国家地理宇宙中的地球

『壹』 凝视地球的光芒作者在太空中看到了哪些国家

晚上，从太空中望一眼日本，就发现人类文明显然集中在水边。日本岛的形状被一圈灯光很好地勾勒出来。晚上，东京湾是如此灯火辉煌，以致于我甚至能用肉眼看到向海中延伸的船坞。

作为在“和平”号空间站上的美国科学项目的组成部分，我得给地球摄影。尽管费时费力，地球观察研究是我喜爱的工作。

与我其他的实验器材一起，我从亚特兰蒂斯号带来了满满几包胶卷和照相机。大多数时候，我使用低速的正色胶卷。我的前任宇航员在“和平”号空间站上进行的早期胶卷试验表明，高速胶卷曝露于射线之下极易受损，底片也容易呈雾状。另外，我也带来一些水果罐头大小的金属罐头，里面装满了各种其他商标与速度的胶卷。

作为我在“和平”号空间站上进行的最不具挑战性的试验，我仅需要在任务期间保存好这几罐胶卷，然后等到我在空间站五个月的工作结束，就把先前保存的所有胶卷带回地球。在地球上，这些胶卷会被分析，从而判定那种类型的胶卷能以最小的质量耗损胜任持久的太空旅行。根据评估结果，我们就能确定在以后任务中使用的最好类型的胶卷。

对于所有的地球观察研究，我使用70毫米的胶卷。为了配合超过一万张的标准ASA 100，70毫米的正色胶卷，我还带着70毫米的红外线胶卷。红外线胶卷对从地球轨道穿透丛林地区上空的薄雾特别有用，因而能够显示雨林砍伐及恶化的程度与进程。

大多数的舱内摄影都采用35毫米的可视胶卷。我也带了专用胶卷以满足特定的科学实验的要求。举例来说，尽管我们充分考虑到胶卷在轨道上会降低一些质量，我仍使用了一种较快速度的胶卷，在空间站低亮度的条件下拍摄火势蔓延实验。两台摄相机和足够数量的随地记录活动情况的HI-8胶卷则扩充了我的照相器材。

考虑到这大量的胶卷以及不想在临近飞行结束时胶卷不足，我从任务一开始就规划我的胶卷使用。举个例子，我知道我要拍摄任务结束时航天飞机抵达“和平”号空间站接我的情景。这一景象除了具有纯粹的美感之外，对地球上的工程师们也会有可操作的重要性。研究这些照片，并将其与航天飞机着陆后进行的检查结果相比较，专家们就能确定在飞机再次进入大气层之前或之时，是否发生不可解释的微小变化。举例来说，如果发现机翼表层下的精细瓦片被破坏，专家们能够通过检查照片，精确指出破坏发生的时间段。具备了这一额外信息，对将来飞行中出现此种情况的预防就前进了一步。

尽管在飞行中保留一定数量的胶卷很重要，我不希望在任务结束时我手头还有多余的胶卷。

在亚特兰蒂斯号上存储空间很宝贵。地球上的科学家们理应得到他们想要的照片。我决心每卷胶卷都拍到最后一张。从起飞时规划胶卷的用途开始，我就意识到一万张照片是很大数量，我得勤奋地工作，不仅要拍一万张照片，而且要一万张有价值的照片。

因此，我不应该仅仅是一个挎着照相机和带着独特眼光的观光者。幸运的是，在密歇根当我还是个孩子的时候，就没有疏远过地图。全家度假时，通常是去加利福尼亚，然后一家七人挤在爸爸的福特汽车里返回的整整三周的旅行中，我是当仁不让的领路员。家里我的书架上摆满了《国家地理》。遥望窗外，目睹地球的种种奇观，在我看来是难得的特权。

实际上，在被指派去“和平”号空间站后，我就确立了一个个人目标，要成为一个世界级的地理学家。我要利用这个机会给予我的优势——在全世界上方观察。在起飞前，我仔细研究地图，浏览先前航天飞机拍摄的照片。一有机会，我就会拜访地理学家、海洋学家和其他一些地球科学方面的专家，以便获悉他们最新的研究成果。我研究那些用圆点标明已经被拍摄过太空照片的地点的散点图。

散点的分布证明了被注意的程度。美国像一团墨汁那样显眼——圆点是如此的集中。然而这一点并不奇怪，主要由美国宇航员组成的机组人员，当然会给美国拍摄比世界其他地区都多的照片，这种偏爱的程度说明了世界各地的差别是很巨大的。根据个人经验，我知道不从太空拍摄自己的国家和家乡是很困难的……不，是不可能的。家就是家。尽管我竭力克制，我还是偏好五大湖。密歇根的下半岛，真像是由一个带手套的巨人，推倒了那部分的土地而形成的。我毫不羞愧地断言，我给家乡密歇根州——包括上下半岛拍了一些最好的照片。

另外，大多数人了解美国地理，但如果我们有人曾听说阿拉木图就很幸运了，更别提能在地图上指出它的位置。同样，大多数人都知道地中海地区的地理情况，如散点图所示，它也是飞机摄影所钟爱的目标。吸引宇航员按下快门的一大优势是，地中海通常是万里无云的天气，使得该地区一贯易于观察。意大利这只靴子，说实在的，真像只靴子。整个地中海地区的历史重要性对西方人而言，是有实质意义的。是的，我也无法抑制拍摄尼罗河三角洲、希腊半岛和HOLY LAND。有谁能不这么做呢？

过去航天摄影的散点图上，美国和地中海地区的圆点密集程度最高，然而，亚洲的内陆区域却看似一片空白，只有这里或那里几个零星散落的点。实际上，所有的内陆，即各洲的内陆区域，按比例而言都是拍摄不足的，而海滨地区却是拍摄过度的。

毫无疑问，如果有人除去散点图下原来的地图轮廓，几乎没有什么会遗失。各洲可以凭借海岸线上密集的点来划分界限。白天，从轨道上看，蓝色海洋与黄褐色陆地之间的反差，很有视觉上的吸引力，这种对照也提供了容易分辨的陆地标志。旧金山海湾一眼就能被找出来，而寻找处于心脏地带的得梅因，爱阿华就困难得多。因为旧金山更容易确认，所以宇航员们就更频繁地将相机对准海湾地带。

晚上，从太空中望一眼日本，就发现人类文明显然集中在水边。日本岛的形状被一圈灯光很好地勾勒出来。晚上，东京湾是如此灯火辉煌，以致于我甚至能用肉眼看到向海中延伸的船坞。神秘、神圣、因而未开发富士山，在灯海的包围中像个黑色的圆圈一样突出。加拿大和中西部城市的灯光，则为五大湖镶了一道边。美国东部海港，从巴尔第摩到纽约城到波士顿，光亮度更强更集中。密西西比河沿岸的居住点，就像一串珍珠，穿过美国中部，被包围在内陆的黑色夜幕之中。

与阿波罗号的宇航员不同，他们在往返月球的途中，能够观测到地球的整体，而我在任何一个特定时间都仅能看到地球的某些部分。随着“和平”号空间站的轨道在距离地球200英里至300英里的范围内变动，可视范围也发生变动。当我们飞行高度降低接近地球表面时，我能看到更多细节，但视野较窄；飞行高度增加时细节少，视野宽。但无论怎样，任何时候，我都是处于地球某一点的正上方。

通常情况下，我能够清楚地看见相当于美国本土面积一半的区域。举例来说，在一个无云的夜晚，当“和平”号空间站的轨道使我处于波士顿正上方时，我向北能看见新大陆，向南能看见佛罗里达，并且能看到灯火勾勒出的整个佛罗里达半岛。五大湖岸边的多伦多、克利夫兰、底特律、密尔瓦基和芝加哥都显而易见。明尼阿波利斯、圣路易斯、孟菲斯和新奥尔良在伟大的密西西比河畔熠熠放光。科珀斯克里斯蒂，休斯顿、木比耳和彭萨科拉则勾画出墨西哥湾。那一刻，我却看不见伦敦的灯火。我必须再等待十分钟左右才能看见欧洲。

尽管是匆匆一瞥，我还是能看到微小的细节：伟大的横跨上下密歇根半岛海峡的和平桥，苏伊士运河，金字塔，在英吉利海峡昼夜穿梭的船只。遗憾的是，我从未见过中国的长城，因为中国总是笼罩在某种雾气当中。城市过度拥挤造成的严重污染以及处于蒙古利亚下方的不利位置是造成雾气的原因。在蒙古，连续几个月中，我目睹了几百场大火，都是人们为了将林场变成农场而在烧毁森林。那烟幕如果没有上千英里，也有几百英里，向东一直蔓延到中国海。我怀疑就算空气是洁净的，由于城墙的颜色与周围环境的反差很小(它大部分是用当地材料建成的)，要将长城与环境区分开来也很难。

透过250毫米的照相机镜头，我能看见州际高速公路，仿佛黑色的带子在白雪覆盖的大地上蜿蜒。通过从南到北拍摄全景，我能回顾曾经沿着I-75从密歇根开车到佛罗里达的路线。真是难以置信！

除了轨道高度，另一个决定观测区域大小的重要因素与飞船的轨道倾斜度，或者是其飞行路径相对于赤道的倾斜度有关。倾斜度在发射时就已经确定了。从佛罗里达正东发射，飞船的倾斜度是28度。28度倾斜相当于覆盖从北纬28度至南纬28度的地表狭长地带。以这个倾斜度起飞的飞船决不会直接位于超过这个狭长地带的纬度的地表的上空——不会比埃及更北，也不会比巴西更南。尽管向一个更北的方向发射能够提高倾斜度，这必须付出代价：提高轨道速度需要额外推力。

使火箭的发射地点尽可能地接近赤道，然后向正东发射，可以提高初始速度。这样做的话，火箭就从地球的自转中获得一些自由速度。那就是说，旋转的天体能帮助将火箭送入太空。

因为任何旋转球体的赤道地带的点运动速度最快，能比更北或更南的点产生更多的自由速度，所以美国宇航局将发射地点选在佛罗里达而非缅因州，并不是一种巧合。同样的，俄罗斯的发射地点在哈萨克斯坦而非俄罗斯正中，也不是巧合。这种自由初始速度降低了对火箭引擎自身制造全部速度的要求。

