单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第五章 地球和月球,East China Normal University,第五章 地球和月球East China Normal Uni,1,East China Normal University,第十一节 日食和月食,一、日月食和天体的影锥,影锥分类,本影：在太阳照射下，地球和月球都在背太阳方向拖着一条很长的影子，它主要部分是一个以其顶端背向太阳的会聚圆锥，太阳光辉全被遮蔽。,East China Normal University第十,2,半影：在影区内，得到部分的太阳光辉。,伪本影：在半影、本影的延伸部分，是一个与本影同轴而反向的发光圆锥，得到太阳边缘部分光辉。,半影和伪本影的不同部分，明暗程度不同：愈接近本影，愈阴暗；离本影愈远，日轮被遮蔽程度愈远，愈明亮。,East China Normal University,半影：在影区内，得到部分的太阳光辉。East China N,3,本影长度,天体半径愈大，距离愈远，其影锥愈长；,地球本影平均长度：1 377 000km；,新月时，,月影平均长度：374 500km（略小于月地平均距离）。,East China Normal University,本影长度East China Normal Universi,4,二、日月食种类,日食种类,日全食：月球本影笼罩的地面；,日环食：月球伪本影笼罩的地面；,日偏食：月球半影笼罩的地面。,月食种类,月全食，月球全部隐入地球本影；,月偏食，月球部分进入地球本影；,无月环食。,月食的动态演示,East China Normal University,二、日月食种类月食的动态演示East China Norm,5,日月食过程,日食过程：月轮向东赶超并掩蔽日轮的过程,月球和太阳都在天球上向东运行，月球以恒星月为周期，速度为1310,/日，太阳以恒星年为周期，速度为59/日，显然，月球以1211,/日的速度，自西向东追赶太阳和地球的本影。,East China Normal University,日月食过程East China Normal Univers,6,日食从日轮西缘开始，于东缘结束；,月食过程：月轮向东赶超地球本影，从而被掩的过程；,月食从月轮东缘开始，于西缘结束；,全食的三个阶段：,偏食,全食,偏食（日环食没有全食阶段）,East China Normal University,日食从日轮西缘开始，于东缘结束；East China Nor,7,全食的四个食相：,初亏,食既,（食甚）,生光,复圆（偏食没有食既和生光）；,食甚：日食和月食过程中，月轮中心与日轮地本影截面中心最接近的瞬间,；,食,分,：食,甚,时,月轮或日轮,的被“食”程度。（以日月视直径为单位）。,East China Normal University,全食的四个食相：East China Normal Univ,8,图5-1 日全食的过程（一）,此图在假定日、月没有周日运动条件下，表示同一地点所见的日全食过程。,East China Normal University,图5-1 日全食的过程（一）East China Norma,9,月球向东赶超太阳的运动，是在二者各自向西周日运动过程中发生的，具体情况又因纬度、季节和南北半球而不同。,1.天赤道向南倾斜，天北极为仰极，可知是在北半球；2.天赤道与地平圈交角为当地余纬，故纬度为45,N；,3.,太阳周日圈(赤纬)在,天赤道以南，故北半球正值冬季；4.日、月正在向西方地平下落，可见时间接近傍晚。,图5-2 日全食的过程（二）,East China Normal University,月球向东赶超太阳的运动，是在二者各自向西周日,10,日 全 食,日食的带食而没,East China Normal University,日 全 食日食的带食而没East China Normal,11,图5-3 月全食的过程（假定地球影锥在天球上的位置不动）,East China Normal University,图5-3 月全食的过程（假定地球影锥在天球上的位置不动）Ea,12,四、日月食的条件,日食条件：日月相合于黄白交点或其附近,月食条件：日月相冲（望）于黄白交点或其附近,East China Normal University,四、日月食的条件East China Normal Uni,13,图5-4 日月食的条件：交点附近的朔和望,East China Normal University,图5-4 日月食的条件：交点附近的朔和望East China,14,五、食限和食季,食限,日月两轮相切时，黄白交点到日轮中心的一段黄经差，叫日食限。（若以日月相冲取代日月相合，以地球本影截面取代日轮，则为月食限）；,食限的大小取决于黄白交角、日地距离和月地距离；,East China Normal University,五、食限和食季East China Normal Univ,15,图5-5 日食限,日月两轮项切时，自黄白交点至日轮中心的一段黄道弧长，即此刻日轮中心与邻近的黄白交点的黄经差。,East China Normal University,图5-5 日食限East China Normal Univ,16,黄白交角愈大，日食限和月食限愈小；,月地距离愈大，月轮的视半径愈小，日食限和月食限愈小；,日地距离愈大，则日轮的视半径愈小，日食限愈小；但地影截面的视半径却增大，因此月食限愈大；,日食限,月食限（不计半影食）。,East China Normal University,黄白交角愈大，日食限和月食限愈小；East China No,17,食季,太阳经过食限的一段时间叫食季，大体上说，一年有两个食季，相隔约半年；,食限愈大，食季愈长。根据食限的大小和太阳周年运动的速度（59/日），可以推算食季的约略日数；,就全球而论，发生日食的次数比月食多，对一地而言，见到月食的次数远多于日食。