太阳黑子对地球的影响范文

导语：如何才能写好一篇太阳黑子对地球的影响，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

太阳活动和太阳黑子

在北京天文馆的太阳大厅里，有一个圆形的好像“水池”的装置，里面却没有水，而是一个水平放置的直径为1.8米的屏幕，其上显示着实时的太阳像，它实际上是一个太阳望远镜的终端，只要天气好，参观者就可以在这里用肉眼直接地很仔细地观察太阳黑子的情况。在太阳像上，就经常有太阳黑子出现。

太阳黑子是太阳光球上出现的或大或小经常变化的暗斑。在可见光下，它们显得比周围区域暗。太阳表面的温度是接近6000度，而有黑子的区域是大约3000度-4500度，这就是这些区域变暗的原因。但是黑子区域的磁场非常强，面积大的黑子有着更强的磁场，有的磁场强度达到了4000高斯。正是强烈的磁场削弱了正常的物质对流，使这里的温度比周围区域变低。但这只是相对地低一些，如果不是和特别明亮的太阳光球其它区域比较，太阳黑子其实也是非常明亮的。

比较小的太阳黑子尺度有数百千米，大黑子尺度可以达到20万千米，这相当于10多个地球叠在一起的大小了。正因为如此，在地球上用肉眼也可以看到太阳黑子。当然，一定要记住，千万不可以不加任何防护地直接去看明亮的太阳，那样会造成眼睛的永久性损害。

多数黑子存在的时间小于11天，有的小黑子只存在几个小时，但也有大黑子存在时间达到几个月甚至一年以上的。因此，黑子可以作为太阳表面的“标记”，连续几天观察太阳黑子，还会发现太阳的自转。

太阳黑子不仅是太阳表面磁场最强的区域，也是太阳活动可观测的最直接线索。中国保存着世界最早的太阳黑子记录。在欧洲公元807年有了关于太阳黑子的观测记录，但被误解为水星凌日。161 2年，伽利略对太阳黑子给出了正确的解释。

黑子数达到极大的年份称为太阳活动峰年。在随后的几年中，黑子活动逐渐减弱，黑子变少，黑子极少的年份就称为太阳活动谷年。国际天文学界规定，从1 755年起算的黑子周期为第1太阳活动周，此后顺序排列。1 755年是一个太阳活动谷年，太阳活动周是用谷年到下一个谷年来划分和界定的。到201 3年，已进入了第24太阳活动周的峰年。

在太阳活动峰年，黑子数增加，太阳活动剧烈，除电磁辐射增强外，还辐射出强烈的高速带电粒子流。这些都会对地球环境产生很大的影响。其实，在太阳活动谷年，太阳活动减弱，也会对地球环境、气候等产生很大的影响。例如在1645年～1715年间（中国的清代初期），被称为太阳活动的“蒙德极小期”，在这几十年问太阳表面黑子数持续维持低水平，而在欧洲和北美都出现了极度寒冷的冬天，有人称之为“小冰河”时期。

有西方学者认为，太阳黑子的周期和商业危机之间有关联。因为，太阳黑子的活动会影响地球天气，进而影响到粮食、棉花等的产量，并由此波及经济领域。今天，人们更加密切关注太阳的活动。

既然太阳活动会在很大程度上影响地球的环境，那么在久远的历史上太阳活动的情形是怎样的呢？人类对太阳活动的系统观测和记录，乃是近几百年来才有的，对于更早的太阳活动，怎样才能知道呢？

近年来，已有很多科学家进行了这方面的研究和探索。他们了解更早的太阳活动所依赖的方法中，就有树木年轮法以及与之相关的放射性碳14分析。

树木年轮携带科学信息

许多人对树木年轮并不陌生。在一棵树的树干横断面上，有一圈圈的同心圆环，这就是年轮。年轮是树木在生长过程中受季节因素影响形成的。每年春季气候温和，树木生长速度快，新生细胞体积大，数量多，细胞壁较薄，材质疏松，颜色较浅；到了秋季，气温变凉，树木生长缓慢，新生的细胞体积小，数量少，细胞壁较厚，材质紧密，颜色较深。这样，前一年秋季和后一年春季分裂出的细胞之间就会界限分明，形成明显的年轮线。所以，只要数一数年轮线就能大致判断这棵树的年龄。

研究树木年轮能发现许多重要的历史信息。比如某一年的年轮很宽，就表示当时光照充足、雨量充沛，导致了树木生长迅速；而年轮较窄则表示当时温度较低、雨量少、气候恶劣，树木生长相对缓慢。使用这种方法，科学家就能推测树木生长地的历史气候变迁。

在一年的年轮生长过程中，当时大气中所含的物质会通过植物呼吸作用渗入到树木年轮中，尽管含量微乎其微。所以通过树木年轮还能研究很多与历史环境有关的因素，树木年轮是珍贵的科学信息样本。

为了研究树木年轮，有人发明了一种专用的钻具，从树皮钻入树干内，取出薄薄的一小片材质，上面就带有了全部的年轮信息，这样不用砍伐这棵树即可研究它的年轮了。

有重要科学意义的放射性碳14

如果要了解放射性碳14，要先明白什么是同位素。我们知道地球上有很多种元素，例如氢、碳、铁、铜、金等等，它们都是由原子构成的，原子内部有原子核以及电子，原子核内部有质子和中子。同—种元素，原子核里的质子一样多，中子数目却可能不一样多，这就是这种元素的同位素。但是，对一种元素化学性质有直接影响的，是它原子核内的质子数。

以元素氢为例，它有氕（氢-1）、氘（氢-2）和氚（氢-3）三种同位素，它们的原子核内都只有一个质子，但分别有0个中子、1个中子及2个中子，所以都是氢的同位素。

自然界的碳，以三种同位素的形式存在，即碳12、碳13和碳14。其中碳12和碳13所占比例为绝大多数，碳12就占去了几乎98.89%，碳14所占比例微乎其微。但是，碳14具有放射性，“半衰期”是5370年。

碳14的来源与宇宙线有关。宇宙射线轰击地球大气层里的氮原子，使其变成碳14，随后通过长期的释放B粒子的衰变，碳14原子还会还原为氮原子。

碳是构成地球上有机物的主要元素。一种生物（包括动植物）在它生存的时候，由于需要呼吸，维持正常新陈代谢，它体内有机物的碳14含量大致不变。然而在生物死去后会停止呼吸，新陈代谢过程终止，此时体内的碳14就开始减少。因此，科学家发现可以通过测量一件样品内的碳14含量，来估计它的大概年龄，这种方法称之为碳14测年法。

在非洲尼罗河畔的埃及，人们发现了一座年代久远的谷仓，在谷仓里发现了小麦，经科学方法测定，这些小麦大约生产于6000多年前。这个结果就是用碳1 4测年法获得的。常用于碳1 4测年法的样品，包括骨骼、毛皮、木材、木炭、泥炭、甲壳以及某些沉积碳酸盐等等。碳1 4测年法能较为准确地测出时间在五、六万年以内样品的年代。

碳14测年法由美国科学家利比（W.F.Libby）于1 947年创立。利比是一位物理化学家，也是放射化学、热原子化学、同位素示踪技术方面的专家。因为发明碳1 4测年法，利比荣获了1 960年的诺贝尔化学奖。

另一方面，科学家已经知道，当太阳活动增强时，到达地球的高能粒子流会对到达地球的宇宙线起到一定的屏蔽作用，进而会使大气中的碳1 4生成量改变，这种改变会使当年树木年轮中的碳1 4的浓度有反常的降低。因此，通过考察和比较树木年轮中的碳14与碳12两种同位素的比值，就能判断某一年的太阳活动是否经历了增强。天文学家正是用这种方法研究太阳活动的长时标变化。