『贰』 地球与宇宙空间的相关资料

演化着的宇宙
宇宙有没有起源和终结，它是永恒的还是演化的，各种文明都有自己的解释。在中国有盘古开天地的传说，在西方有上帝创造宇宙的传说。在很长的一个历史时期中，“天不变，道亦不变”的宇宙观由于符合封建统治者的利益而得到广泛传播。17世纪以后，各门自然科学的飞速发展，不断冲击着这一僵化自然观的统治地位。直到20世纪，以众多观测事实为依据的科学的宇宙起源和演化理论才正式宣告诞生。
20世纪20年代以后，天文观测发现银河系以外的天体都在远离我们而去，这说明宇宙是膨胀的。美国天文学家哈勃总结后退的速度与距离的关系，距离越远后退的速度越快，这就是哈勃常数。现在的哈勃常数为1.7×10-18～2.3×10-18 cm/s，即宇宙半径增加1 cm，后退速度增大1.7×10-18～2.3×10-18 cm/s。用这个值往前推，宇宙在150亿～200亿年以前半径为零。这就是说宇宙由于某种原因，在150亿～200亿年前发生了一次大爆炸，开始形成。60年代发现的类星体，认为是宇宙早期天体，它们处于宇宙的边缘。它们的距离大约在150亿～200亿光年。
早在20世纪30年代初期，有人根据大爆炸理论计算出，大爆炸后最初几分钟，宇宙就像一颗氢弹爆炸时产生的火球，处处充满了温度高达10亿K的光辐射。随着宇宙的膨胀，辐射温度不断降低。作为这种过程的遗迹，当时宇宙中应存在温度约为5 K的背景黑体辐射（由于这种辐射的峰值波长在1 mm附近，处于微波波段，故又称为微波背景辐射）。60年代中期，美国贝尔电话实验室的彭齐亚斯和威尔逊，发现全天各方向都有相当于2.7 K的微波辐射。30年前是用宇宙半径为100亿光年计算的宇宙平均温度为5 K，若用150亿光年计算，与2.7 K更接近。这个结果有力地支持了宇宙大爆炸理论。
宇宙是否要永远地膨胀下去？有的科学家认为目前宇宙的平均密度还未达到宇宙的临界密度，宇宙可能要继续膨胀下去；有的科学家认为宇宙中有大量的隐物质，如看不见的暗星云和黑洞等，加上这些物质，宇宙的平均密度就要比临界密度大了。宇宙迟早会收缩，这样的宇宙是一个脉动的宇宙，膨胀、收缩、再膨胀、再收缩，周而复始地继续下去。
天文学与人类
远古时代，游牧民族逐水草而迁徙需要辨别方向，农业民族按时令播种需要确定季节。在年复一年的长期实践中，他们逐渐发现了这些影响自己生活的大事与日月星辰等天文现象之间的密切关系。巴比伦的泥碑、埃及的金字塔、中国殷墟的甲骨文里，都留下了天文学诞生时期的丰富例证。在以后几千年的发展进程中，天文学对人类文明的进步一直做出巨大贡献。16世纪哥白尼的日心说使自然科学第一次从中世纪神学的桎梏下解放出来。17世纪伽利略、牛顿为研究太阳系天体运动规律而建立的经典力学体系，至今仍是现代工程学（包括宇航科学）的基础。20世纪30年代对太阳和恒星内部结构和能源的研究导致了热核聚变的概念，为人类利用核能提供了启迪。特别是近半个世纪以来，人类探索宇宙的热情有力地推动了遥测遥控、空间技术、计算机等一系列高新技术的发展，并使之直接服务于全球通讯、资源调查、气象预报等国民经济部门，而这些技术在天文上的应用则使人们对宇宙的认识突飞猛进，第一次有可能用统一的原理来说明从基本粒子到化学元素、从星系到恒星、从太阳到地球、从原生物到人的长达上百亿年的演化史。
地球生命和地外文明
这个问题使许多人感兴趣，并引起了许多科学幻想的故事，然而在这个问题上至今还有许多谜。
地球上的生命之所以产生，是因为地球在太阳系中特殊的位置和太阳长时间稳定造成的，主要包括以下条件。
1．有必要的物质组成，能合成有机物的碳、氢、氧、氮等元素。
2．生命需要适中的光和热，温度过高，碳原子的化学键被破坏；温度过低，又会使生命过程停顿。
3．有液态的水，这是生物体绝对不可缺少的组成部分。
4．有大气。大气有三个作用：一是大气通过紫外线照射和电火花合成有机物；二是保护生命安全不受陨石和宇宙射线损伤；三是保护地球表面的热量。
5．以上条件能够维持很长时间，使生命有一个产生、发展、进化的过程。
以上条件目前只有地球才能满足。
生命是宇宙物质最高级和最复杂的运动形式，是物质在一定条件下演化的产物。从这一点来看，生命在宇宙中具有普遍性。那么宇宙中哪些地方可能会有生命呢？宇宙中每天有许多恒星诞生，据推算，在目前已知的宇宙范围内，每年就有可能诞生30多万颗新的恒星。在这30多万颗恒星中，带有行星的恒星会有多少呢？一种看法认为，行星是由两颗恒星相碰，甩出来的物质经冷凝而成的。如果是这样，生命就不可能出现。因为恒星间距离遥远，彼此间碰撞的机会极少。另一种看法认为，太阳、行星、小行星和彗星都是同一块星云形成的。当这块星云冷凝时，极大部分物质聚集在中心形成太阳，剩下部分形成扁平的盘状体环绕着太阳。圆盘中的小颗粒彼此碰撞聚集在一起，形成了行星和卫星。如果是这样，银河系中除双星和聚星外，大约有1 000亿颗恒星是带有行星的。整个宇宙中带有行星的恒星，数目将是十分可观的。这样，宇宙中可能有生命的地方就很多了。从太阳系来看，生命只出现在地球上，这说明恒星的周围可能会有一个生命带。在这里温度既不太高又不太低，适合于水的存在。小质量的恒星，这个带会很窄；大质量的恒星，这个带可能较宽。地球上形成现在这个文明社会，已经经历了将近50亿年，小质量的恒星和大质量的恒星都不会有那么长的稳定期。只有像太阳这样，温度、大小都合适，才能提供良好的条件，使生命在其生命带的行星上出现。由此可知，要在宇宙中寻觅知音，应该去找发出的能量既不太大，又不太小的单颗恒星。对行星来说也要找质量不要太大，也不能太小，距离恒星要适中的行星。行星的运行轨道近似圆形，这样它的环境不至于变化太大。
太阳的核聚变反应 在太阳核心内部进行着4个氢原子核（质子）聚变成1个氦原子核（α）粒子的过程，同时放出大量的能。要想使带正电的氢原子核有足够的动能克服它们之间的斥力而结合，必须有高温高压的核反应条件。太阳内部有0.15亿K的高温，2.5×106 Pa的大气压，氢核聚变成氦核是可以做到的。形成氦核以后，若要再继续聚变，则要求有更高的温度和压力条件，但太阳内部的这个条件就不够了。
太阳内部的聚变反应有两种类型，一种是不经过任何媒质直接反应，叫质子—质子反应，聚变以这种反应为主；另一种是通过媒质碳起催化作用，叫碳—氮原子循环。无论是哪种类型都是4个质子变成1个氦原子。在这个过程中释放出大量的原子核能。据计算，聚变反应可以维持太阳辐射的时间为百亿年。
太阳能利用方式主要有太阳能的热利用和太阳能光电利用两种方式。
（一）太阳能热利用。将太阳能转换为热能后使用。实现转换的器件为集热器。由于利用的目的不同，集热器及其匹配系统各不相同。
1．太阳灶从原理和结构上大致分为三类：箱式太阳灶、聚光太阳灶、热管式太阳灶。我国是推广应用太阳灶最多的国家，尤其是在太阳能丰富而能源短缺的地区，很受农牧民欢迎。
2．太阳能热水器是太阳能热利用中具有代表性的一种装置，供应生活用或工农业用的低温（40～60 °C）热水。
3．太阳能干燥器利用太阳能干燥农副产品的一种装置。
4．太阳房利用太阳能采暖和降温的房子。又分被动太阳房和主动太阳房。被动太阳房是指完全依靠建筑结构本身的吸热、隔热、保温和通风特性，不需要安装特殊的动力设备，即可利用太阳能达到夏凉冬暖的房屋。主动太阳房一般由集热器、传热流体、蓄热器、控制系统及适当的辅助能源系统构成。它需要热交换器、水泵和风机等设备。这种太阳房造价较高，但室温能主动控制。
5．太阳能发电利用集热器把太阳辐射能变成热能，然后通过汽轮机、发电机来发电。又可分为高温发电和低温发电两大类。
（二）太阳能光电利用指太阳的辐射能光子通过半导体物质转变为电能的过程，通常称“光生伏打效应”。
1．太阳能光发电站近年来一些发达国家先后建立起来这类发电站。
2．太阳能电池又有单晶硅太阳电池和非晶硅太阳电池之分。
日地关系的研究
现代科学所研究的日地关系学主要是研究太阳活动对地球的影响。早在一个多世纪以前，人们就发现了地球磁场表现出与太阳活动11年周期相应的变化，后来又发现太阳活动性对极光以及短波通信也有影响。这些都是在太阳活动增强时，各种高能电磁辐射、高能物质粒子和太阳风突然增强对地球的影响。
太阳活动对地球有突发性影响，典型的事例之一是1972年8月7日耀斑大爆发。爆发后，强烈的太阳X射线、紫外线和射电波伴随着大量带电粒子流连续猛烈轰击地球达一个星期之久。其中在爆发开始后5小时之内有一股粗约16 km、长超过7 000万m的带电粒子流以6 500 km/s的高速闯进地球大气层，顿时引起地球电离层和地磁场变化。当时几乎所有飞机和轮船上的磁罗盘指针都摆动起来，全世界的短波无线电通讯彻底中断，极区出现明亮的极光。在一些地区甚至影响到电力线路，致使电灯忽明忽暗，仿佛发生了强烈的雷暴。至于弱电仪器和电子设备更是变化无常，不能正常工作。
太阳活动对地球除爆发性影响之外，还有人从历史记载的统计中得出太阳活动起伏，可能与气候、气象、江河水位，甚至地震等很多方面有关系。例如，有人经研究认为，太阳黑子数的变化与自然灾害活跃期有一定关系，与我国地震活跃期和严重洪涝和其他自然灾害有一定关联。1909年、1931年、1954年、1975年是太阳黑子的双周期，这些双周期在我国刚好就在20世纪4个地震活跃期中，而双周期及其前后又是我国长江、黄淮流域出现特大洪涝或其他自然灾害的时期。当然，太阳活动对地球的这种影响十分复杂，至今还没有整理出比较确切可靠并可资利用的统计规律，其物理机制是怎样的也还没有搞清楚。
我国太阳能分布太阳能利用具有巨大的潜力。太阳每年辐射到地球表面的能量相当于现在人类年需要能量总和的5 000倍。我国各地太阳能年总量大约在33.5×108～83.8×1010 J/m2之间，其中大部分地区都在50.2×108 J/m2以上。全国有2／3的面积年日照在2 000小时以上，华北、西北及青藏高原超过2 500小时。我国太阳能资源的时空差异较明显，高值和低值的中心都处在22°N～35°N之间，即青藏高原高值中心和四川盆地低值中心。30°N～40°N地区，太阳能的分布随纬度的增加而增多。40°N 以北，自东向西逐渐增加，新疆呈东西向分布。台湾自东北向西南增加。
为便于太阳能资源开发利用，根据以下指标作出太阳能资源利用区划：首先是太阳能资源的年总量，其次是日照时数≥6小时的天数出现最多和最少的月份分布。通常认为在一日内日照时间低于6小时，利用价值不大。以此标准统计后，根据该资源的数量组合情况划分出资源丰富、较丰富、较贫乏和贫乏带。
资源丰富带：主要分布在南疆、甘肃西部、青藏高原大部分和内蒙古高原西部。这些地区年太阳能总量在62.0×108 J/m2以上，月平均气温≥10 °C期间日照时数≥6小时天数在250～300天以上。
资源较富带：主要分布在新疆北部、东北地区大部、内蒙古高原东部、华北平原大部、黄土高原大部、甘肃省南部、青海东部、四川西部、川南滇北的一部分。太阳能年总量在50×108～62×108 J/m2之间，月平均气温≥10 °C期间日照时数≥6小时的天数在200～300天。
资源较贫带：主要分布在我国东南部丘陵地区、汉水流域、重庆、贵州西部、云南的东南角、广西大部分、湖南东部和西部。太阳能年总量在42×108～50×108 J/m2之间，月平均气温≥10 °C期间日照时数≥6小时的天数在125～200天之间。