,East China Normal University,食季East China Normal University,18,六、日月食的周期,沙罗周期,与日月食相关的天文周期，如朔望月、交点月、交点年和近点月的共同周期(最小公倍数)，称为沙罗周期；,沙罗周期长6 585.32日，合18年11.32日；,East China Normal University,六、日月食的周期East China Normal Uni,19,经历一个沙罗周期后，日、月、黄白交点三者相对位置及月地距离远近，长度相同,；,一个沙罗周期内，大体上有相同次数和种类的日、月食,；,每一次日月食，都要在一个沙罗周期后重复出现,。,East China Normal University,经历一个沙罗周期后，日、月、黄白交点三者相对位置及月地距离远,20,沙,罗周期没有绝对意义,非太阳日的整数倍，对应的二次日、月食不发生在同一日内的同一时刻,；,非严格地等于交点月、近点月和食年的整数倍，对应的日、月食只是大同小异，并非完全一样,；,总之，,未包括同日月食有关的全部因素,；,不能代替日月食的具体推算。,East China Normal University,沙罗周期没有绝对意义East China Normal Un,21,第十二节 海洋天文潮汐,一、潮汐现象,潮汐涨落,从局部地区看，潮汐是周期性海面升降；,涨潮和落潮：周期是半太阴日（约12时25分）,East China Normal University,第十二节 海洋天文潮汐East China Normal,22,潮差：,高潮和低潮的水位差,；,大潮和小潮：,潮差最大时和最小时的,潮汐,；,波和潮流：海面垂直升降和海水水平流动,。,East China Normal University,潮差：高潮和低潮的水位差；East China Normal,23,地球的潮汐变形正球体变成长球体,太阳对地球的引力，整体上为地球绕转太阳提供向心力,；,地球各部分受“差别吸引”，使它发生潮汐变形,；,同理，月球的“差别吸引”，使地球在绕转月地共同质心中发生潮汐变形。,East China Normal University,地球的潮汐变形正球体变成长球体East China No,24,图5-6（上）太阳的引力使地球不断地从它的惯性直线路径“落入”自己的轨道。,图5-7（下）潮汐变形,East China Normal University,图5-6（上）太阳的引力使地球不断地从它的惯性直线路径“落入,25,引潮力,引潮力及其分布,：,引潮力是一地所受天体引力同全球平均引力的差值；,正反垂点的引潮力最大。,引潮力方向：两头（垂点）向上，中间向下；,潮汐隆起：向月（日）为顺潮；背月（日）为对潮。,East China Normal University,引潮力East China Normal Universit,26,图5-8 引潮力及其分布,细箭头为平均引力，粗箭头为实际引力，双线箭头为引潮力。引潮力=实际引力 平均引力。正反垂点的引潮力最大。,图5-8 引潮力及其分布,27,图 5-9 引潮力的水平分力都指向正反二个垂点，并在那里形成二个潮汐隆起，使地球由正球体变成长球体。,图5-10正反垂点的引潮力向上，中间的引潮力向下，地球由正球体变成长球体。,East China Normal University,图 5-9 引潮力的水平分力都指向正反二个垂点，并在那里形,28,引潮力的因素,对正反的正反垂点而言，引潮力的因素有三：天体质量,m,，天体距离,d,和地球半径,r,；,引潮力公式的导出：,按引力定律，在正反垂点所受引力分别为：,East China Normal University,；,引潮力的因素East China Normal Univer,29,East China Normal University,正垂点的引潮力为：,与d相比，,r,值是很小的。为简便起见，分子分母 均略去括号内的,r,，使得,同理反垂点：,East China Normal University正垂,30,引潮力的大小，同天体距离的三次方成反比；,上述公式不是引潮力普遍公式，且是近似的，但可以用比较太阴潮和太阳潮的相对大小；,公式中2，,G，r,都是常数，不同天体的引潮力大小，仅取决于天体的质量,m,和距离,d,；,太阴潮太阳潮（2.2：1）。东汉王充“涛之起也，随月盛衰”。,East China Normal University,引潮力的大小，同天体距离的三次方成反比；East China,31,三、海洋潮汐的规律性,潮汐的基本周期,每太阴日二次高潮和二次低潮,；,每朔望月二次大潮和二次小潮,；,逢朔望发生大潮（初一、月半）；,逢上下弦发生小潮（初八、廿三）。,East China Normal University,三、海洋潮汐的规律性East China,32,图5-11 潮汐的基本周期：每太阴日二次高潮和二次低潮,图5-12（上）逢朔望发生大潮（下）逢上、下弦发生小潮,图5-11 潮汐的基本周期：每太阴日二次高潮和二次低潮图5-,33,潮汐的复杂性,日潮不等,：若月球赤纬不等于零，它的两个垂点分居南北两半球，以致同一纬度（除赤道外）的顺潮与对潮有所不同，造成一日内二次高潮之间的差异；,回归潮：月球赤纬,愈大，日潮不等愈显著，赤纬最大（,2835,）时发生的潮汐；,半日潮：在赤道上，一太阴日内有等高的二次高潮和低潮，间隔均匀；,East China Normal University,潮汐的复杂性East China Normal Univer,34,全日潮：其它日期，在,90,范围内，纬线全线位于顺潮（或对潮）半球内，以致那里每太阴日只有一次涨潮和落潮；,混合潮：在其它纬度带，每太阴日虽有二次涨潮和落潮，但高度有所不同，涨（落）潮