太阳活动的长周期巨变

2004年，索兰基（S.K.Solanki）等人在《自然》杂志上发表文章，报道了他们的一项重建了从现在上溯到11400年前的太阳黑子数的研究成果。他们所用的数据是在中纬度地区的树木年轮中的碳14的变化量，反映了每年大气层中的碳1 4含量的变化状况，这种变化与当时的太阳活动和太阳黑子数都有关系。

根据他们的结果，最近70年来，从长周期的尺度来看，太阳黑子数已进入一个很不一般的高峰时期，历史上这样高的时期只是出现在8000多年以前；在所考察的11400年中，只有在大约10%的时间中太阳黑子数维持在与现在一样高的水平。而且，以前的强烈活动期所持续的时段，都短于目前已经持续的活动期。

索兰基等的文章给出了从1000多年前至今太阳黑子数的数据曲线，其中有基于碳14变化量重建的太阳黑子数，是群黑子数的10年平均值，还有由极地和全球性的铍10变化量重建的黑子数。铍10（金属元素铍的一种同位素）测年法的原理与碳1 4的原理类似，本文不再赘述。

篇2

随着空间科学技术的发展，从本世纪50年代中期以来，太阳、月亮和人体健康之间的关系已作为科技工作者的研究课题。

众所周知，太阳在天文学上被称为恒星。所谓恒星，应该是永恒不变的星。然而，太阳和其他众多的恒星一样，不但恒中有变，而且变化万千。太阳黑子就是太阳恒中有变的例证。太阳黑子是经常在光彩夺目的日面上出现的一种现象。通过对太阳黑子的观察得知，它的数目不定，从多至少，从少至多的周期约为11年。天文学家把黑子相对数最高的年份，叫太阳活动峰年；把黑子相对数最低的年份，叫太阳宁静年。除黑子之外，太阳活动还有耀斑、谱斑和光斑等等。太阳上这些千姿百态的变化，同地球上的许多现象有密切的关系。当太阳上的这些活动强烈的时候，它的粒子辐射、X射线辐射和紫外线辐射，会突然增多，从而引起地球高层大气中电离层的状态异常，使得短波无线电通信受到干扰以至中断，还能影响卫星通信系统的传播方式和通信性能。另外，太阳活动强烈的时候，对于地球上的气候也有较大的影响。

太阳活动和人的健康究竟有什么关系呢?科技工作者通过观察和研究，发现太阳黑子多的年份，会诱发全球性购流行性感冒。例如，1173年到1979年的806年当中，曾经发生过96次全球性流感，其中半数以上是在太阳活动的高峰年，其余的也在太阳活动高峰年前后的一两年。除了流感之外，太阳活动高峰年还跟其他流行性传染病有密切关系。据科技工作者统计，在苏联列宁格勒所发生的三次猩红热病，都发生在太阳黑子剧烈增加的时候。

科技工作者经过研究还发现，太阳活动强烈的年份，对人的心脏、血管系统、神经系统和某些疾病，都有一定的影响。例如，太阳活动高峰年的时候，心血管病人得格外小心，因为从许多地区的统计数字来看，在这段时间里，心血管病突然发作或者猝死的人数，比太阳宁静年份高得多。特别是在太阳出现大耀斑而引起强地磁暴的第一天，心血管病发作和猝死的人数就更多了，因此，有人把这一天叫做心血管病人的“致命日”。科技工作者经过研究还发现，皮肤癌的发病率比较高的年份，都出现在太阳活动峰年的第二年。太阳活动除了能够导致人生病之外，还能使人的神经系统失调，象胃分泌活动减弱，对麻醉剂的反应降低和对信号的反应迟钝等等。因此，在太阳活动峰年里，交通事故和一些意外事故的次数，比太阳宁静年份要多。

关于太阳活动影响人体健康的原因，除了太阳活动直接作用于人体的因素之外，有些学者认为还有一个原因，就是太阳活动剧烈的时候，改变了地球的磁场，同时造成天气反常，使得有些微生物大量繁殖，导致人生病。

综上所述，有些疾病的流行是有可能根据太阳活动的规律作出预测、预报，进而为医疗卫生事业服务的。

那么，月亮又是怎样影响人体健康的呢?这要从月亮的圆缺变化和它对地球的引潮力说起。

我们知道，月亮的盈亏是有规律的。天文学家把月亮形状的各种变化，叫做“月相”。这种变化是月亮、地球和太阳三个天体的相对位置不断变化的结果。当月亮转到太阳和地球之间的时候，它受光的半面对着太阳，而背光的半面对着地球，人们看不到月亮，这种月相，叫做“新月”，这时候叫“朔”，相当于农历的初一。过了半个月，月亮正好转到了隔着地球和太阳遥遥相对的位置，它整个受光的半面对着地球，于是，我们看到的是一轮皎洁的满月，这时候叫做“望”，相当于农历的十五或者十六。再过半个月，它又回到了“朔”的位置。当月亮从“朔”到“望”，或者从“望”到“朔”的时候，它只有一部分受光面对着地球，这时候我们看到的就是“新月如眉”或者“残月如钩”；或者是半圆形的，也就是所谓“上弦”或者”下弦”。月相就是这样周而复始不停的变化着。

除此之外，月亮的引力还能够使地球上的海洋产生潮汐，特别是当月亮在新月或者满月的时候，它的引力最强，产生的引潮力也最大，于是地球上的海洋就形成了大潮。

近几年来，有些科学家经过研究发现，月亮引力对人体的影响，也能象引起海潮那样，使人体出现生物潮，特别是在新月和满月的时候，由于月亮的引潮力最大，会使人的头部和胸部的电位差突然升高，使人的心理产生一些变化。例如，在新月和满月的时候，一些人会出现失眠、睡觉不踏实，以及烦燥爱发脾气和好斗等现象。

另外，在月亮的新月和满月的时候，也跟太阳的活动峰年一样，交通事故和意外事故也比平时多。因此，目前国内外都有一些科技工作者在从事这方面的研究工作。

篇3

太阳的存在，为地球带来了光和热，为地球上各种生命的孕育和演化提供了必要的基本条件。人类使用的大部分能源都来自太阳。人类自诞生伊始，就充满了对太阳的敬畏。从古希腊神话到古玛雅守护神，都少不了太阳神的踪迹；而在中国古老的神话传说中，后羿射日、夸父逐日等等也与太阳有着千丝万缕的关系。

太阳，对于地球上的生命来说，确实是一个必不可少、赖以生存，同时又美丽而神秘的天体。然而在茫茫宇宙中，从另一种角度来看，它又是一个平庸无奇、微不足道的小家伙，仅仅是宇宙中多得数不胜数的恒星中的普通一员，它大约50亿岁，是一颗“人到中年”的恒星。

由于它距离我们如此之近，与我们的生活关系又是这样密切，所以人类对于太阳的观察和探索在很早就开始了。在我国，最晚从汉代起就有了世界上最早的太阳黑子记录。意大利的科学家伽利略在成功自制了望远镜后，也将它对准了太阳，观察了太阳黑子。随着天文学的发展，越来越多的科学家将自己的目光投向了这颗给予我们光和热的天体，期望能更多地认识和了解它。