资源贫乏带：主要分布在四川、贵州大部分地区，以成都平原最少。太阳能年总量小于42×108 J/m2，月平均气温≥10 °C期间日照≥6小时的天数在125天以下。
与全球比，我国太阳能资源丰富带与同纬度相当或超过，其中青藏高原南部接近世界上太阳能最丰富的撒哈拉沙漠。但太阳能资源贫乏带的四川盆地，则是同纬度最低者。
月相的观测
在新月位置（农历每月初一），月球位于太阳和地球之间，月球上黑暗的一面刚好对着地球上的观察者，因此看不见月亮。离开新月后，以地球和太阳的连线为标准，由于月球公转向东运行，观察者将会看到蛾眉月在太阳的东边，成镰刀形，凸面对着太阳。若蛾眉月和太阳同在天空，则月光将淹没在日光之中，我们看不到蛾眉月，只有当太阳落山后一段时间才能在西方天空看到月亮。过了一会儿，随着地球的自转，它也没入地平线以下。再过几天，大约农历每月初七、初八左右，随着月球继续运行，日、地、月的相对位置成为直角，地球上的观察者正好看到月亮是西半边亮，成半圆形，这叫上弦月。上弦月在太阳东边90°，因此太阳刚落山时，它出现在正南天空，离地面高度较大，子夜时落入地平。再继续运行，月相将变成凸月，亮的部分大于一半。当农历每月十五或十六时，月球运行到与地球同在太阳的一侧，观测者可以看到一轮明月，称为满月。这时月球和太阳相差180°，因此，傍晚太阳落山时，它刚好从东方地平线上升起，子夜时在正南天空，日出时下落，整夜都可以看到月亮。再过几天，月相又变成凸月， 不过，凸出的方向相反，半圆面指向地平面东边。到了农历每月二十二、二十三左右，日、地、月相对位置再次变成直角，月球在日地连线的西边90°，观察者看到的月相是下弦月，东半边亮，呈半圆形，它于子夜时升起在东方地平线上，日出时正高悬于南方天空。过后几天，在日出时会看到月亮又逐渐成了凸面朝东的蛾眉月，而且越来越偏东，直到再一个农历初一恢复新月。
宇宙空间的特殊条件人类进入宇宙空间之所以经历了漫长和艰苦的历程，是因为宇宙空间有着特殊的条件。人类要进入太空，首先要克服许多困难，适应太空环境。
第一，克服地球的引力。地球的引力在160 km的高度才减小1%，2 700 km的高度减小一半。在地球表面附近运行的物体，只有达到第一宇宙速度，即7.9 km/s的时候，才能成为地球的卫星。达到第二宇宙速度，即11.2 km/s的时候，才能像地球、金星等天体那样，成为太阳的一颗新行星。当达到第三宇宙速度，即16.7 km/s时，就可以飞出太阳系。
第二，克服真空。地面上的大气压力大约为173.2 hPa，每立方厘米体积内约有24亿亿个分子。大气密度和大气压力随距地面的高度的增加，按指数规律迅速减小。在高度为200 km的高空，密度和压力只有海平面密度和压力的10-9量级。距地面1 500 km高空的真空度为每立方厘米体积内约含32 000个分子，而行星际空间每立方厘米含有的分子或原子数平均不到100个，恒星际空间则平均只有10个。装有一般发动机的飞机，其上升高度的极限为27 km。
第三，适应剧烈的温度变化。地球上最热的地方为50 °C以上，最冷的地方也不过-50 °C以下。而在宇宙空间离地球不远处，向阳面的温度可高达200 °C，背阳面则冷到-100 °C以下。在远离恒星的空间，环境温度接近于绝对零度；而在恒星附近，温度则会高达几百至几千摄氏度。
第四，暴露在有害辐射之中。近地空间是一个强辐射环境。太阳电磁辐射对人体、材料都有一定影响。必须采取相应的防护措施，才能保证空间活动的顺利进行。
人类发射的空间探测器举例
“火星”号探测器原苏联行星和星际探测器系列。主要任务是探测火星和它周围的空间，从1962年11月到1973年8月共发射7个，其中2个探测器的轨道舱飞越火星，2个探测器的轨道舱越过火星后进入日心轨道，另外3个探测器的轨道舱进入绕火星轨道，成为人造火星卫星。探测器的一个着陆舱落到火星表面，2个着陆舱在火星表面软着陆。“火星”号探测器由轨道舱和着陆舱组成，轨道舱内为探测器的主要系统和设备，着陆舱有逼近火星飞行时探测火星的科学仪器。探测器在发射过程中测量地球外大气层，在向火星飞行中探测行星际空间环境，在到达火星附近时，从不同高度观测火星表面。探测器在火星表面软着陆后，测量火星表面的化学和物理特性，向地球发回火星的电视图像。
“阿波罗”工程也称“阿波罗”计划，是美国于20世纪60年代至70年代初组织实施的载人登月工程。这一工程的目的是实现载人登月飞行和人对月球的实地考察，为载人行星飞行和探测进行技术准备。它是世界航天史上具有划时代意义的一项成就。工程开始于1961年5月，至1972年12月第6次登月成功结束，历时约11年，耗资255亿美元。在工程高峰时期，参加工程的有2万家企业、200多所大学和80多个科研机构，总人数超过30万人。整个“阿波罗”工程包括：（1）确定登月方案；（2）为登月飞行作准备的4项辅助计划（其一，“徘徊者”号探测器计划，共发射9个探测器，在不同的月球轨道上拍摄月球表面状况照片近2万张，以了解在月面着陆的可能性。其二，“勘测者”号探测器计划，共发射5个自动探测器在月球表面软着陆，通过电视发回8.6万张月面照片。其三，“月球轨道环行器”计划，共发射3个绕月飞行的探测器，对40多个预选着陆区拍摄高分辨率照片，获得1 000多张小比例尺高清晰度的月面照片，据此选出约10个预计的登月点。其四，“双子星座”号飞船计划，先后发射10艘各载2名宇航员的飞船，进行医学—生物学研究和操纵飞船机动飞行、对接和进行舱外活动的训练。）；（3）研制“土星”号运载火箭（用于发射“阿波罗”号飞船）；（4）进行试验飞行；（5）研制“阿波罗”号飞船；（6）实现载人登月飞行。
“天空实验室”美国第一个实验性航天站。1973年5月14日发射，进入离地面435 km的近圆轨道。“天空实验室”共接待3批航天员，每批3人，在航天站内分别工作了28天、59天和84天。用58种仪器进行了270多项天文、地理、遥感、宇宙生物学和航天医学试验研究。重要的项目有：用太阳望远镜观测太阳并拍摄了18万张太阳活动的照片；用6种遥感仪器对地球进行了观测，共拍摄了4万多张地面照片；用7种仪器研究太阳系和银河系的情况；用特殊的医疗器械研究长期失重对人体生理的影响；还进行了失重条件下材料加工试验。
“哥伦比亚”号航天飞机第一架成功实现近地轨道飞行的美国航天飞机。1981年4月12日首次试飞，在轨道上运行54小时后安全着陆。到1984年10月共飞行5次。航天飞机为人类自由进出宇宙空间提供了很好的工具，是航天史上的一个重要的里程碑。
人类开拓宇宙空间的设想
宇宙空间有丰富的矿产资源，太空采矿业可能会首先发展起来。例如已发现不少小行星富含矿体。科学家们设想将这类小行星牵引到月球进行冶炼，或者强使它们陨落到地球的特定地点，诸如大海或沙漠后再加以处置。月球的地层有1／2是金属，以铝、铁和钛为主，这都是太空建筑的重要材料。
广袤的宇宙空间，还是将来加工工业生产的理想场所，因为这里失重的条件，给材料的加工带来了绝妙的好处。例如，原来地球上成千上万吨重的巨大物体，一旦到了太空就变得轻如鸿毛，只需很小的作用力，就可把材料悬浮起来进行加工处理。加工过程中材料既不需要加工容器，也不需要任何有形的东西牵挂，可以避免容器对产品质量的影响，从而获得纯度极高、均匀度极好的产品。许多航天站已经做过一些空间加工实验，并取得了令人鼓舞的成果。
地球上不断增多的人口，使人类的生存空间日益狭小。科学家们设想在宇宙空间建立定居地，以扩展人类的生存空间。航天站和航天飞机的诞生，使人类的这一美好愿望有可能变成现实。
恒星日和恒星年
教材中从地球真运动的角度介绍了地球运动的周期恒星日和恒星年。我们还可以从地球视运动的角度来说明这个问题。首先要建立天球的概念。在晴朗的夜晚观察星空，看到的恒星、行星和月球等，我们都感觉不出它们的远近。当观测点有小距离移动时，我们仍感觉不到星空的变化，这是因为恒星离观测点很远。可以认为，星光都是平行光，只要朝平行的方向看去，看到的就是同一个点，所有的星体都好像镶嵌在一个球面上，无法判断星体的距离。这个球面从观测者的头顶一直向四面八方延伸到地平线。它就是我们对天球的认识。虽然实际上不存在这个天球，它却和我们的感觉很一致，因此，可以借助它来分析和测量天体的位置和运动。
在天球上，我们可以定义恒星日和恒星年。在科学工作中，我们常采用恒星时计时系统，它是采用不动的恒星为参考点。天空中的恒星很多，我们常采用春分点（春分点是黄道与天赤道的交点之一）作为标准。恒星日是春分点在天球上连续两次由东向西通过同一子午圈所需要的时间。恒星年是太阳在天球上连续两次通过某一恒星所需要的时间间隔。
角速度与线速度
角速度是作圆周运动的物体单位时间转过的角度。地球是固体球，因此，自转时球面上各点在单位时间内转过的角度相同，也就是角速度相同。线速度是单位时间转过的弧长。弧长等于半径乘以弧所对应的角。当角度相同时，半径越长则弧长越长。地球上各点都是绕同一个自转轴旋转，纬度不同的地点，对应的自转半径就是当地纬圈的半径，这里粗略地把地球看成球体，因此自转半径＝cos ×赤道半径。可见，纬度越高，自转半径越小，转过的弧长越小〔弧长＝自转半径×转过的角度（弧度）〕，也就是线速度越小。在南、北极点，自转半径为零，角速度和线速度均为零。
昼夜交替
由于地球自转和太阳的照射，地球上出现昼夜更替的现象。为了说明这种现象，把地球上昼、夜半球的分界线称为晨昏线，它是太阳光线与地球切点的连线。教材中谈到在同一时间里，太阳只能照亮地球表面的一半。这里包含着许多前提条件：首先，认为射来的太阳光是平行光，这时正好照亮地球的一半。实际上太阳是一个圆面，视半径有16′，这样圆面的边缘点和中心点射来的光线在地球上切点位置不同，产生不同的晨昏线，从太阳整体看，晨昏线将会扩大。第二，认为太阳光是直线传播到地球表面的。实际上，地球周围有一层浓厚的大气包围，大气对太阳光有折射作用，把大气可以看成是透镜，它对光的折射率与大气外的折射率不同，太阳光线射入时便会发生方向的改变。直线射不到地面的光线，由于折射作用也会照到地面，这样，晨昏线又可能扩大34′。第三，没考虑大气对光的散射作用，即晨昏蒙影。它发生在夜半球的边缘大约延伸6°，因此，使人们感觉到的夜晚比实际要短，并且它在人们生活中的影响比晨昏线的（16′＋34′＝50′）要大。
地转偏向力
地球自转产生的效应很多，其中一个很重要的效应就是产生地转偏向力。地转偏向力产生的条件有（1）地球在自转；（2）地面上的物体在水平方向有运动速度。产生的现象是，当观察者面向运动方向时，北半球运动的物体向右偏；南半球运动的物体向左偏；在赤道上运动的物体不偏转。随纬度的增高，偏转现象越明显。
物体运动方向为什么会向右或向左偏转呢？ 我们可以作一个粗略的定性分析。沿地表作水平运动的物体，由于惯性的作用，总是力图保持原来的方向和速度。例如，在北半球，质点向北沿经线取A1B1方向作水平运动，经过一定时间后，经线L1转至L2的位置。沿经线方向运动的质点，由于惯性，必然保持原来的方向和速度，取A2B2的方向前进。这时在L2位置上的人看来，运动质点已经离经线方向而向右偏了。

