等師范院校地理專業(yè)一門先行的基礎(chǔ)課，主要講授地球的宇宙環(huán)境以及行星地球整體性的基礎(chǔ)知識。具體包括兩大內(nèi)容：地球的天文學(xué)、地球的物理學(xué)。    本書首先引入天體、天球和天球坐標(biāo)的概念，從遠(yuǎn)到近地介紹與地球有關(guān)的天體系統(tǒng)(如銀河系、太陽系和地月系等)，其次簡述獲取天體信息的主要手段，再次討論日月地、日地關(guān)系以及近地環(huán)境對地球的影響，并重點(diǎn)敘述地球運(yùn)動(dòng)及其產(chǎn)生的地理意義，最后對地球整體性知識及地球的演化進(jìn)行介紹。課程實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)和常用的數(shù)據(jù)安排在附錄中。    本書可作為高等院校地理科學(xué)、資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理、生態(tài)等專業(yè)本科生的教材，同時(shí)也可供廣大熱愛地球科學(xué)的讀者閱讀、參考。

書籍目錄

前言第1章  天體及其研究方法  1.1  天體及天體系統(tǒng)    1.1.1  天體概念及主要天體    1.1.2  天體系統(tǒng)  1.2  獲取天體信息的方法    1.2.1  電磁波    1.2.2  宇宙線    1.2.3  引力子  1.3  觀測天體的主要工具和數(shù)據(jù)處理    1.3.1  天球    1.3.2  天球坐標(biāo)    1.3.3  星圖、星座和星表    1.3.4  天文望遠(yuǎn)鏡    1.3.5  天文數(shù)據(jù)的處理方法和天文軟件    1.3.6  天文圓頂、天象廳和天文臺(tái)以及虛擬天文臺(tái)  1.4  時(shí)間    1.4.1  時(shí)間計(jì)量系統(tǒng)    1.4.2  時(shí)間的種類與換算  1.5  歷法    1.5.1  編歷原則    1.5.2  歷法的種類    1.5.3  歷法的評價(jià)第2章  銀河系和河外星系  2.1  銀河系    2.1.1  銀河系的結(jié)構(gòu)特征    2.1.2  銀河系的其他特征    2.1.3  銀河系對地球宇宙環(huán)境的影響  2.2  河外星系    2.2.1  河外星系的分類    2.2.2  河外星系的光度和光譜    2.2.3  河外星系的結(jié)構(gòu)    2.2.4  河外星系的運(yùn)動(dòng)  2.3  活動(dòng)星系    2.3.1  射電星系    2.3.2  其他活動(dòng)星系    2.3.3  活動(dòng)星系核  2.4  星云    2.4.1  星云密度、質(zhì)量和成分    2.4.2  星云的種類  2.5  星系團(tuán)和總星系    2.5.1  雙重星系和多重星系    2.5.2  星系群和星系團(tuán)    2.5.3  總星系  2.6  星系的起源與演化    2.6.1  銀河系的起源與演化    2.6.2  河外星系的起源與演化  2.7  宇宙的起源    2.7.1  大爆炸宇宙模型    2.7.2  宇宙簡史    2.7.3  宇宙演化的幾個(gè)階段第3章  太陽系  3.1  太陽系主要天體的特征    3.1.1  太陽系的結(jié)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)特征    3.1.2  太陽系行星的視運(yùn)動(dòng)  3.2  太陽    3.2.1  太陽的基本概況    3.2.2  太陽結(jié)構(gòu)、能源與演化  3.3  行星、衛(wèi)星和太陽系小天體    3.3.1  太陽系八大行星    3.3.2  矮行星    3.3.3  太陽系的衛(wèi)星    3.3.4  太陽系的小天體  3.4  近地小天體對地球的影響    3.4.1  近地小行星    3.4.2  流星雨、隕星及隕石坑    3.4.3  近地彗星第4章  日月地系統(tǒng)  4.1  地月系    4.1.1  月球繞轉(zhuǎn)地球運(yùn)動(dòng)    4.1.2  月相  4.2  交食    4.2.1  日月食成因和種類    4.2.2  日月食過程    4.2.3  食限與食季    4.2.4  交食的概率    4.2.5  交食的周期  4.3  天文潮汐    4.3.1  潮汐現(xiàn)象    4.3.2  引潮力    4.3.3  海洋潮汐的規(guī)律性    4.3.4  潮汐的地理意義  4.4  日地關(guān)系    4.4.1  太陽活動(dòng)    4.4.2  太陽活動(dòng)對地球的影響    4.4.3  太陽活動(dòng)的預(yù)報(bào)第5章  地球運(yùn)動(dòng)及所產(chǎn)生的地理意義  5.1  地球運(yùn)動(dòng)的主要方式  5.2  地球自轉(zhuǎn)及其地理意義    5.2.1  地球自轉(zhuǎn)的證明    5.2.2  地球自轉(zhuǎn)的規(guī)律    5.2.3  地球自轉(zhuǎn)的地理意義  5.3  地球公轉(zhuǎn)及地理意義    5.3.1  地球公轉(zhuǎn)的證明    5.3.2  地球公轉(zhuǎn)的規(guī)律    5.3.3  地球公轉(zhuǎn)的地理意義  5.4  變化中的地球運(yùn)動(dòng)    5.4.1  自轉(zhuǎn)速率的變化    5.4.2  極移    5.4.3  地軸進(jìn)動(dòng)    5.4.4  極移和歲差的區(qū)別第6章  地球的物理特征及演化  6.1  地球的現(xiàn)狀    6.1.1  地球質(zhì)量、大小和形狀    6.1.2  地球重力及其特征    6.1.3  地球磁場及輻射帶    6.1.4  地球結(jié)構(gòu)及其特征    6.1.5  地球上的生命及成因探討    6.1.6  地球的危機(jī)及防范  6.2  地球的形成與演化    6.2.1  太陽系的形成與演化的主要假說    6.2.2  地球的形成和演化主要參考文獻(xiàn)附錄  實(shí)驗(yàn)及常用的數(shù)據(jù)  附錄A  課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與指導(dǎo)  附錄B  常用的數(shù)據(jù)