恒星太阳

恒星太阳是一个在自身引力作用下收缩、聚合在一起的炽热气体球，距今大约已有50亿年的历史。主要由约90%的氢和约10%的氦组成，碳、氮、氧等元素仅占0.1%左右。由于有着极高的温度，太阳上的气体都被高度地离子化了。有了离子就会存在电荷，电荷运动就会产生磁场，而磁场反过来又会作用于电荷，从而形成了非常复杂的太阳磁场。这些带电粒子在太阳内部的磁场中沸腾、翻滚，并随着太阳的对流运动来到太阳表面，在积累到一定程度后，最终喷薄而出，形成各种美丽壮观而又会对周围空间产生重大影响的太阳活动现象。

随着科技的发展和观测手段的不断提高，人们首先逐渐明晰了太阳的结构。如果有一个带电粒子产生于太阳的最内部，而要运动到太阳的最外部，那么它可要经历重重考验了。首先它必须克服太阳内部的强大引力，冲出日核，然后在太阳的中间层摸爬滚打，到达对流层，在这里几经沉浮后，来到光球层，在让我们目睹了它的身姿后，再次娇羞地隐匿到色球层，最终身不由己地随着开放的磁场进入日冕及以外部空间。在这个过程中，它可以先享受从日核内部到色球底部的不断“凉快”的过程，然而进入色球后，它就必须再次忍受高温了，而且越向外运动到接近日冕层，温度就越高，这也是真正的“烈火焚身”了。

异彩纷呈的太阳活动

由于有着复杂的内部过程，太阳上呈现出多彩多样的活动现象。

《汉书·五行志》中说道，“日出黄，有黑气，大如钱，居日中央。”这便是古人对太阳黑子的描述。黑子是太阳光球表面（即我们平时肉眼可见的太阳表面）上最容易辨认的现象，由于它的温度低于光球表面，所以看上去为黑色的斑点。但事实上，即便是黑子，温度也在上千摄氏度。黑子大多成对、成群出现，而太阳活动区中往往存在大的黑子群。故而太阳活动的程度就能以黑子群的数量来体现。近现代的天文学研究发现，太阳黑子呈现出约11年的周期，即从黑子数很少甚至为零发展到黑子数顶峰，然后数量又逐渐减少至可能为零，这一过程大致经历11年左右。现在的天文学家们就是以此来确定太阳活动的周期的。

在每一个太阳活动周里，并不是只会出现黑子和黑子群，耀斑、日珥、日冕物质抛射等现象也是太阳活动大合唱中的一员。

耀斑是太阳表面爆发的剧烈活动之一。它表现为太阳大气局部区域突然短暂增亮的现象，并且常伴有大量带电粒子的喷射以及电磁辐射，按照级别从小到大依次分为A、B、C、M和X级。耀斑的爆发经常还伴随有日冕物质抛射，这表现为短时间内由太阳日冕快速地向外抛射出大量等离子体物质，这些等离子体中携带有大量的带电粒子，若传播到地球附近，则会对地球周围的空间环境乃至人类的活动产生一定影响。与耀斑和日冕物质抛射有关的另外一种太阳活动现象称为日珥，这是突出在日面边缘外的太阳物质，在日面上，它由于吸收了光球的辐射而表现为暗条。日珥也会爆发，届时，一部分物质会被抛射出去，而其余的物质则会落回到色球表面。除了这些太阳活动，太阳表面上还存在着光斑、谱斑以及各种大、小尺度的太阳活动现象，它们共同构成了整个太阳活动周内丰富多彩的活动现象。

新的太阳峰年要来了吗

太阳活动有约11年的周期，目前，有科学记载以来的第23太阳活动周已于2009年成为历史，而第24活动周已经悄然向我们走来。回顾2009年以来的太阳活动，在经历了两个周期之间的平静后，这颗炽热的气体球又重新开始活跃起来。

在2009年全年里，大概只有在100天左右的时间里，太阳表面存在黑子。而且在这一年里，太阳表面的耀斑也主要以B级为主，较低的A级和较高的C级都很少，而更高的M级和X级耀斑则一个都没有。而到了2010年，太阳表面上出现黑子的天数比2009年翻了一番，达到了200天左右。太阳上的耀斑仍是以B级为主，但A级耀斑消失了，取而代之的则是C级耀斑数目的增加。此外，这一年出现了23个M级耀斑，最大的为2月12日的M8.3级耀斑。2010年太阳活动水平整体开始升高，但仍未出现X级耀斑。

随着时间的推移，2011年的太阳更加活跃起来，全年只有2天没有黑子出现。M级耀斑增加到了111个，并且于2月15日出现了第24太阳活动周的第一个X级耀斑，为X2.2级。此后的时间里，太阳上又爆发了8次X级耀斑，最大的达到了X6.9级，这已经是相当强的太阳爆发活动了。

进入坊问传言的世界末日年2012年，太阳似乎朝着更活跃的活动发展方向狂飙不止。在北京时间2012年1月23日11时59分，太阳表面活动区NOAA11402中爆发了一次M8.9级耀斑，这是2012年以来发生的最大耀斑，该耀斑随后引起了地球附近质子流量明显增强，达到了发生质子事件的标准。此外，该活动区和活动区NOAA 11401里共爆发了多次M级耀斑和1个X级耀斑，其中一个与耀斑有关系的日冕物质抛射还到达了地球，引起了地球磁场的扰动。在较低纬度的地区甚至都可以看到平常只有极区才可见到的极光。由于担心地球磁场的扰动可能会影响到卫星通讯，有的航空公司还选择更改了部分航班的航道。截至作者撰稿时，短短的四个月里，太阳上已爆发了24个M级耀斑和4个X级耀斑，最大级别为X5，4级，与2011年同期相比，算是“超额”完成了爆发“任务”。

在接下来的时间里，太阳应该会毫无疑问地朝着更活跃的阶段迈进，而我们所处的2012年究竟会不会是太阳活动的峰年呢？或者像有的学者认为的，2013年或者2014年才是真正的太阳活动峰年？科学界目前仍无法给出确切的答案。另一方面，虽然太阳活动极大年会给人类带来一定的影响，但决不会是传言中的世界末日，大家大可不必惊慌失措。人类历史上由于太阳活动造成的巨大损失，也不过如1989年的太阳“风暴”事件，但它也只是造成了北美局域停电，有一些卫星失控等后果，对人类的基本生存并未造成任何威胁。

篇4

2030年太阳“休眠”？

这一发现是在英国皇家天文学在一次科研会议上公布的。根据他们研发的太阳活动周期模型，现在我们正处于在太阳活动的第25个周期。从这两年的情况看，太阳发出的电磁波正在逐渐减弱。照此下去的话，在2030年，当太阳活动进入第26个周期之后，太阳将变得“安静”许多，进入一个相对的“休眠”期。

类似的现象曾经出现在公元1645～1715年。在这段时间里，太阳活动非常衰微，持续了长达70年的时间。而在同一时期，地球上很多地方都出现了极端寒冷的天气。当时在英国，大部分河流都冻结了，人们甚至能够穿着冰鞋横穿泰晤士河。而在处于明朝的中国，历史记载江南当时也出现了河流封冻的现象，江西种植的柑橘因为寒冷大面积冻死，造成了严重的自然灾害。

这种寒冷的时期，被称为地球的“小冰河期”。这个时期的天气虽然比较寒冷，但还不至于像《冰河世纪》中那样，大片的冰川彻底覆盖陆地，大家只有进化成猛犸象和剑齿虎才能活下来。不过也会对人类和其他生物产生一定的影响。于是，不少媒体上都出现了“太阳‘休眠’，地球将会回到‘冰河时代’”的标题。