运动物体的水平偏向图地球一刻不停地自转着，地球上作水平运动的物体，都会受到地转偏向力的影响。例如，赤道地区，终年高温多雨，空气受热上升，在近地面的空间形成一个低气压带，赤道两边地区的气流就要向赤道方向流动。如果没有地转偏向力的影响，赤道以北应该经常刮北风，赤道以南应该经常刮南风。但是由于受到地转偏向力的作用，风向发生了改变，赤道以北向右偏，形成了东北风；赤道以南向左偏，形成了东南风。地转偏向力对河流的影响也很明显。在北半球，从南向北流的河流，河水冲刷东岸；从北向南流的河流，河水冲刷西岸；从东向西流的河流，河水冲刷北岸；从西向东流的河流，河水冲刷南岸。同样道理，在北半球行驶的火车，加于右侧轨道的压力，要比对左侧轨道的压力大些。
正午太阳高度
一地正午太阳高度的大小，可以用下面的公式来计算：
H=90°-｜ -δ｜
式中H为正午太阳高度， 为当地地理纬度，永远取正值；δ为直射点的纬度（任何一天的δ可以在天文年历上查到），当地夏半年取正值，冬半年取负值。以二分和二至日北京（39°54′）为例：
如果某地的正午太阳高度H小于0°，说明该地处于极夜，这种情况只会出现在两极地区。
昼夜长短的变化
二分二至各地昼夜长短的变化可列表如下：
纬度 北极圈以内 0°＜ ＜66°34′N =0°
0°＜ ＜66°34′S 南极圈以内
春分日 昼=夜 昼=夜 昼=夜 昼=夜 昼=夜
夏至日 极昼 昼＞夜 昼＝夜 昼＜夜 极夜
秋分日 昼=夜 昼=夜 昼=夜 昼=夜 昼=夜
冬至日 极夜 昼＜夜 昼=夜 昼＞夜 极昼
从表中可以看出，在春、秋分日不管什么地点，在赤道处不管什么时间，都是昼夜相等，而其他地区则不同，在一年内昼夜长短是不断变化的，即便是在极圈之内，极昼极夜的时间长短也不一样。以北半球中纬度地区一年内的变化为例，春分日时，昼夜相等，春分日过后，开始昼长于夜，随着太阳直射点的北移，昼变得越来越长，直到夏至日，太阳直射北回归线，这一天昼最长，夜最短。如北京，夏至日白昼长约15小时，夜晚只有约9小时。然后昼长开始减小，直到秋分日再次回到昼夜相等。秋分日过后，夜开始增长，昼开始缩短，到了冬至日昼最短，夜最长。冬至日后夜开始缩短，直到下一个春分日，完成一个回归年周期。

『叁』 地球、太阳和银河系在宇宙中的位置

地球
太阳系八大行星之一，国际名称为“该娅”(盖娅（Gaea），希腊神话中的大地之神，所有神灵中德高望重的显赫之神。是希腊神话中最早出现的神，在开天辟地时，由卡厄斯(Chaos)所生。她是宙斯的祖母，盖娅生了天空，天神乌拉诺斯（Ouranos or Uranus），并与他结合生了六男六女，十二个泰坦巨神及三个独眼巨人和三个百臂巨神，是世界的开始，而所有天神都是她的子孙后代。至今，西方人仍然常以“盖娅”代称地球。 )，按离太阳由近及远的次序数是第三颗。它有一颗天然的卫星---月球，二者组成一个天体系统---地月系统。

地球自西向东自转，同时又围绕太阳公转。地球自转与公转运动的结合使其产生了地球上的昼夜交替和四季变化(地球自转和公转的速度是不均匀的)。同时，由于受到太阳、月球、和附近行星的引力作用以及地球大气、海洋和地球内部物质的等各种因素的影响，地球自转轴在空间和地球本体内的方向都要产生变化。地球自转产生的惯性离心力使得球形的地球由两极向赤道逐渐膨胀，成为目前的略扁的旋转椭球体，极半径比赤道半径短约21千米。

阿波罗飞船在月球上看到地球是由一系列的同心层组成。地球内部有核（地核）、幔（地幔）、壳（地壳）结构。地球外部有水圈和大气圈，还有磁层，形成了围绕固态地球的美丽外套。

地球作为一个行星，远在56亿年以前产生于原始太阳星云。

地球的基本参数

扁率因子： 298.257

平均密度： 5.52克/厘米3

赤道半径： ae = 6378136.49 米

极半径： ap = 6356755.00 米

平均半径： a = 6371001.00 米

赤道重力加速度： ge = 9.780327 米/秒2

平均自转角速度： ωe = 7.292115 × 10-5 弧度/秒

扁率： f = 0.003352819

质量： M⊕ = 5.9742 ×1024 公斤

地心引力常数： GE = 3.986004418 ×1014 米3/秒2

平均密度： ρe = 5.515 克/厘米3

太阳与地球质量比： S/E = 332946.0

太阳与地月系质量比： S/(M+E) = 328900.5

公转时间： T = 365.2422 天

离太阳平均距离： A = 1.49597870 × 1011 米

公转速度： v = 11.19 公里/秒

表面温度： t = - 30 ～ +45

表面大气压： p = 1013.250毫巴

表面重力加速度(赤道)： 978.0厘米/秒2

表面重力加速度(极地)： 983.2厘米/秒2

自转周期： 23时56分4秒(平太阳时)

公转轨道半长径： 149597870千米

公转轨道偏心率： 0.0167

公转周期： 1恒星年

黄赤交角： 23度26分

地球海洋面积： 361745300平方公里

地壳厚度： 80.465公里

地幔深度： 2808.229公里

地核半径： 3482.525公里

表面积 ： 510067866平方公里

人们对于地球的结构直到最近才有了比较清楚的认识。整个地球不是一个均质体，而是具有明显的圈层结构。地球每个圈层的成分、密度、温度等各不相同。在天文学中，研究地球内部结构对于了解地球的运动、起源和演化，探讨其它行星的结构，以至于整个太阳系起源和演化问题，都具有十分重要的意义。

地球各圈层结构

地球圈层分为地球外圈和地球内圈两大部分。地球外圈可进一步划分为四个基本圈层，即大气圈、水圈、生物圈和岩石圈；地球内圈可进一步划分为三个基本圈层，即地幔圈、外核液体圈和固体内核圈。此外在地球外圈和地球内圈之间还存在一个软流圈，它是地球外圈与地球内圈之间的一个过渡圈层，位于地面以下平均深度约150公里处。这样，整个地球总共包括八个圈层，其中岩石圈、软流圈和地球内圈一起构成了所谓的固体地球。对于地球外圈中的大气圈、水圈和生物圈，以及岩石圈的表面，一般用直接观测和测量的方法进行研究。而地球内圈，目前主要用地球物理的方法，例如地震学、重力学和高精度现代空间测地技术观测的反演等进行研究。地球各圈层在分布上有一个显著的特点，即固体地球内部与表面之上的高空基本上是上下平行分布的，而在地球表面附近，各圈层则是相互渗透甚至相互重叠的，其中生物圈表现最为显著，其次是水圈。

