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地球古今談 (季節形成的天文因素(北半球) (夏至 (太陽直射北回歸線, 北半球晝長夜短, 北半球夏季, 北極圈永晝, 東偏北升,西偏北落), 秋分…
地球古今談
季節形成的天文因素(北半球)
夏至
太陽直射北回歸線
北半球晝長夜短
北半球夏季
北極圈永晝
東偏北升,西偏北落
秋分
太陽直射赤道
各地晝夜等長
夏轉冬
北極點永夜開始
正東升,正西落
春分
太陽直射赤道
各地晝夜等長
冬轉夏
北極點永晝開始
正東升,正西落
冬至
太陽直射南回歸線
北半球晝短夜長
北半球冬天
北極圈永夜
冬偏南升,冬偏南落
因為閏年,所以上述日期可能發生在前後一日
季節變化是因為自轉軸的傾斜
太陽入射角越接近直射,單位面積分配的能量越大
赤道地區全年晝夜等長
北半球夏天,緯度越高,白晝時間越長
二十四節氣(反映季節)
從黃河、長江流域發展出來的
節氣名稱與其意義不一定符合各地
以春分點為基準點,將地球公轉軌道分繩二十四等分
屬於陽曆
為長期的天文觀測,長期的氣候資料,長期的物候知識及農業活動需求所結合的
節氣在陽曆上的每月日期上變化小
地球外貌
證明
地球是圓的
船隻駛離時(一)
隱沒於地平線下
看不見桅桿
古人看平原or海面時(二)
略呈弧形
月蝕時(三)
地球投映在月球上陰影邊緣
成弧形
往北走時(四)
北極星仰角
漸大
麥哲倫船隊繞地球一周(五)
測量
地球的大小
同時間,賽伊尼北方的亞立山卓的石柱與陽光夾7.2度(位於北緯30.7度)
希臘哲學家 艾拉托斯特尼
發現夏至正午賽伊尼的一口水井可被太陽直射(位於北緯23.5度)
7.2/360=1/50,所以兩城市距離為地球的1/50
與現代精密測量的數據非常接近
推測(以重力,以前)
地球形狀
以單擺週期計算,擺長固定時,單擺距地心越遠,g越小,T越大,擺動越慢
地球為微扁平的橢圓球體,赤道半徑大,極半徑小,所以赤道g較慢
巴黎在N49度,g較大;蓋亞在N5度,g較小。所以巴黎的擺鐘比蓋亞的快
測量(現代方式)
地球形狀
以重力模型分析,接近梨狀,北極高出十多公尺;南極凹入二十多公尺
以人造衛星飛行的軌跡,測出地表各處重力變化
不同精確度所觀察出
精確至公里的測量
橢圓球體
赤道半徑6378km;極半徑6357km。扁平率1/298
以橢圓球體為基礎,誇大差別
梨形
北極高出十多公尺;南極凹入二十多公尺
從太空,肉眼觀察
正球體
因扁平率極低
曆法的來源:日地月相對運動
月的由來
朔望月
「望」到「望」or「朔」到「朔」的週期
繞地球公轉約390度
時間長度29.53日
陰曆的一個月
恆星月
月球繞地球公轉,以無限遠恆星為參考點
繞地球公轉360度
時間長度27.32日
年的由來
回歸年
地球繞太陽公轉一周or太陽連續兩次通過夏至點(冬至點)經過的時間
時間長度365.2422日
北回歸線上,北夏至正午影子最短,冬至影子最長
日的由來
太陽日
太陽通過中天兩次所經過的時間
地球自轉361度
真太陽日
一年中每個真太陽日不等長
每日經過時間不同
平均太陽日
每個真太陽日的平均值
經過24hr
恆星日
同一恆星通過中天兩次所經過的時間
地球自轉360度
經過23hr54min
現行曆法
太陰曆(陰曆)
回曆
一年12個朔望月(29.53日)
30年11閏(平354日、閏355日)
反映月相
陰陽合曆
農曆
以朔望月為一月接近回歸年
19年7閏(閏年13個月)
反映月相、季節(有二十四節氣)
太陽曆(楊曆)
西曆、國曆
回歸年為一年
四年一閏
反映季節
地球起源神話
中國
西漢
《淮南子 天文訓》
三國
徐整《三五歷記》
西方
西方宗教神學 創世說
哥白尼 「日心說」
太陽系起源
行星物質來源
災變說
已被放棄
星雲說
有觀測證據支持,普遍被接受
行星形成方式
支持星雲說的現象
太陽&行星都會自轉
大多數行星自轉&公轉同方向
都以同一方向繞太陽公轉
公轉軌道接近同一平面
公轉軌道接近正圓形
星雲說(康德&拉普拉斯)
19th普遍接受,but現在不接受。因為星雲收縮是受萬有引力,非冷卻。導致核反應
柯伊伯 原始行星說
星雲物質受重力作用聚集在中央
距太陽近,固體,類地形星距太陽遠,氣體,類木行星
霍伊爾 星雲說
萬有引力作用,收縮
形成圓盤狀
中心收縮形成太陽
質量大向內,類地行星質量小向外,類木行星
近代所接受的星雲說
原始星雲
周圍形成氣體圓盤
行星系統
因自身引力收縮,中央形成太陽
原始太陽
行星形成方式
類地
可能是微行星相互碰撞聚合而成
類木
於類地行星外側,有部分密度高產生局部氣體收縮而成
小行星&彗星
微行星形成行星的中間產物
地殼均衡
內部構造
山根的發現
實際
實際上,鉛垂腺會在AB之間,因為有密度較小的山根在地底
平原
無山脈在旁,則鉛垂線垂直地面(A點)
僅受地表質量影響
有山脈在旁,則鉛垂線往山脈靠(B點)
地殼均衡學說
因為山根密度小,所以要有相對的厚度,產生相同壓力
就像浮在水上的木塊,表面露出越多,底下扎越深
地球內部同一深度,所受壓力應該相同
重力均衡模式比較
普拉特
無山根
越高地塊,密度越小
各地塊密度不同
(例)北美洛磯山脈,山與平原地殼厚度相似,無山根
艾瑞
山越高,山根越深
(例)多數造山帶都有山根
有山根
各地塊密度相同
地殼的升降
北歐的斯堪地那維亞半島&加拿大北部,冰期時曾受冰川覆蓋,富冰溶化後,重量減少,現今每年以1cm的速度上升
因風化&侵蝕&搬運,導致地殼變薄,下方地殼因此抬升,地殼內的花崗岩得以露出