太阳为啥这么“累”？

消息一传出，很多人都开始着急了：要不要搬到一个比较暖和的地方，比如海南岛啊，赤道附近去生活呢？且慢，让我们先搞清楚，把太阳“累”成这样的“活动”到底都是在干嘛？

其实天文学家们所说的“太阳活动”，并不是指太阳正常的发光发热，而是指太阳上出现的诸如黑子、耀斑爆发和日冕物质抛射等活动。以太阳黑子为例，在某些年份，黑子的数目特别多，而在另外一些年份，黑子的数目又会减少。大约从172年前开始，天文学家就根据历史上积累的观测资料总结出了一条规律――太阳的这些活动有周期性的波动变化，时而达到高峰，时而进入低谷，而这个周期大约是11年。

当太阳活动进入活跃期时，会释放出大量的电磁辐射，对地球上的通讯和无线信号传播会造成一定的影响，还会让地球上频繁出现极光。但这会不会影响到地球的气候变化，目前还没有定论。

此外，“小冰河期”的出现原因很复杂。例如，有些科学家的研究就曾指出，在“小冰河期”，火山的活动也很频繁，遮天蔽日的火山灰同样会阻挡太阳的光照，给地球“降温”。但这可不能怪到太阳的头上吧？

终将陷入“沉睡”

当然，作为一颗恒星，太阳有自己的“生老病死”过程。在未来的某一天，太阳的衰亡是不可避免的。但跟人和动物进入老年后精力下降、总想睡觉不同，太阳的衰老将完全是另外的一番景象。

根据科学测算，随着时间的推移，太阳上不断燃烧的氢核物质将会逐渐消耗减少。但这并不会导致太阳“熄灭”，反而会使太阳的核心受到引力的压力，发生升温和膨胀。再过 10 亿年， 太阳的光度将在今天的基础上再增加 10% 左右。这一变化将使地球上的地表温度上升，海洋蒸发加剧，大气层中水蒸气的含量增加。整个地球将变成一个大“蒸笼”。大部分地区将变成闷热的荒漠，幸存的物种将不得不转入地下，过起穴居生活。

在 30 亿年后的未来，地球的温室效应将彻底失控，那时的地球将会变得类似于今天的金星――那里的温度常年高达 460°C。到那时，地球上将没有任何生命可以存活。而再过10亿年左右，太阳核心区的氢燃料将可能耗尽。它将在引力的作用下发生坍塌，变成一颗体积和光度都极为巨大的红巨星。水星和金星将彻底被它烧毁，从宇宙中消失。

那么，地球又会如何呢？有些人预测，由于太阳在膨胀时引力会逐渐减弱，地球有可能反而远离太阳，躲过被“烈火焚身”的命运。但即便如此，由于太阳可能会膨胀到原来体积的一千倍以上，它会把两千多度的高温倾泻到地球上，导致地壳融化，岩浆洪流四处流淌。这里将再也没有生机勃勃、鸟语花香的景象。

篇5

关键词：宇宙暗能量的形态和本质　暗能量的地理生物效应　现代地理学

1、引言，暗能量研究的现状和传统地理学

1.1　关于暗能量

宇宙暗能量最早可追溯到爱因斯坦的宇宙常数。1998年，天文学家们发现，宇宙不只是在膨胀，而且在以前所未有的加速度向外扩张，所有遥远的星系远离我们的速度越来越快。那么一定有某种隐藏的力量在暗中把星系相互以加速膨胀的方式撕扯开来，这是一种具有排斥力的能量，科学家们把它称为“暗能量”。暗能量长期作用于太阳和地球会产生一系列效应，需要人类去破译识别和开发利用。

1.2　“威尔金森微波各向异性探测器(Wilkinson Mi－crowave Anisotropy Probe，简称WMAP)已经得到了宇宙最早光(辐射)的第一批详细的全天图!它捕获的微波(光)辐射来自“大爆炸”后的38万年。通过用一个模型拟合观测，宇宙学家根据这种(光)辐射确定了宇宙学参数。宇宙的年龄(T。)为137亿年。Ω。值近似于1，支持发生过暴涨的观点。当然，宇宙有平直的几何学，而通过这些资料导出的宇宙成分是：暗能量占73％，暗物质占22％，平常(重子)物质占4.4％。这些不同寻常的结果与我们现在的了解是一致的，但似乎提供了空前精确的信息。”

1.3　诺贝尔物理学奖获得者、美籍华裔科学家李政道，2005年4月15日上午在北京人民大会堂举行的世界物理年大会上做报告，阐述了有关“暗能量可能来源”的最新见解。李政道教授的观点主要是：“天外有天”。“WMAP和SDSS(斯隆数字巡天)以及Ia超新星观测结果告诉我们暗能量占宇宙成分的三分之二。暗能量具有负压，在宇宙空间几乎均匀分布或完全不成团，但它的物理性质却仍然是个谜。解决这一问题需要新的物理理论和天文观测，这将带来一场重大的物理学和天文学革命。”

1.4　据新华网2008年11月25日报道：“NASA和美国能源部正在协力建造世界上第一个太空观测站，旨在了解暗能量的本质。”

1.5　2009年2月笔者在《今日科苑》第4期上发表“论暗能量的形态和本质”，用国家天文台、云南天文台的观测成果证明了“暗能量是基本粒子和波的共同体、是质量和能量的共同体、是势能和动能的共同体、是宇宙大爆炸后没有凝聚成普通重子物质和暗物质的余留物不断演化进化来的。”由此可见暗能量波和光波一样具有“波一粒二象性”。

1.6　传统地理学是把地球上各种物理运动和变化(风、云、雨、雪，七个气压带、六个风带、三大环流)的能量来源只归结于太阳，完全不考虑占宇宙成分73％的暗能量这个重要机制。事实上是地球上各种物理运动和变化所需能量的来源除了太阳之外还有宇宙暗能量。

1.7　2011年2月，笔者在《经济研究导刊》第6期上发表“宇宙暗能量的地理生物效应及对地球变暖的制约――低碳经济和暗能量”，将传统地理学提高到了现代地理学阶段。

1.8　暗能量波的波形图如图1所示：

2、暗能量地理学、暗能量气象学的发现及现代地理学的建立。2008年，作者“利用中国科学院国家天文台、云南天文台和紫金山天文台已有的多项观测成果，”特别是用1996年1月1日到2008年12月31日这13年4749天的太阳黑子相对数、日最大相对数、太阳10 Cm射电流量和日最大射电流量及这一期间中国气象科学数据共享服务网提供的地球气压、气温和降水的观测值，通过对这数十万个数据的理论计算和分析研究发现了暗能量的地理效应，耗时一年多，用了十余斤的演算稿纸证明是太阳和暗能量共同主导了这种地理生物效应。暗能量的地理效应图如图象2所示：

当我用数十万个科学数据通过理论计算绘制出这些图象时，我的眼前忽然一亮，高兴地喊了起来：“我终于找到证据了”。利用这个图像能方便地看到暗能量的地理效应。具体是温度效应、负压力效应和次生的自然灾害效应。暗能量的地理温度效应表现在暗能量波的波峰期(2000年)，黑子相对数高达43774。当年地球气温最低。以贵阳市作代表，温度只有11.046℃，是13年中气温最低的年份。处于图2中的低温谷。由于气温最低，因此2000年贵阳平均气压最高(8965hpa)，为图中的高压脊。负压力效应则表现在2000年贵阳降水量最大，为1441mm，也是13年中的最大值。“图中有3高一低：暗能量波峰、降水峰、高压脊，低温谷，它们是对应的。这表明地球上各地气温、气压、降水等的地理分布差异信息和太阳信息及宇宙暗能量信息是十分吻合的。暗能量是以基本粒子和波的能量形式长期作用于太阳和地球的。用“拉脱维亚光柱观察暗能量”的原理图能很好地解释这些问题。如图3所示：