大气圈

大气圈是地球外圈中最外部的气体圈层，它包围着海洋和陆地。大气圈没有确切的上界，在2000 ～ 16000 公里高空仍有稀薄的气体和基本粒子。在地下，土壤和某些岩石中也会有少量空气，它们也可认为是大气圈的一个组成部分。地球大气的主要成份为氮、氧、氩、二氧化碳和不到0.04％比例的微量气体。地球大气圈气体的总质量约为5.136×1021克，相当于地球总质量的百万分之0.86。由于地心引力作用，几乎全部的气体集中在离地面100公里的高度范围内，其中75％的大气又集中在地面至10公里高度的对流层范围内。根据大气分布特征，在对流层之上还可分为平流层、中间层、热成层等。

水圈

水圈包括海洋、江河、湖泊、沼泽、冰川和地下水等，它是一个连续但不很规则的圈层。从离地球数万公里的高空看地球，可以看到地球大气圈中水汽形成的白云和覆盖地球大部分的蓝色海洋，它使地球成为一颗"蓝色的行星"。地球水圈总质量为1.66×1024克，约为地球总质量的3600分之一，其中海洋水质量约为陆地（包括河流、湖泊和表层岩石孔隙和土壤中）水的35倍。如果整个地球没有固体部分的起伏，那么全球将被深达2600米的水层所均匀覆盖。大气圈和水圈相结合，组成地表的流体系统。

生物圈

由于存在地球大气圈、地球水圈和地表的矿物，在地球上这个合适的温度条件下，形成了适合于生物生存的自然环境。人们通常所说的生物，是指有生命的物体，包括植物、动物和微生物。据估计，现有生存的植物约有40万种，动物约有110多万种，微生物至少有10多万种。据统计，在地质历史上曾生存过的生物约有5－10亿种之多，然而，在地球漫长的演化过程中，绝大部分都已经灭绝了。现存的生物生活在岩石圈的上层部分、大气圈的下层部分和水圈的全部，构成了地球上一个独特的圈层，称为生物圈。生物圈是太阳系所有行星中仅在地球上存在的一个独特圈层。

岩石圈

对于地球岩石圈，除表面形态外，是无法直接观测到的。它主要由地球的地壳和地幔圈中上地幔的顶部组成，从固体地球表面向下穿过地震波在近33公里处所显示的第一个不连续面（莫霍面），一直延伸到软流圈为止。岩石圈厚度不均一，平均厚度约为100公里。由于岩石圈及其表面形态与现代地球物理学、地球动力学有着密切的关系，因此，岩石圈是现代地球科学中研究得最多、最详细、最彻底的固体地球部分。由于洋底占据了地球表面总面积的2/3之多，而大洋盆地约占海底总面积的45％，其平均水深为4000～5000米，大量发育的海底火山就是分布在大洋盆地中，其周围延伸着广阔的海底丘陵。因此，整个固体地球的主要表面形态可认为是由大洋盆地与大陆台地组成，对它们的研究，构成了与岩石圈构造和地球动力学有直接联系的"全球构造学"理论。

软流圈

在距地球表面以下约100公里的上地幔中，有一个明显的地震波的低速层，这是由古登堡在1926年最早提出的，称之为软流圈，它位于上地幔的上部即B层。在洋底下面，它位于约60公里深度以下；在大陆地区，它位于约120公里深度以下，平均深度约位于60～250公里处。现代观测和研究已经肯定了这个软流圈层的存在。也就是由于这个软流圈的存在，将地球外圈与地球内圈区别开来了。

地幔圈

地震波除了在地面以下约33公里处有一个显著的不连续面（称为莫霍面）之外，在软流圈之下，直至地球内部约2900公里深度的界面处，属于地幔圈。由于地球外核为液态，在地幔中的地震波S波不能穿过此界面在外核中传播。P波曲线在此界面处的速度也急剧减低。这个界面是古登堡在1914年发现的，所以也称为古登堡面，它构成了地幔圈与外核流体圈的分界面。整个地幔圈由上地幔（33～410公里深度的B层，410～1000公里深度的C层，也称过渡带层）、下地幔的D′层（1000～2700公里深度）和下地幔的D〃层（2700～2900公里深度）组成。地球物理的研究表明，D〃层存在强烈的横向不均匀性，其不均匀的程度甚至可以和岩石层相比拟，它不仅是地核热量传送到地幔的热边界层，而且极可能是与地幔有不同化学成分的化学分层。

外核液体圈

地幔圈之下就是所谓的外核液体圈，它位于地面以下约2900公里至5120公里深度。整个外核液体圈基本上可能是由动力学粘度很小的液体构成的，其中2900至4980公里深度称为E层，完全由液体构成。4980公里至5120公里深度层称为F层，它是外核液体圈与固体内核圈之间一个很簿的过渡层。

固体内核圈

地球八个圈层中最靠近地心的就是所谓的固体内核圈了，它位于5120至6371公里地心处，又称为G层。根据对地震波速的探测与研究，证明G层为固体结构。地球内层不是均质的，平均地球密度为5.515克/厘米3，而地球岩石圈的密度仅为2.6～3.0克/厘米3。由此，地球内部的密度必定要大得多，并随深度的增加，密度也出现明显的变化。地球内部的温度随深度而上升。根据最近的估计，在100公里深度处温度为1300°C，300公里处为2000°C，在地幔圈与外核液态圈边界处，约为4000°C，地心处温度为 5500 ～ 6000°C。

形状和大小

中国古代对天地的认识有所谓浑天说。东汉张衡在《浑天仪图注》里写道：“天体圆如弹丸，地如鸡中黄……天之包地犹壳之裹黄。”地球是圆的这个概念在远古就已模糊地存在了 。723 年唐玄宗派一行和南宫说等人 ，在今河南省选定同一条子午线上的 13 个地点 ，测量夏至的日影长度和北极的高度 ，得到子午线一度之长为351里80步 ( 唐代的度和长度单位 )。折合现代的尺度就是纬度 一度长132.3千米，相当于地球半径为7600千米 ，比现代的数值约大20％。这是地球尺度最早的估计( 埃及人的测量更早 一些，但观测点不在同 一 子午线上 ，而且长度单位核算标 准不详，精度无从估计）。

精确的地形测量只是到了牛顿发现万有引力定律之后才有可能，而地球形状的概念也逐渐明确。地球并非是很规则的正球体。它的表面可以用一个扁率不大的旋转椭球面来极好地逼近。扁率e为椭球长短轴之差与长轴之比 ，是表示地球形状的一个重要参量。经过多年的几何测量、天文测量以至人造地球卫星测量，它的数值已经达到很高的精度。这个椭球面不是真正的地球表面，而是对地面的一个更好的科学概括，用来作为全球各地大地测量的共同标准，所以也叫做参考椭球面 。按照 这个参考椭球面 ，子午圈上一平均度是111.1千米 ，赤道上一平均度是111.3千米 。在参考椭球面上重力势能是相等的，所以在它上面各点的重力加速度是可以计算的，公式如下：

g0＝9.780318（1＋0.0053024sin2j－0.0000059sin2j）米／秒2， 式中g0是海拔为零时的重力加速度，j是地理纬度 。知道了地球形状、重力加速度和万有引力常数G＝6.670×10-11牛顿·米2／千克2，可以计算出地球的质量M为 5.976×1027克。

自转

由于地球转动的相对稳定性 ，人类生活历来都利用它作为计时的标准，简单地说，地球绕太阳公转一周的时间叫做一年，地球自转一周的时间叫做一日。然而由于地球外部和内部的原因，地球的转动其实是很复杂的。地球自转的复杂性表现在自转轴方向的变化和自转速率即日长的变化。

自转轴方向的变化中，最主要的是自转轴在空间绕黄道轴缓慢旋进，造成春分点每年向西移动50.256〃的岁差。这是日、月对地球赤道突出部分吸引的结果。其次是地球自转轴相对于地球本身的位置变化，造成了地面各点的纬度变化。这种变化主要有两种成分 ：一种以一年为周期 ，振幅约为0.09〃，是大气和海水等季节性变化所引起的，是一种强迫振动；另一种成分以14个月为周期，振幅约为0.15〃，是地球内部变化所引起的，叫做张德勒摆动，是一种自由振动 。此外还有一些较小的自由振动。

转速的变化造成日长的变化。主要有3类 ：长期变化是减速的，使日长每百年增加1 ～ 2毫秒 ，是潮汐摩擦的结果；季节性变化最大可使日长变化0.6毫秒 ，是气象因素引起的；

不规则的短期变化，最大可使日长变化4毫秒 ，是地球内部变化的结果。

表面形态和地壳运动

地球的表面形态是极复杂的，有绵亘的高山，有广袤的海盆，还有各种尺度的构造。

地表的各种形态主要不是外力造成的，它们来源于地壳的构造运动。地壳运动的起因至少有以下几种设想：①地球的收缩或膨胀。许多地学家认为地球一直在冷却收缩，因而造成巨大的地层褶皱和断裂。然而观测表明，地面流出去的热量和地球内部因放射性物质的衰变而生出的热量是同量级的。也有人提出地球在膨胀的论据。这个问题现在尚无定论。②地壳均衡。在地壳以下的某一定深度，单位面积上的载荷有一种倾向于均等的趋势。地面上的巨大高差为地下深部横向物质流动所调节。③板块大地构造假说——地球最上层约八、九十千米厚的岩石层是由几块巨大的板块组成的。这些板块相互作用和相对运动就产生地面上一切大地构造现象 。板块运动的动力来自何处，现在还不清楚，但不少人认为地球内部物质的对流起了决定性的作用。

电磁性质

地磁场并不指向正南。11世纪中国的《梦溪笔谈》就有记载。地磁偏角随地而异。真正地磁场的形态是很复杂的。它有显著的时间变化，最大的变化幅度可达到总地磁场的千分之几或更高。变化可分为长期的和短期的。长期变化来源于地球内部的物质运动；短期变化来源于电离层的潮汐运动和太阳活动的变化。在地磁场中，用统计平均或其他方法将短期变化消去后就得到所谓基本地磁场。用球谐分析的方法可以证明基本地磁场有99％以上来源于地下，而相当于一阶球谐函数部分约占80％，这部分相当于一个偶极场，它的北极坐标是北纬78.5°，西经69.0°。短期变化分为平静变化和干扰变化两大类。平静变化是经常出现的，比较有规律并有一定的周期，变化的磁场强度可达几十纳特 ；干扰变化有时是全球性的 ，最大幅度可达几千纳特 ，叫做磁暴。