章節(jié)摘錄

插圖：（3）衛(wèi)星  指繞行星運(yùn)行、自身不會(huì)發(fā)可見光、以其表面反射恒星光而發(fā)亮的天體，如太陽系內(nèi)的衛(wèi)星。據(jù)資料，截至2009年發(fā)現(xiàn)的太陽系自然衛(wèi)星數(shù)多達(dá)150顆以上。（4）彗星  主要由冰物質(zhì)組成，以圓錐曲線（包括橢圓、拋物線和雙曲線）軌道繞恒星運(yùn)行，當(dāng)靠近恒星時(shí)，因冰物質(zhì)受熱融化、蒸發(fā)或升華，并在恒星粒子流的作用下（如太陽風(fēng)）拖出尾巴的天體。至今人們也僅觀察到太陽系內(nèi)的彗星。（5）流星體  是繞恒星運(yùn)行的質(zhì)量較小的天體，其軌道千差萬別。在太陽系中有些流星體是成群的，稱為流星群。當(dāng)流星體或流星群進(jìn)入地球大氣層時(shí)，由于速度很高，進(jìn)入地球大氣層因摩擦生熱而燃燒發(fā)光，形成明亮的光跡，稱為流星現(xiàn)象。大流星體未燃盡而降落在地面，稱為隕星。有些隕星中含有許多種礦物元素，尤其近年來還發(fā)現(xiàn)在一些隕星中存在有機(jī)物。（6）星云和星系  星云是指銀河系空間氣體和微粒組成的星際云，一般它們的體積和質(zhì)量較大，但密度較??；形狀不一，亮暗不等。在星云性質(zhì)未被了解之前，把星云分為河內(nèi)星云和河外星云兩種。據(jù)現(xiàn)代觀測手段，人類已區(qū)分出河內(nèi)星云的實(shí)質(zhì)就是銀河系內(nèi)的一些星際物質(zhì)；河外星云就是現(xiàn)在指的“河外星系”，簡稱為“星系”,梅西葉天體（Messier object，簡稱為M天體）是特指的110個(gè)星系和星云。深空天體（deep sky object，DSO）指的是天空上除太陽系天體（如行星、彗星或小行星）或恒星天體外，用肉眼難以見到，但用探測器可獲悉的弱暗星系等天體（如M31、M104等）。（7）星際物質(zhì)  恒星之間的物質(zhì)（除包括星際氣體、星際塵埃和各種各樣的星際云外，還包括星際磁場和宇宙線），統(tǒng)稱為“星際物質(zhì)”。在現(xiàn)代天體物理研究中，星際物質(zhì)越來越受到人們重視。（8）人造天體  在1957年人造衛(wèi)星上天以后才有的天體，包括現(xiàn)有人造衛(wèi)星、宇航器（宇宙飛船）和空間站等。雖然有的人造天體已解體，失去設(shè)計(jì)時(shí)的功能，但每一塊小碎片（宇宙垃圾）仍然是人造天體（有人稱之為“銥星”）。據(jù)估計(jì)現(xiàn)運(yùn)行在宇宙空間的人造天體已有上萬個(gè)，為避免碰撞，目前一些國家已開始對它們進(jìn)行監(jiān)測。（9）可視天體和不可視天體（暗物質(zhì)）  在宇宙中存在大量的物質(zhì)和能量，人類把看得見的（在可見光波段）稱為“可視天體”，看不見的稱為“不可視天體”或“暗物質(zhì)和暗能量”。據(jù)現(xiàn)代天文研究，宇宙中存在大量暗物質(zhì)與暗能量。

編輯推薦

《地球概論》編輯推薦：可讀性強(qiáng)。圖文并茂，深入淺出，簡明易懂。系統(tǒng)性強(qiáng)。全面介紹地球的宇宙環(huán)境，內(nèi)容組織科學(xué)系統(tǒng)。簡明性強(qiáng)。以基本理論與方法為主線，內(nèi)容簡明扼要，重點(diǎn)突出。實(shí)用性強(qiáng)。強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實(shí)際，兼顧教學(xué)與自學(xué)，配套電子光盤。即可作為高等院校本科生教材，也可供相關(guān)人員參考。

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