暗能量是由西向东进入太阳系和地球大气圈并推动整个太阳系至西向东自转和公转的。用太阳和宇宙暗能量的共同作用去看待地球上的大气环流及随之产生的各种自然现象，地球上不同经纬的气温、气压，降水、蒸发的地理分布差异，所有问题都将迎刃而解。现代地理学从此应运而生。如前所述：2000年是暗能量的波峰期，以贵阳为代表这时低纬度地区降水量为一个暗能量波的周期内的最大值，用暗能量的负压力效应能很好地解释这一现象。而此时地处中纬度的北京、承德地区的降水量则是一个暗能量波的周期内的最小值，原因就在于暗能量波越过北纬30度后面对的是一个下滑的下垫面，其流速会得到加大。地面的大流速就会吸引高空气流下沉(流体力学的流速大压强小规律)，气流下沉绝热增温，降水自然减少，因而产生最小值，同样可用暗能量的作用来解释。如图4所示：

正是这个流速大压强小规律在起主导作用，地处北纬56度附近的拉脱维亚让人们拍摄到了暗能量的负压力效应。如图5所示：

如图5所示，由于地面较大的流速而吸引高空气流下沉从而出现漏斗状的光柱。用“拉脱维亚光柱观察暗能量”的原理图就是根据这张照片绘制出来的。

3、由暗能量的地理生物效应能演生出一系列次级学

科。由“暗能量的地理生物效应”能演生出一系列次级学科，如暗能量地貌学、暗能量生物学、暗能量气象学、暗能量水文学乃至暗能量超导物理学。

3.1　关于暗能量地貌学。根据“用拉脱维亚光柱来观察宇宙暗能量”的原理图，能方便地演生出暗能量地貌学。

由于暗能量波的基本粒子流越过地球南北纬30度后面对的是一个下滑的下垫面，它的流速会在纬度30～60度之间得到加大，因此对中纬度的地表有塑造作用而产生暗能量地貌。作者预测：我国西北处在中纬度地区沙漠的沙丘是南坡缓而北坡陡，沙漠中的波纹是东西方向的。和流水与海岸沙滩地貌相似。

3.2　暗能量生物学。宇宙暗能量和太阳一起长期作用于地球生物会产生暗能量生物效应。如：树木的年轮一定和暗能量波吻合。年轮密的年份一定是暗能量的波谷期(干旱期)，而年轮疏的年份则是暗能量的波峰期(湿润期)。此外，树木的外表形态也会形成一些适应太阳和宇宙暗能量的特征因而具有指示作用。作者将暗能量信息树的形成划分成四个阶段：

第一阶段：在低纬度地区因为这里的暗能量是从太空往下的，所以树木的外形像太空火焰，如图6、7所示：

太空中的火焰如图8所示：

在北半球的中纬度地区，因为这里暗能量的基本粒子流是由南向北流的，因此是树干的南部受到暗能量侵蚀。如图9所示：

暗能量信息树形成的第二阶段：

在中纬度地区的泰山柏树主干南部的树皮被暗能量侵蚀掉，木质部开始腐烂。本阶段约需500～1000年。如图10所示：

暗能量信息树形成的第三阶段：

地处中纬度地区的古树，树干的东部、南部和西部的树皮均被暗能量侵蚀掉了，只有树干的北部有树皮及存活的枝叶。如图11所示：本阶段约需1000～1500年。

暗能量信息树形成的第四阶段：

树木完全被暗能量侵蚀枯死，留下暗能量的基本粒子流横向切断树木纵向纤维的印记。如图12、13所示：

3.3　暗能量水文学。暗能量和太阳长期作用于地球上的各种事物，在影响地球气象、生物的同时还会影响大江大河的水位、流量、洪灾等。比如主导我国长江的水位、流量和洪灾。如图象14、15所示：

3.4　关于暗能量超导物理学。作者在2007年《中国科教博览》第10期上发表了“超导与暗能量漩涡场――超导新解”，论述了超导产生的暗能量机制。2009年作者预言：同一超导体的临界温度，在一个太阳黑子周期内，其变化曲线一定和暗能量波的变化曲线相同。

4、结论。信息是对事物及其运动状态的描述，哪里有差异，哪里就有信息。地球信息、太阳信息和宇宙暗能量信息是完全吻合的。地理学有传统地理学和现代地理学之分。传统地理学是把地球上各种物理运动、变化(风、云、雨、雪)及生理过程所需的能量来源只归结于太阳，完全没有考虑占宇宙成分73％的暗能量这个重要机制。现代地理学则认为：地球上各种物理运动、变化(风、云、雨、雪)所需能量的共同来源是太阳和宇宙暗能量，是太阳和宇宙暗能量共同主导了地球上各种物理运动、变化及生理过程。

5、致谢。1996－2008年太阳黑子相对数资料数据信息是从国家天文台网站下载的，同期的地球气象资料信息是从中国气象科学数据共享服务网下载的。没有这些资料和国家的好政策作者是写不出本文的。此外，还有我学会计专业的儿子，是他教会我使用Microsoft office Excel，不然我还在用计算器一个一个地计算那数十万个的科学数据。作者在此一同表示感谢!

篇6

一、人是宇宙自然之子

宇宙万物的发展和运动都存在着一定的规律性，无论是宏观和微观，都体现着周期性及自然回合。人是宇宙创造的，宇宙间所有的生命个体都是运动着的开放系统，都与大自然保持着紧密的联系和畅通。在自然界中，每一个生命都不是一个孤立的个体，而是一个沟通所有生命与非生命的无限整体，每一个生命都存在于一个与自然无限交感的同一体中。庄子在《南华经》中曰：“天地与我并生，而万物与我为一。”我们东方的先哲仿佛早在两千年前就洞悉了宇宙间所有的前因后果，主张“天人合一”。他们不把自然界视为人类去战胜的对象，而是把人也看成是组成自然界的一小部分。他们想，人类不光要征服自然，而更重要的是将自己融于自然，归于自然。《道德经》云：“人法地，地法天，天法道，道法自然。”

人的生命现象是井然有序的，大自然的物质运动也是和谐守恒的，人只有在与生态系统和宇宙环境极度和谐的状态下，才能使意识功能得以最大限度地发挥。人在宇宙范围内是本体全息的合一状态，“天人相应”原本就是人体具有的自然属性。《老子章句》曰：“天道与人道同，天人相通，精气相贯。”道家的哲学思想不仅指出了宇宙万物相互依存、彼此制约发展的必然规律，而且更重要的告诉了我们人与自然是同一母根。人是宇宙的精灵，他缩影着宇宙，代表着宇宙，并感觉着宇宙。《西升经》云：“天地与人物，本皆道之源。”人与宇宙无限交融。

太极图是道家最重要的崇拜图腾，也是自然界一切事物发展变化的理论图示。太极图既表示了太阳和月亮运动的阴阳消长关系，同时也包含有宇宙的起源和时间及空间的无限。太极既是至大宏观世界的缩影，也是至小微观世界的全息。南宋的朱熹曰：“总天地万物之理便是太极。”天体是个大太极，人体是个小天体，而在人体各部位的组织中同样存在无数个小太极。《太极道诀》云：“物物各具一太极。”太极是宇宙的法则，也是世间一切事物的发展规律。