基本磁场也不是完全固定的，磁场强度的图像每年向西漂移0.2°～0.3°，叫做西向漂移。这就指出地磁场的产生可能是地球内部物质流动的结果。现在普遍认为地球核主要是铁镍组成的（还包含少量的轻元素）导电流体，导体在磁场中运动便产生电流。这种电磁流体的耦合产生一种自激发电机的作用，因而产生了地磁场。这是当前比较最为人接受的地磁场成因的假说。

当岩浆在地磁场中降温而凝固成岩石时，便受到地磁场磁化而保留少许的永久磁性，称为热剩磁。大多数岩浆岩都带有磁性，其方向和成岩时的地磁场方向一致。由相同时代的不同岩石标本可以确定成岩时地球磁极的位置。但由不同地质时代的岩石标本所确定的地磁极位置却是不同的。这就给大陆漂移的假说提供了一个有力的证据。人们还发现，在某些地质时代成岩的岩石，磁化方向恰好和现代的地磁场方向相反。这是由于地球在形成之后，地磁场曾多次自己反向的结果。按照自激发电机地磁场成因假说，这种反向是可以理解的。地磁场的短期变化可以感应地下电流，而地下电流又引起地面的感应磁场。地下电流同地下物质的电导率有关，因而可由此估计地球内部的电导率分布。然而计算是复杂的，而且解答不单一。现在所能取得的一致意见是电导率随深度而增加，在60～100千米深度附近增加很快 。在400～700千米的深处，电导率又有明显的变化，此处相当于地幔中的过渡层（又叫C层）。

温度和能源

地面从太阳接受的辐射能量每年约有10焦耳，但绝大部分又向空间辐射回去，只有极小一部分穿入地下很浅的地方。浅层的地下温度梯度约为每增加30米，温度升高1℃ ，但各地的差别很大 。由温度梯度和岩石的热导率可以计算热流 。由地面向外流 出的热量 ，全球平均值约为6.27 微焦耳／厘米秒 ，由地面流出的总热能约为10.032×1020焦耳／年。

地球内部的一部分能源来自岩石所含的放射性元素铀 、钍、钾。它们在岩石中的含量近年来总在不断地修正，有人估计地球现在每年由长寿命的放射性元素所释放的能量约为9.614×1020焦耳 ，与地面热流很相近 ，不过这种估计是极其粗略的，含有许多未知因素。另一种能源是地球形成时的引力势能，假定地球是由太阳系中的弥漫物质积聚而成的 。这部分能量估计有25×1032焦耳 ，但在积聚过程中有一大部分能量消失在地球以外的空间 ，有一小部分 ，约为1×1032焦耳，由于地球的绝热压缩而积蓄为地球物质的弹性能。假设地球形成时最初是相当均匀的，以后才演变成为现在的层状结构，这样就会释放出一部分引力势能，估计约为2×1030焦耳。这将导致地球的加温。地球是越转越慢的。地球自形成以来，旋转能的消失估计大约有1.5×1031焦耳，还有火山喷发和地震释放的能量，但其数量级都要小得多。

地面附近的温度梯度不能外推到几十千米深度以下。地下深处的传热机制是极其复杂的，由热传导的理论去估计地球内部的温度分布，常得不到可信的结果。但根据其他地球物理现象的考虑，地球内部某些特定深度的温度是可以估计的。结果如下：①在100千米的深度 ，温度接近该处岩石的熔点，约为1100～1200℃；②在400千米和650千米的深度，岩石发生相变 ，温度各约在1500℃和1900℃ ；③ 在核幔边界，温度在铁的熔点之上，但在地幔物质的熔点之下，约为3700℃；④在外核与内核边界 ，深度为5100千米 ，温度约为4300℃，地球中心的温度，估计与此相差不多。

内部结构

地球的分层结构基本上是按地震波（ P和S ）的传播速度划分的。地球上层有显著的横向不均匀性：大陆地壳和海洋地壳的厚度大不相同，海水只覆盖着2／3的地面。

地震时，震源辐射出两种地震波，纵波P和横波S。它们各以不同的速度向四围传播

『肆』 全国100所名校单元测试示范卷 地理卷2 从宇宙中看地球 跪求！！！！急急急急！！！！！

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『伍』 国家地理百年纪念典藏100集

第76.第80集
◆片单明细(共一百集)：
1.埃及：永恒之路、2.浴火重生、3.雨林、4.情同手足黑猩猩、5.重返喜马拉雅山、6.超视觉世界、7.北极冰原、8.黄石公园、9.巴拿马生态、10.大堡礁、11.澳洲袋鼠王国、12.神秘三角洲、13.埃及秘辛、14.饱受劫难的圣城、15.鬼斧神工巴里岛、16.西班牙之魂、17.伟大的印度铁路、18.飞越非洲、19.恐龙猎人、20.猫咪的秘密日记、21.好马一族、22.狂野的海豚、23.狗儿真奇妙、24.拯救大熊猫、25.时空大冒险、26.世纪探险家、27.茫茫深海铁达尼、28.南极冰原、29.神秘的地底世界、30.火车之恋、31.失落的马雅文明、32.世纪宝藏、33.非洲野生动物、34.澳洲动物探秘、35.虎域、36.鳄鱼王国、37.犀牛的哀歌、38.白狼、39.象族、40.美女与野兽-豹的故事、41.维苏威火山的阴影、42.国家地理百年纪念、43.俾斯麦战舰、44.超级摄影师、45.暗夜之王、46.非洲历险、47.眼镜蛇王、48.森蚺奇境、49.猫谜、50.沧海浮生记。51.猎鲨、52.爱尔兰骏马、53.捍卫花园、54.加拉帕哥髭蜥、55.窥探自然、56.深海搜奇、57.黑猩猩、58.小宇宙:致命一击、59.雨林顶探险家、60.丛林海战、61.伟大的吴哥窟、62.白宫、63.大雪崩、64.致命流沙、65.火山、66.愤怒的地球、67.杀人浪、68.气旋风暴、69.响尾蛇、70.安地斯山羊驼、71.美国频临绝种动物、72.喀拉哈里之狐、73.大海怪、74.加勒比海底世界、75.非洲古文明、76.中国大漠之宝、77.印度帝国、78.印加古城之迷、79.美索不达米亚文明、80.西藏禁地、81.珍珠港、82.自然的蜕变、83.与象共舞、84.孤鹰林白、85.生命之歌、86.深海探险队、87.中途岛战役、88.二次大战秘辛、89.巴拿马运河、90.兴登堡飞船、91.航向太空、92.超越颠峰、93.丝路、94.地中海沉船之迷、95.玛雅王国之秘、96.爱琴海古文明、97.冥界的呼唤、98.人类起源之迷、99.雪地之虎、100.鳄鱼的最后晚餐。

『陆』 地球是自转的，那中国现在在宇宙中的位置。美国或相同纬度的国家也会经过吗 为什么东还是东 东方

中国在亚洲东部来，源太平洋西岸，地球的确是自转的，但是无论地球怎么自转，东西方向都是不变的，至于为什么西方称之为西方，东方称之为东方，那是历史原因造成的，以前人们并不知到地球是圆的，也不知道有美洲大陆存在，所以也没有太平洋的概念，世界那是以为都是亚洲，非洲，欧洲，欧洲向西是无尽的大海，亚洲向东也是无尽的大海，所以地理上来说，欧洲在西面，亚洲在东面，所以历史上就习惯称欧洲为西方，亚洲为东方，后来发现新大陆并知道地球是圆的，但是这个习惯称呼保留了下来，当然亚洲也不都是东方，就是那么个意思，不知道我说明白没！

『柒』 国家地理National Geographic的最新节目单或者截至今天为止所有播放过的节目名称

一月十六日星期一 00:00 动物随身拍 - 僧海豹
一月十六日星期一 00:30 黑猩猩日记（1）
一月十六日星期一 01:00 微型杀手周: 伊波拉病毒
一月十六日星期一 02:00 微型杀手周: 世纪大流感
一月十六日星期一 03:00 微型杀手周: 肺结核
一月十六日星期一 04:00 动物随身拍 - 僧海豹
一月十六日星期一 04:30 黑猩猩日记（1）
一月十六日星期一 05:00 伟大工程巡礼: 沙中取油
一月十六日星期一 06:00 绽放真台湾: 蟑螂X档案
一月十六日星期一 07:00 惊奇时刻: 跨越极限
一月十六日星期一 08:00 国家地理精选 - 生命的奥秘: 终极演化－人竞天择 -1
一月十六日星期一 09:00 动物来了! 抢救大熊森林
一月十六日星期一 10:00 亚洲花絮集: 超级城市: 香港
一月十六日星期一 11:00 国家地理飨宴: 非洲生态之旅
一月十六日星期一 12:00 鳄鱼排排站第十三排
一月十六日星期一 12:30 自然奇观 - 72
一月十六日星期一 13:00 亚洲花絮集: 日本武士传奇
一月十六日星期一 14:00 科学万灵丹 - 13 - 培养冠军马
一月十六日星期一 15:00 北极熊面对面
一月十六日星期一 16:00 动物的情欲世界: 花招百出
一月十六日星期一 17:00 与蛇共舞II - 同类相残
一月十六日星期一 17:30 完全野性(19)
一月十六日星期一 18:00 国家地理精选: 太平洋奇迹
一月十六日星期一 19:00 动物来了! 丹那利国家公园之旅
一月十六日星期一 20:00 亚洲花絮集: 前进丛林: 知古监今
一月十六日星期一 21:00 微型杀手周: 超级细菌 (首)
一月十六日星期一 22:00 隐秘世界: 澳洲野犬岛 (首)
一月十六日星期一 23:00 动物零距离: 寻蛇记

