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一、地球古今談 (1-1 古今對地起源和演變的看法 ((一) 地球起源的神話 (中國西漢《淮南子.天文訓 》:宇宙在虛無飄渺中產生→輕清者飛揚成天、…
一、地球古今談
1-1 古今對地起源和演變的看法
(一) 地球起源的神話
- 中國西漢《淮南子.天文訓 》:宇宙在虛無飄渺中產生→輕清者飛揚成天、重濁者聚結成地、天地之精華形成陰陽氣、陽氣精華形成太陽、陰氣精華形成月亮→日月形成→剩餘之氣形成星辰
- 中國三國徐整《三五歷記 》:盤古開天闢地 - 盤古在一片混沌中雙手撥出天地、頂天踩地、日長一丈 →天日高一丈、地日厚一尺(自然萬物均源自盤古)
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- 西方哥白尼日心說:太陽為宇宙中心、行星以圓形軌道繞太陽公轉
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(三) 近代普遍接受的星雲說
- 原始星雲→受自身引力收縮→中央密集處形成太陽、周圍形成一個氣體圓盤→原始太陽、行星系統
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(四) 古代中國對宇宙形狀的想法
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- 渾天說:渾天如雞子、天體圓如彈丸、地如雞子中黃孤居於內,天大地小、天表裏有水、天之包地猶殼之裏黃。
- 宣夜說:宇宙無固定形狀、天體漂浮在虛空中 互相遠離→受「氣」影響而運行移動 進退不一
1-2 地球的外貌
(一) 古代證明地球是圓的
- 船隻駛離:先 - 船身隱沒到地平線以下、後 - 桅桿消失
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(二) 古人測量地球大小
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- 夏至正午陽光直射 賽伊尼 一口水井底部(位23°N)
- 夏至正午 位賽伊尼北方的亞力山卓 陽光與立柱夾角7.2°(30.7°N)
- 7.2°/ 360° = 1/ 50 →此二城市之間距離(當時測量為800 km)為地球圓周的1/ 50→用圓周率計算地球圓周長、半徑(和今日精密測量數據非常接近)→2πR = 40000 km→R ≌ 6370 km
(三) 重力推測地球形狀
- 單擺週期T = 2π √ L / g ( L / g 在根號裡)→當擺長(L)固定→單擺距地心越遠→重力加速度(g)越小→週期(T)越大(即擺動越慢)
- 地球為略呈扁平之橢圓球體:赤道半徑較長、極半徑較短→赤道距地心較遠、重力加速度值較小
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- 一個在巴黎(49°N)報時準確的鐘→在蓋亞那(5°N)慢了2分半(過了同樣長的時間 但擺不完同樣的次數)→越近赤道 重力加速度值越小
(四) 現代測量地球形狀方法
- 衛星飛行受重力影響→軌道呈不規則狀→用地面追蹤站觀測人造衛星飛行軌跡→測出地球表面重力變化情形
- 重力模型分析地球形狀→梨形→北極附近高出橢圓球10多公尺、南極附近凹入20多公尺
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- 大地基準面:以全球平均海水面的重力值當參考 畫出的封閉曲面
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1-4 曆法源自於日、月、地之相對運動
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(四) 現行的曆法
- 分類:太陽曆(陽曆) - 以太陽運行週期為依據、太陰曆(陰曆) - 以月亮運行週期為依據、陰陽合曆 - 同時考量月亮和太陽的運行週期
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- 清明為24節氣之一(國曆4/4 - 4/6之間)、雨水前的第1個朔日為正月初一
1-3 地殼均衡
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(二) 地殼的升降
- 斯堪地那維亞半島、加拿大北部:1萬多年前冰期受冰川覆蓋→複冰融化→陸地承受重量減小→現每年1 cm速度上升
- 地層受風化、侵蝕、搬運作用→表層岩石被移走→長期作用 必殼變薄→減少對下方地殼壓力→下方地殼抬升→原在地殼內部之岩石 如花崗岩類 出露到地表
1-5 陽曆反映季節更替
(一) 季節形成天文因素
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- 地球自轉軸傾斜→太陽入射角變化、日照時數變化→季節變化
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- 晨昏線(晨昏圈):由晨線、昏線(各半圓弧)組成、它在行星表面劃出白晝黑夜的交界線(亦稱灰線)
- 日出(日沒)時刻:因大氣折射→以太陽盤面中心在地平線下50角分(1° = 60角分)的位置為準(太陽視半徑為16角分)→即使為春分、秋分→日出至日沒為12小時7分左右
(二) 24節氣反映季節變化
- 經驗產物:結合長期天文觀測、長期氣候資料、長期物候知識和農事活動之需求
- 在地球繞太陽公轉之軌道 以春分點為基準點 360°分24等分→反映季節變化
- 黃河、長江流域發展出→名稱、代表意義不一定符合各地狀況
- 屬陽曆 每個節氣在陽曆日期變化小→上半年節氣在每月6日、21日前後 下半年節氣在每月8日、23日前後(有可能誤差1、2日)
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- 立春→雨水(農曆1月特徵)→驚蟄→春分→清明→穀雨→立夏→小滿→芒種→夏至(→遠日點)→小暑→大暑→立秋→處暑→白露→秋分→寒露→霜降→立冬→小雪→大雪→冬至→(→近日點)→小寒→大寒(斜體為中氣)
- 中國以立春、立夏、立秋、立冬為四季之始 西方以春分、夏至、秋分、冬至為四季之始
- 為分析方便→農曆1 - 3月為春季、國曆12 - 2月為冬季(依序推論)