1980年，山东大学张颖清教授经二十年研究，正式提出了生命全息理论，他用科学的方法证实了人体全息胚是处于某个生命发育阶段转化中的胚胎。从生命科学看生物具有的全息性，一个精于、一个卵子、一个细胞，都全息着一个完整的生命体。如今高科技发展的克隆技术，就是生物全息律最好的见证。在此基础上，王存臻、严春友两位老师又提出了“宇宙全息律”的假说。他们认为，全息不仅存在于生物界，而且在整个宇宙的构成中都有类似的系统对应现象。在时间上存在着重演律，在空间上存在着相似性，宇宙也和生物一样存在着经络系统，存在着潜性和显性基因。一个生命体全息着一类动物，而一类动物同样也全息着宇宙和万物。

人是自然之子，地球上所有的生命在宇宙整体中都充当了“全息元”的角色。据科学家测定，人体血液中的60多种化学元素含量比例，同地壳中化学元素的含量比例十分相似，这充分表明人是环境的产物。正像张三丰所言：人“与外天地日月同体，不差毫发”。我们知道，一年有365天，12个月。《灵枢・邪气脏腑病形篇》曰：人有“12经脉，365络”。人体每分钟呼吸大约是18次，每日24小时共呼吸25920次。而太阳的二分点也恰好需要25920年完成一次周期轮转。绍子曰：“人头之圆也象天，足之方也象地。天有四时、五行、九解、366日，人亦有四肢、五脏、九窍、366节。天有风、雨、寒、暑，人亦有取、与、喜、怒。”高士宗在《素问・生气通天论》题解中说：“人身阴阳五行之气，生生不已，上通与天。”

二、天体与自然对人体的影响

科学研究证实，动植物的繁殖和生长过程都要受太阳活动的调节，新生儿的死亡率和妇女疾病的发生率，与太阳黑子活动强弱呈正相关。而如猩红热、痢疾、白喉病、流感等传染病及&,lfll管、眼疾、皮肤病等，也都与太阳活动密不可分。加拿大科学家发现，大流感与太阳风暴有关。自1729年以来，世界性的大流感都发生在太阳黑子活动期间。原苏联医学家认为，心血管病的复发，很多都是由太阳活动造成的。从1961年至1987年间，某市心肌梗塞的日发病率和死亡率的调查结果来看，原因都与太阳微粒子辐射有关。美国科学家研究证明，人的寿命同自己母亲出生那年太阳黑子数量多少有关，黑子多时，出生的小孩寿命一般比其它时期出生的要短。另外，当太阳活动强烈时，人类植物神经和交感神经的紧张程度会有不同程度的提高，因而人类的攻击会加剧，判断错误率上升，交通事故增多。

太阳风暴每平均11．2年就要发生一次。科学家研究认为，起因于太阳活动的地磁变化对人体分泌具有显著的调节作用，而人体的神经系统对地磁的扰动是非常敏感的。因此，太阳活动首先会影响人类的情绪。另外，人体生物电可形成人体电磁场，在通常情况下，人体磁场与地球磁场处于相互融洽的状态，当太阳上发生强烈活动时，会打破人体电磁场的平衡，使人体某些机能发生紊乱，影响人的情绪并促使疾病的发生。《中藏经》曰：“人者，上禀天，下委地。阳以辅之，阴以佐之，天地顺则人气泰，天地逆则人气否。”俄罗斯科学家纳塔利亚・卡尔霍娃，经数年研究发表文章说：太阳在活动高峰期间发生的辐射，可降低淋巴细胞的功能，从而会引起人体免疫的下降。实验表明，太阳辐射强度高时，能使淋巴”细胞合成蛋白的功能几乎降低一倍。

美国和以色列的科学家研究还发现，我们人体白天有大量的细胞老化或损坏，而在夜晚休息时，大脑能分泌出一种叫年轻态的因子来修补损伤的细胞。但在太阳风暴期间，大量的宇宙射线会阻止它的分泌，并杀死许多对人体有益的细菌，使我们人体提前进入衰老状态。另外，在太阳活动期间，强烈的紫外线照射，会使眼疾、过敏病、皮肤癌患者猛增。俄罗斯科学院生物所曾对1989年太阳风暴期间3000多位老人进行了观察研究，他们发现此时妇女皮肤细胞老化的速度是平时的1．5倍，而免疫细胞的抗病能力却降低了60％以上。早在两千年前，我国古代劳动人民就发现了太阳黑子活动对人体的影响。《易・丰卦》曰：“日中见斗，往得疑疾。”

据2000年12月新华社消息：日内瓦大学生物系研究确认，人体器官几乎所有的细胞都拥有生物钟，它们都是按照太阳的升降来制造蛋白质，不管作息时间如何打乱，身体中的主要生物钟都会按最初的节奏发挥作用。科学家们曾做过这样一个试验，让一些自愿者居住在一个与世隔离的山洞中，他们不知道白天和黑夜，对时间观念完全模糊不清，但通过对这些人的体温、脉搏、血压和脑电波测试表明，体内节律仍顽强地保持在一昼夜的周期之内，所有的数据都是与自然一同有规律的升降。道家云：“日出没，比精神之衰旺。月盈亏，比气血之盛衰。”

月球是我们最近的一颗天体，它的引力对地球和它哺育的生灵影响最大。我们知道，成年妇女的月经周期就与月球的引力有着密切的关系。按农历计算，一个朔望月是29．5天，而女同志的月经周期大约是28天，这就是人体天癸、冲任对月球引力变化的具体反映。美国医学协会的一份研究报告显示，有心脏病的人，在满月和新月时比较痛苦并易发作，而由肺结核引起的出血性死亡也一般发生于满月的前后。我国医学工作者目前已证实了人体肺循环存在着潮汐现象，发现当月球引力增大时，可使肺循环的血液产生向上和向外的力量，导致了肺血管破裂而形成大量咯血。《内经・素问》曰：“月始生，则血气始精，卫气始行；月廓满，则血气实，肌肉坚；月廓空，则肌肉减，脉络虚，卫气去形独居，是以因天时而调血气也。”

近年来，国外学者还发现月球也在左右人的情绪，在满月时，一些人会感到精神紧张，或易发怒，甚至精神失常。美国精神病专家利伯认为：人体80％是由液体组成，月球的引力能如同引起海潮汐那样对人体的液体发生作用。在满月时，人体血气充实，内分泌旺盛，头部和胸部的电位差也增大，故最易激动。2000年8月23日，《世界科技译报》报道：芬兰国家健康协会研究发现，自杀率同样也受月球的影响，在新月或春秋季节的满月时，是自杀的高峰。美国加利福尼亚大学的社会学家大卫・菲利普分析了1973年至1991年共200万死亡诊断书后也发现，每月阴历初的几天，因各种原因的死亡率要比前一周高出许多。另外，月球的运动还会影响人的出生率。美国学者阿・墨纳凯尔兄弟，在1959年曾研究了25万人的出生日期，他们惊奇地发现，一多半人都出生在望月的附近几天。

人是宇宙创造的杰作，人类和自然环境之间相偕而生，相伴而存。《中藏经》曰：“天合于人，法于天，见天地逆从，则知人衰盛。”著名学者费兰克・道尔说：“人体是个复杂的电神经和化学神经网络，因此它不但是电源和传播站，而且还是敏感的无线系统，能够接受到各种各样无以数计的信号。”