一月十七日星期二 00:00 动物写真 - 1
一月十七日星期二 00:30 完全野性(20)
一月十七日星期二 01:00 微型杀手周: 超级细菌
一月十七日星期二 02:00 隐秘世界: 澳洲野犬岛
一月十七日星期二 03:00 动物零距离: 寻蛇记岛
一月十七日星期二 04:00 动物写真 - 1
一月十七日星期二 04:30 完全野性(20)
一月十七日星期二 05:00 亚洲花絮集: 前进丛林: 知古监今
一月十七日星期二 06:00 动物来了! 丹那利国家公园之旅
一月十七日星期二 07:00 国家地理精选: 太平洋奇迹
一月十七日星期二 08:00 国家地理精选 - 生命的奥秘: 终极演化－人竞天择 -2
一月十七日星期二 09:00 动物来了! 蛮荒杀手 - 雨林埋伏
一月十七日星期二 10:00 亚洲花絮集: 神秘中国 - 河神之怒
一月十七日星期二 11:00 国家地理飨宴: 消失的达卡号
一月十七日星期二 12:00 鳄鱼排排站与布莱迪巴尔 第一排
一月十七日星期二 12:30 自然奇观 - 53
一月十七日星期二 13:00 亚洲花絮集: 英雄出少年 - 泰国英雄
一月十七日星期二 13:30 亚洲花絮集: 相扑 - 巨人之舞
一月十七日星期二 14:00 科学万灵丹 - 1 - 野火燎原
一月十七日星期二 15:00 重返危机现场2: 波多黎各瓦斯爆炸
一月十七日星期二 16:00 奇闻大揭秘: 鬼魅阴灵
一月十七日星期二 17:00 空中浩劫 - 联合航空811号
一月十七日星期二 18:00 国家地理精选: 重振虎威
一月十七日星期二 19:00 动物来了! 蛮荒杀手 - 肃杀草原
一月十七日星期二 20:00 亚洲花絮集: 神秘中国 - 女性定位
一月十七日星期二 21:00 微型杀手周: 疟疾 (首)
一月十七日星期二 22:00 重返危机现场2: 神户大地震 (首)
一月十七日星期二 23:00 奇闻大揭秘: 寻找湖怪

一月十八日星期三 00:00 空中浩劫II - 英航111号班机
一月十八日星期三 01:00 微型杀手周: 疟疾
一月十八日星期三 02:00 重返危机现场2: 神户大地震
一月十八日星期三 03:00 奇闻大揭秘: 寻找湖怪
一月十八日星期三 04:00 空中浩劫II - 英航111号班机
一月十八日星期三 05:00 亚洲花絮集: 神秘中国 - 女性定位
一月十八日星期三 06:00 动物来了! 蛮荒杀手 - 肃杀草原
一月十八日星期三 07:00 国家地理精选: 重振虎威
一月十八日星期三 08:00 国家地理精选 - 生命的奥秘: 新生命全纪录 -1
一月十八日星期三 09:00 动物来了! 吉力马札罗山的大象
一月十八日星期三 10:00 亚洲花絮集: 相扑学校
一月十八日星期三 11:00 国家地理飨宴: 虎鲸大追踪
一月十八日星期三 12:00 鳄鱼排排站与布莱迪巴尔 第二排
一月十八日星期三 12:30 自然奇观 - 54
一月十八日星期三 13:00 亚洲花絮集: 崎岖人生路
一月十八日星期三 14:00 科学万灵丹 - 5 - 彩蝶满天飞
一月十八日星期三 15:00 绽放真台湾: 蟑螂X档案
一月十八日星期三 16:00 伟大传奇再现: 郑和下西洋 -1
一月十八日星期三 17:00 五个婚礼和两场葬礼 - 祖鲁婚礼
一月十八日星期三 17:30 奔向自由 - 泰瑞莎的故事
一月十八日星期三 18:00 国家地理精选: 拯救大熊猫
一月十八日星期三 19:00 动物来了! 无尾熊危机
一月十八日星期三 20:00 亚洲花絮集: 谜中谜II - 尸首罐
一月十八日星期三 21:00 微型杀手周: 危险病毒 (首)
一月十八日星期三 22:00 绽放真台湾 - 塞鸽风云
一月十八日星期三 23:00 伟大传奇再现: 郑和下西洋 -2

一月十九日星期四 00:00 五个婚礼和两场葬礼 - 马来婚礼
一月十九日星期四 00:30 另类竞技 - 橄榄油摔角
一月十九日星期四 01:00 微型杀手周: 危险病毒
一月十九日星期四 02:00 绽放真台湾 - 塞鸽风云
一月十九日星期四 03:00 伟大传奇再现: 郑和下西洋 -2
一月十九日星期四 04:00 五个婚礼和两场葬礼 - 马来婚礼
一月十九日星期四 04:30 另类竞技 - 橄榄油摔角
一月十九日星期四 05:00 亚洲花絮集: 谜中谜II - 尸首罐
一月十九日星期四 06:00 动物来了! 无尾熊危机
一月十九日星期四 07:00 国家地理精选: 拯救大熊猫
一月十九日星期四 08:00 国家地理精选 - 生命的奥秘: 新生命全纪录 -2
一月十九日星期四 09:00 动物来了! 动物零距离: 巢穴寻奇
一月十九日星期四 10:00 亚洲花絮集: 哭泣的海豚
一月十九日星期四 11:00 国家地理飨宴: 世界气象二十四小时
一月十九日星期四 12:00 鳄鱼排排站与布莱迪巴尔 第三排
一月十九日星期四 12:30 自然奇观 - 55
一月十九日星期四 13:00 亚洲花絮集: 武术传奇 - 合气道
一月十九日星期四 14:00 科学万灵丹 - 3 - 鳕鱼再现
一月十九日星期四 15:00 伟大建筑巡礼: 航空母舰雷根号
一月十九日星期四 16:00 Duracell充电之旅2: 第一印象
一月十九日星期四 16:30 老天捉狂2: 洪水来袭
一月十九日星期四 17:00 梦幻喷射机 (2)
一月十九日星期四 18:00 国家地理精选: 泽鳄王国
一月十九日星期四 19:00 动物来了! 动物零距离: 捕鳄记
一月十九日星期四 20:00 亚洲花絮集: 自然超体验 - 湿意盎然
一月十九日星期四 21:00 微型杀手周: 伊波拉病毒
一月十九日星期四 22:00 伟大建筑巡礼: 关西机场
一月十九日星期四 23:00 Duracell充电之旅2: 无边恐惧 (首)
一月十九日星期四 23:30 老天捉狂2: 泰国海啸

一月二十日星期五 00:00 宇宙边缘 - 来自地狱的行星
一月二十日星期五 01:00 微型杀手周: 伊波拉病毒
一月二十日星期五 02:00 伟大建筑巡礼: 关西机场
一月二十日星期五 03:00 Duracell充电之旅2: 无边恐惧
一月二十日星期五 03:30 老天捉狂2: 泰国海啸
一月二十日星期五 04:00 宇宙边缘 - 来自地狱的行星
一月二十日星期五 05:00 亚洲花絮集: 自然超体验 - 湿意盎然
一月二十日星期五 06:00 动物来了! 动物零距离: 捕鳄记
一月二十日星期五 07:00 国家地理精选: 泽鳄王国
一月二十日星期五 08:00 Duracell充电之旅2: 无边恐惧
一月二十日星期五 08:30 老天捉狂2: 泰国海啸
一月二十日星期五 09:00 动物来了! 动物的情欲世界: 英雄本色
一月二十日星期五 10:00 亚洲花絮集: 亚洲真风貌: 第三性世界
一月二十日星期五 11:00 国家地理飨宴: 五花八门水族馆
一月二十日星期五 12:00 鳄鱼排排站与布莱迪巴尔 第四排
一月二十日星期五 12:30 自然奇观 - 56
一月二十日星期五 13:00 亚洲花絮集: 沉船特搜队II - 忽必烈舰队
一月二十日星期五 14:00 科学万灵丹 - 7 - 消失的冰帽
一月二十日星期五 15:00 愤怒的大象
一月二十日星期五 16:00 猩疯怒吼
一月二十日星期五 17:00 大象黑暗面
一月二十日星期五 18:00 国家地理精选: 动物大撤离
一月二十日星期五 19:00 动物来了! 动物的情欲世界: 蛇蝎美人
一月二十日星期五 20:00 亚洲花絮集: 亚洲真风貌: 云端上的爱情市集
一月二十日星期五 20:30 亚洲花絮集: 亚洲真风貌: 象牙追缉令
一月二十日星期五 21:00 微型杀手周: 世纪大流感
一月二十日星期五 22:00 日本明石大桥(伟大建筑巡礼)
一月二十日星期五 23:00 桂河大桥

一月二十一日星期六 00:00 打造经典II - 现代桥梁
一月二十一日星期六 01:00 微型杀手周: 世纪大流感
一月二十一日星期六 02:00 日本明石大桥(伟大建筑巡礼)
一月二十一日星期六 03:00 桂河大桥
一月二十一日星期六 04:00 打造经典II - 现代桥梁
一月二十一日星期六 05:00 亚洲花絮集: 亚洲真风貌: 云端上的爱情市集
一月二十一日星期六 05:30 亚洲花絮集: 亚洲真风貌: 象牙追缉令
一月二十一日星期六 06:00 动物来了! 动物的情欲世界: 蛇蝎美人
一月二十一日星期六 07:00 国家地理精选: 动物大撤离
一月二十一日星期六 08:00 神奇万物: 蓝色奇迹
一月二十一日星期六 09:00 神奇万物: 火蚁大嚼美国派
一月二十一日星期六 10:00 动物大斗法（1）
一月二十一日星期六 11:00 北极熊面对面
一月二十一日星期六 12:00 动物大斗法（1）＆（2）
一月二十一日星期六 14:00 海洋世界: 海洋科技前哨站: 海难搜救队
一月二十一日星期六 15:00 精采世界: 绝版路线大探险 : 伊朗
一月二十一日星期六 16:00 血盆大口: 终极猛鳄
一月二十一日星期六 17:00 冰上霸主
一月二十一日星期六 18:00 神奇万物: 鲨鱼迷思
一月二十一日星期六 19:00 神奇万物: 大水獭
一月二十一日星期六 20:00 精采世界: 绝版路线大探险 : 撒哈拉
一月二十一日星期六 21:00 微型杀手周: 超级细菌
一月二十一日星期六 22:00 微型杀手周: 肺结核
一月二十一日星期六 23:00 微型杀手周: 伊波拉病毒