除太阳月亮对人体有很大影响外，另外还有太阳系中的其他天体。据观察，木星或其他星球与地球处于合月时，对人体影响最大。道家经典《度人经》曰：“日月五星，亦有亏盈，至圣神人，亦有休否。末学之夫，亦有疾伤。”木星古时称岁星，是行星中的巨人，它的质量是太阳系中其他行星总质量的2．5倍，木星极大的引力和强大的磁场，对地球生物影响相当大。木星绕日公转周期11．86年，相对于某近日点与地球的准会合期是12年。有人推测人体的十二经脉，其外部原因很可能与木星有关。著名的作家莎土比亚曾说过：“是星辰，天上闪烁的星星主宰着我们的生存。”意大利哲学家托马斯・阿奎那也说过：“天体是人世间所发生一切事物的根源，天体间接地影响着人类的活动。”人是自然之子，人与宇宙无限交融，宇宙间的一切都会在人体上浓缩和体现。《灵宝毕法》云：“道生万物，天地乃物中之大者，人为物中之灵者，别求人道，人同天地。”

三、沟通天人通道

“修真”是道家的专用术语，它既指通过修行对宇宙大道及世间万事的体悟，又指具体修行的过程及方法。道家在长期的修行实践中切身体悟自然大道及生命的深层实质内蕴，故而形成子声别于世人的宇宙观和人生观。他们就是以此观点去指导自己的生命旅途，并获得了有别于常人的奇特生命现象和长寿。道家认为，在整个宇宙环境中，天地本乎阴阳，人身亦一阴阳也。由于人生活在天地自然环境的包围之中，因此不能不受到天地自然变化的影响。在整个宇宙中，地球按照天体自然的规律周而复始地运动，形成了春温夏热、秋凉冬寒的四时气温变化，而由此所引起的风、寒、暑、湿、燥、火，是导致人体发生疾病的一项最重要因素。

人的生命过程是与宇宙和谐共生的过程，人体的摄生原则也应顺应自然界的阴阳消长规律。道家名医孙思邈在《四季养生法》中曰：“春嘘明月要扶肝，夏日呵心火自闭，秋嘶要知金润肺，冬吹盖肾坎中安。”一年有四季十二月，除气温对人体有影响外，人体的12经络都与季节有所对应。在这里，孙思邈不但告诉我们养生需遵循天时等自然法则，而且还明确地指出了人体各器官与四季的关系。另外，道家还将――日的气温变化也分为四时，即朝为春，日中为夏，日人为秋，夜半为冬。自然界四时的兴递，对人体五脏六腑、四肢百骸都有一定的影响。所以，我们养生必须根据不同时令对身心变化的特点，从精神、起居、衣着、饮食等方面适当调整，才能顺应自然得以健康长寿。彭祖曰：“养寿知法，但莫伤之而已，夫冬温夏凉，不失四时之和，所以适身也。”老子云：“人与天调，然后天地之美生。”人的生命来源于自然，人调整身心、战胜疾病、恢复健康的基本手段也应顺从自然。

东汉时期，道家经典《太平经》曰：“多头疾者，天气不悦也；多足疾者，地气不悦也；多五内疾者，是五行气战也；多病四肢者，四时气不和也。”在我们的现实生活中，大家可以看到，每当阴天降临，风湿和腰腿痛患者就有感应，这就是天气对人体影响最好的说明。人虽是万物之灵，但乃天地孕化而生，故必受自然之左右。秦汉时期的《同类相动》云：“天将阴雨，人之病故为之先动，是阴阳相应而起。”

在宋元两代，是中国史上中医最灿烂辉煌的时代，“子午流注”和“灵龟八法”都产生于这个时期。我国古人，特别是道家根据“易”理发现：人体内部的气理运行与大自然的气理运行有一定的节律性，自然界的阴阳升降、五行生克，都会在自然节律的作用之下影响人体的阴阳升降、气血盛衰及脏气变化。人体本身就是一个信息储存感应器，也是一个特殊的全息元，具有与自然一致的节律性。我们可以根据人体一日之中各脏腑所主之时和营卫之气，在12经脉运行次序，推算出有关穴位的开合时间，予以对某些疾病施治，达到事半功倍之效。而顺应大自然盛衰规律养生或施治，这实际就是人与天地相应。《灵枢・五十营》曰：“天周二十八宿，宿三十六分，人气行一周、千八分，日行二十八宿。人经脉上下、左右、前后二十八脉，周身十六丈二尺，以应二十八宿。”在这里，《内经》告诉我们：人体经脉之气运行一周历经二十八脉，与天地运行一周二十八宿相应，充分体现了人与天地共脉搏，与日月同呼吸的圆道关系。《针灸甲乙经》曰：“经脉流行不止，与天同度，与地合纪。”按日时在人体某部位或穴位进行施治的学术思想，是中国“易”学思想的典型特征，也是古人结合“天人相应”、阴阳五行、脏腑经络气血流注、候气逢时等理论建立起来的宇宙全息学说。实验发现，在早晨8点针刺内关穴位，可改善冠心病人的左心室功能，另外还可使胸闷、心悸等临床症状得到缓解。而在晚8点针刺同一穴位，不但不能缓解症状，反而会导致病情加重。《阴符经》曰：“观天之道，执天之行，尽矣。”“子午流注”、“灵龟八法”，已被当前西方科学界称之为“中国式的生物钟”，它体现了不同脏腑气脉流行时的盛衰升降。人体的温度、脉搏、血压、激素的分泌等，都受到环境和时间的影响，人与自然体现着“同气相求”的节律机制。《灵宝毕法》云：“人同天地，人心比天，以肾比地……子时肾中气生，卯时气到肝，肝为阳，其气旺。阳开以入阳位，春分之比也。午时气到心，积气生液，夏至阳升到天而阴生之比也。午时心中液生，酉时液到肺，肺为阳，其液盛，阳降以入阴位，秋分之比也。子时液到肾，积液生气，冬至阴降到地而阳生之比也。周而复始，日月循环。”

四、顺应天地，乃益智养生之大道

道家有云：“大道全凭静中得”。《太平经》说：“求道之法，静为根。久久自静，万道俱出。长存不死，与天相毕。”现代医学认为，入静状态就是大脑皮层处于抑制的状态，依靠这个过程，大脑可充分休息，恢复大脑皮层细胞的活力。《性命圭旨》云：“人若知此天人合发之机，遂于中夜静坐。”科学家发现，当人在紧张或变动的环境中所测出的脑电波是14至26赫兹的p波，而当人在物我两忘的静态中打坐时，测出的脑电波则是8至13赫兹的。波。根据地球物理学家测定得知，空间电脑层与地球共振的休曼波是8至14赫兹，与人体人静时的脑电波完全相近，故会发生人天共振。日本学者研究发现，许多科学家、作家、发明家等名人的脑电波，大部分时间处于波。这些人头脑敏捷，容易产生灵感，这就是“天人合一”的最好见证。另据报道，波还具有一种特殊效能，它能较明显地促进一种荷尔蒙的增长，从而促动血管扩大，血流畅通，还会增强人体的免疫功能。科学家还发现，当人脑出现波时，人体机体组织细胞进行新陈代谢不可缺少的物质――三磷酸腺甙会有明显提高。道家有云：“静极气生，气极神现。”

篇7

【关键词】地理定位；影子轨迹；空间四面体；高度角；方位角；赤纬角；时角

0 前言

利用太阳影子定位技术分析物体太阳影子变化情况，确定视频拍摄的地点和日期。日照与影子的动态关系及数学模型的研究，参考文献[1]给出了具体的介绍及阐述，但该模型建立在多变量已知的前提下，并未对变量深入研究。本文基于现有模型改进，在直杆高度及日期未知的条件下对直杆定位，完善太阳影子长度与经纬度、日期、时间、杆高之间的数学模型。