一月二十二日星期日 00:00 超级城市: 纽约
一月二十二日星期日 01:00 神奇万物: 鲨鱼迷思
一月二十二日星期日 02:00 神奇万物: 大水獭
一月二十二日星期日 03:00 精采世界: 绝版路线大探险 : 撒哈拉
一月二十二日星期日 04:00 微型杀手周: 超级细菌
一月二十二日星期日 05:00 微型杀手周: 肺结核
一月二十二日星期日 06:00 微型杀手周: 伊波拉病毒
一月二十二日星期日 07:00 宝莱坞杀手
一月二十二日星期日 08:00 惊奇时刻: 跨越极限
一月二十二日星期日 09:00 绽放真台湾: 蟑螂X档案
一月二十二日星期日 10:00 伟大工程巡礼: 沙中取油
一月二十二日星期日 11:00 微型杀手周: 伊波拉病毒
一月二十二日星期日 12:00 鳄鱼排排站与布莱迪巴尔 第五排
一月二十二日星期日 12:30 自然奇观 - 57
一月二十二日星期日 13:00 亚洲花絮集: 印度食人狼
一月二十二日星期日 14:00 科学万灵丹 - 9 - 残骸线索
一月二十二日星期日 15:00 微型杀手周: 世纪大流感
一月二十二日星期日 16:00 微型杀手周: 肺结核
一月二十二日星期日 17:00 动物随身拍 - 僧海豹
一月二十二日星期日 17:30 黑猩猩日记（1）
一月二十二日星期日 18:00 惊奇时刻: 战栗刺激
一月二十二日星期日 19:00 绽放真台湾 - 塞鸽风云
一月二十二日星期日 20:00 伟大工程巡礼: 采矿利器
一月二十二日星期日 21:00 每周精选: 隐秘世界: 澳洲野犬岛
一月二十二日星期日 22:00 关爱无国界: 迢迢印度铁路
一月二十二日星期日 23:30 食人鱼

『捌』 地球一旦发生大灾难，人类能去太空中的哪些星球

科学家们已经发现了数千颗系外行星世界，而其中一些行星的轨道正好处于恒星周围的可居住带上，以下便是迄今发现的七大系外世界，通过对系外行星的探索有助于科学家们了解太阳系之外可能适宜人类居住的星球环境。当然，我们对其中的一些行星大气等参数并不十分了解，但本目录也为天体生物学家研究地外生命提供了些许参考。根据位于波多黎各大学的研究人员透露，这些星球是目前最有可能存在外星生物的地方。

这只是一个推论，需要事实来证明。即使这个推论正确，也不能说明这些星球就适宜人类居住，因为有高级生命的存在并不等于那里适宜人类生存。其次，人类要跑到以光年计算距离的星球上去生存真是黄粱美梦。最佳候选者可能只有现在最为热闹的火星了。

美国国家航空航天局（NASA）和美国地理协会得出了一个不很明确的结论。尽管人类可以乘坐航天飞机赶到火星，但火星上不利于人类生存的条件还是非常明显的。火星比地球寒冷得多，平均温度零下40至零下60摄氏度。火星上存在宇宙高能离子辐射、宇宙磁场（电磁辐射），对人体健康极为不利。虽然它们不致于让登上火星的人马上死亡，但是到达火星上的人所受到的辐射比在国际空间站上的宇航员所受到的辐射还要大一倍。

『玖』 地理(选修1-宇宙与地球)知识要点梳理

第一单元 宇宙中的地球 知识要点
一、 宇宙及其探索

1、宇宙含义：我国古代把空间称为“ ”，把时间称为“ ”，即天地万物的总称。

组成：宇宙是由物质组成的，物质的形态是多种多样的，统称为 ，

天体包括 、 、 、 、 、 、 等。

人造卫星、航天飞机、宇宙飞船等属于人造天体。

2、人类认识宇宙经历了漫长的时间

世纪 倡导的“日心说”：认为地球、月亮、星星都在绕着 转。

3、天体系统：形成：运动着的天体相互 、相互 ，而形成天体系统。

层次：总星系 银河系 太阳系 地月系

河外星系 恒星系 行星系

外部 太阳稳定——地球上光照稳定

4、地球上存在 大小行星各行其道，互不干扰——安全的宇宙环境

生物的条件

日地距离适中——温度适中

内部 质量和体积适中——能吸引住大气

地球内部结晶水逸出，凝结形成原始海洋

5、在探索宇宙过程中的重大事件

时间 国家 事件 意义

1957年10月 前苏联 第一颗人造地球卫星上天 开创了宇宙探测新时代

1970年 中国 地球卫星“东方红”号发射成功 成为世界第五个能发射人造卫星国家

1981年 美国 世界第一架航天飞机试航成功 人类对宇宙，已经从空间探索阶段，

逐步进入到了空间开发利用新阶段

2003年10月15日中国 载人航天试验飞船发射成功 成为世界第三个能发射航天飞船的国家

空间资源（特点：高真空、强辐射、失重）

6、开发宇宙 太阳能资源

矿产资源（月球上的3He地球上没有，是 理想燃料）

产生原因

危害

7、宇宙环境问题 目前趋势

保护措施

二、太阳

8、太阳概况：是一个巨大炽热的 球， ①日地平均距离——1、5亿千米，

②半径——70万千米， ③主要成分为氢和氦， ④表面温度—— K。

9、太阳的能量来源：内部核 变（4个氢核聚变成1个氦核，消耗质量，放出能量） 。

10、太阳辐射

概念：太阳源源不断地以 形式向四周放射能量，称为太阳辐射。

维持地表

对地球的影响 是地球上 、 、 活动和变化的主要动力

是地球上 的主要来源

主要特点：西部 东部 （东部阴雨天多）

我国太阳能分布 最多区域： 高原（地势高，大气稀薄，大气对太阳辐射削弱少）

最少区域： 盆地（阴雨天多）

11、太阳的外部结构：

①光球层：太阳表面一薄层（约500Km），温度6000K，太阳光基本上都从这一层发出，表面有

一些黑色斑点， 叫太阳黑子，活动周期平均约为11年。

②色球层：厚约几千Km的稀薄气体；可见光很少，只有在日全食时（或用特殊望远镜）才被

人们看到；会喷出很高的红色火焰，叫日珥；短时间内有突然增亮现象，叫做耀斑，

活动周期也是11年，常随黑子群的增多而增多。

③日冕层：色球层外很稀薄、完全电离的气体层；亮度仅为光求的百万分之一，也只有在日全食

（或用特制的日冕仪）时才能看到；温度高达100万度，使高能带电粒子脱离太阳引

力飞逸到行星际空间，叫做太阳风。

光球层 色球层 日冕层

位置： 从 里 到 外

厚度： 从 薄 到 厚

亮度： 从 亮 到 暗

温度： 越 来 越 高

12、太阳活动对地球的影响（太阳黑子的多少和大小是太阳活动的主要标志）

①对地球气候的影响：太阳黑子与降水量有 性。

②太阳黑子和耀斑增多时，发出的强烈射电会扰乱地球上空的电离层，使地面无线电短波通讯受到影响

③太阳大气抛出的高速带电粒子流（太阳风）能使地球磁场受到扰动，产生“磁爆”现象；

④高速带电粒子流（太阳风）冲入地球两极高空大气层，在两极地区夜空会看到极光。

⑤太阳活动强烈时，发出的射线会影响人体健康。

三、太阳系

13、太阳系的组成

太阳：占太阳系总质量的99、86%，位于中心；

九大行星：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星；

行星本身不发可见光，以表面反射太阳光而发亮，肉眼能看到水、金、火、木、土，

有明显的相对运动。

14、九大行星运动特征

共性： 共面性、同向性、近圆性

15、九大行星结构特征

距太阳 体积 质量 密度 表温 物质 卫星 光环

类地行星：水、金、地、火 近 小 小 大 较高 铁核，金属含量高 少或无 无

巨 行星：木、土 较远 大 大 小 低 氢、氦、氖 多 有

远日行星：天、海、冥 远 （中）（中） 中 最低 氢、甲烷 有 （有）

四、地球的自转

16、 方向：自西向东，从北极上空看——逆时针，南极上空看——顺时针

周期：太阳日——24小时（自转360度日9分）； 恒星日——23时56分4秒。

速度 角速度：每小时15度，除两极点外，处处相等。

线速度：赤道最大——每小时1670千米，纬度越高线速度越小，到南北纬

60度，线速度减少为赤道处的一半，到两极就变为零。

17、地球自转的地理意义

①产生昼夜更替现象（晨昏圈，晨线，昏线）；

②不同经度有不同地方时（地方时计算）；

③物体水平运动产生偏向：北半球向右偏，南半球向左偏，赤道不偏；纬度越高，偏转越厉害。

影响河流、洋流、气流。

④地球形状向赤道膨胀，赤道半径比极半径长约21千米，南极半径比北极半径小。

五、 地球的公转

18、方向：自西向东

轨道：近似正圆的椭圆，1月初近日点，7月初远日点。

周期：恒星年：365日6时9分10秒 回归年：365天5小时48分46秒

速度：（角）平均每天1度， （线）平均约30千米/秒；近日点时最快，远日点时最慢。

19、黄赤交角及其影响

含义：地球公转轨道平面（黄道平面）与自转平面（赤道平面）的交角，目前为23度26分。

影响：引起太阳直射点的回归运动，产生二分二至。

冬至日：12月22日前后，太阳直射点在南回归线（最南），开始向北移动；南回归线及以南

地区，太阳高度最高，昼最长夜最短；北半球太阳高度最低，昼最短夜最长；南极

极昼范围最大，北极极夜范围最大；地球公转在近日点附近，公转速度较快。

春分日：3月21日前后，直射点在赤道，继续向北移动；全球昼夜等长；两极无极昼、

极夜现象；地球公转速度继续变慢。

夏至日：6月22日前后，太阳直射点在北回归线（最北），开始向南移动；北回归线及以北

地区，太阳高度最高，昼最长夜最短；南半球太阳高度最低，昼最短夜最长；北极

极昼范围最大，南极极夜范围最大；地球公转在远日点附近，公转速度慢。

秋分日：9月23日前后，直射点在赤道，继续向南移动；全球昼夜等长；两极无极昼、

极夜现象；地球公转速度继续变快。

若黄赤交角增大：则地球上 热带和寒带范围扩大，温带范围缩小； 极昼、极夜范围扩大；

昼夜长短变化增大。

20地球公转的地理意义

①正午太阳高度的变化：由于地球公转和黄赤交角的存在 太阳直射点移动 太阳

光线与地平面夹角变化 地面接受太阳辐射热能的变化 季节变化

某地区太阳高度计算公式：

①昼夜长短变化：除赤道上和两分日外，各地的昼夜长短都不一样， 3月21日——9月23日，

北半球为夏半年，昼长夜短，纬度越高昼越长，北极附近有极昼现象。

②四季更替：地球上的季节变化，从天文现象来看，是昼夜长短和太阳高度的变化；从天文含义

看四季，夏季就是一年内白昼最长、太阳最高的季节（冬季相反），春秋两季就是冬夏两

季的过度季节；为了使季节与气候相结合，我国和许多北半球国家把四季划分为

春季（3、4、5月）， 夏季（6、7、8月），秋季（9、10、11月），冬季（12、1、2月）。

五带划分：反映了年太阳辐射总量从 地区向 地区 的规律。

（见课本22页下图）

这是样本，这里有很多课件，可以下来看看：http://k.3e.net/dl5/

祝你学习进步。