1 模型假设

1）假设观测地区大气均匀，不考虑空气中粉尘、颗粒物等对光线传播路径的影响。

2）假设太阳对地球的相对运动为匀速圆周运动。

3）考虑到日心到地心的距离远远大于地球半径，假设一段时间内太阳绕地心转过的角度与太阳绕地球表面某点转过的角度相同。

2 日照与影长数学模型

物体影子轨迹主要受地球自转和绕太阳的公转的影响，通过分析影响影子变化的参数，本文主要研究以下问题：

1）分析现有研究，建立日照与影长数学模型，确定影子长度随各参数的变化规律；

2）杆高、日期未知，根据水平地面上影子顶点坐标，确定直杆所处地点及日期；

2.1 “立竿见影”的数学分析

现有对影子轨迹的研究主要是针对 “立竿见影”现象[1]的数学分析。

一天内主要考虑地球自转，可获得不同时刻杆顶落影点P′的位置，构成杆影迹线。太阳的运行轨迹映射为杆顶落影点的运动轨迹。

以地球为参考系，将地球自转简化为地球静止，太阳绕地球转动，如图2所示。高度圈、方位圈、赤道圈、地平圈及时圈的定义见参考文献[1]。将太阳系假设为一个近似球体，地球与近似球体同一球心，太阳绕地球在近圆形轨道上运行。

太阳位置点L在天体中相对地球位置O上某一点的位置，由该点的经纬度、日期（月、日）和时间3个因素决定。通常以太阳高度角h、方位角A、赤纬角δ、时角Ω表示太阳的位置[1]。

2.2 影长与各个参数间数学关系

杆影轨迹点的坐标可利用太阳位置参数和式（1）求得。

一天内影子长度主要由时间、经度、纬度、直杆长度决定，利用一天内影子的轨迹图及太阳位置参数的相关公式，通过坐标系确定影子轨迹运动规律。

太阳高度角h随着地方时和太阳的赤纬的变化而变化。太阳赤纬角（等于太阳直射点纬度）以δ表示，观测地纬度用Φ表示（设太阳赤纬与地理纬度北纬为正，南纬为负），时角（地方时）以Ω表示。在地球上某一点太阳高度角即为太阳光的入射方向与地平面的夹角。

2.3 影子顶点坐标确定地理位置

假设某地的直杆高度、日期未知，由影子顶点坐标数据可以求得影长，若能够确定直杆的高度，根据太阳高度角、方位角、赤纬角、时角的关系可求得当地经纬度。经度由当地时间与北京时间之差确定、纬度由日期求得的太阳高度确定。

2.3.1 直杆高度的确定

2.3.2 视频拍摄日期的确定

根据太阳一年中不同日期（季节）在不同纬度光照角度的变化，得出影子的变化规律。

已知直杆高度H、某时刻t影子的位置坐标（x0，y0）即可求得影长L， β等于太阳高度h。综合上述分析，联立公式（1）-（5）及（7），可化简为2个独立的方程组，但具有3个变量即一年中的第n天、太阳赤纬角δ、地理纬度Φ。从数学角度分析，该方程有无数个解，但是考虑生活实际，一年365天，即n∈[1，365]。日期可确定同时可确定δ， Φ可由δ进一步求得，根据Φ可确定与某月某日相对应的可能位置点的地理纬度。

2.3.3 直杆所处地点位置的确定

已知直杆高度、影长，通过太阳高度角、方位角、赤纬角、时角的关系求当地的地理纬度；通过影子顶点坐标数据、日期、时间，求该地的地方时间，由当地时间与北京时间之差计算当地经度。

3 模型优化与推广应用

3.1 模型的优化

由于不同地区的空气成分不同，其折射率存在一定误差，考虑大气对光线的折射影响。大气层中存在水蒸气、二氧化碳和尘埃等杂质，其密度大于大气层外的真空环境，因此太阳光射入大气层内时会产生折射。太阳高度角和方位角存在误差，对计算分析影子变化与经纬度之间的关系产生影响。对精度要求高时，应考虑空气折射率对光线传播的影响。

可通过埃德林的空气折射率公式[3]对太阳高度角进行修正。

3.2 模型的推广应用

在当今视频拍摄技术高速发展的时代，对视频数据的分析处理成为一项重要的研究课题。本文模型可用于通过提取视频物体及影子运动轨迹信息，确定视频的拍摄地点和拍摄日期。

虽然全球卫星定位系统日益完善，但仍存在太阳黑子、耀斑、磁暴等太阳活动或其他极端天气对卫星定位准确性与稳定性的威胁。本文利用太阳影子定位的方法不受上述因素制约，可在艰苦环境中利用简单的道具与方法对位置进行估算，它是卫星定位的一种良好补充，尤其适合于没有通讯设备的野外。太阳影子定位是独立于卫星通信的一种科学定位法。

根据影子轨迹可反求建筑物高度、合理间距、采光效果等；建筑设计旧址改造等问题也可参考本文研究的模型，使设计建筑采光更加简便。

【参考文献】

[1]郑鹏飞，林大均，刘小羊，等.基于影子轨迹线反求采光效果的技术研究[J].华东理工大学学报（自然科学版），36卷第3期，458-463页，2010.

篇8

这场公开辩论是2011年6月19日在北京天文馆进行的，尽管台上两人和颜悦色地对话，台下的人却自觉分成了不同的阵营：一名支持占星的年轻男子在得知身旁的女子不相信占星后，拒绝与她乘坐同一部电梯。

尽管天文与占星有许多历史渊源，但朱进多次在不同场合表达过自己对占星学的态度：不科学。

人类已经可以通过天文望远镜观测到数百亿光年外的星体，也能模拟宇宙大爆炸后百万分之一秒的状态，但这些科学的进展就像朱进多次使用的“瞎说”一词一样，依然无法消除许多人心中的疑问。

在过去几十年里，心理学、生理学、医学、地球科学的一系列新发现为人们提出了更多的可能性，这些发现也在暗示，仅靠天文学，是远远不足以证明或证伪占星学的。 让占星师们尴尬的十个质问 黄道星座实际上已经变成13个了

从人类用自己的头脑去“观察”世界的那一天起，星空就是一个神秘的存在。我们的祖先曾经认为夜空中的点点繁星是那些居住在天上的部落的篝火。那些没有电视可看、没有互联网可上的人们，也很自然地将星星连接起来，想象出神话人物和他们的故事。

社会神经科学的研究者认为，这正是人脑强大的地方―它善于将没有意义的几何图形赋予生命、个性和社会关系。这样的思考时刻在锻炼人脑的社会性，而社会性恰恰很好地帮助人类作为一个物种生存下来。

如果我们只是机械地看待星空，那么它就完全不是星座世界中的生动模样。由于人眼物理结构的限制，我们非常不善于分辨物体的远近。因此星星们看起来才都位于一个球面上。

其实每个星座里的星星都不大可能与我们距离相同。是人眼的错觉加上人脑的想象力，让我们把那些毫无物理关系的星星用线段连接起来。

在社交活动中流行的“星座分析”，脱胎于88个星座中的12个黄道星座，也就是太阳运行过程中会经过的那些星座。占星学萌芽于公元前2500年希腊哲学家对宇宙和灵魂关系的追问。在那个时候，黄道上的确有12个星座。然而，地球运行时有一个叫做“岁差”的现象，自转轴周期性摆动。其结果就是有新的星座进入黄道。现在的黄道星座实际上就不是12个，而是13个，与几千年前相比多了一个蛇夫座。

这就是占星学与天文学密切联系的地方―它必须随着天文学的发展来不断修改自己的理论。比如，在2006年，冥王星从行星降级成为矮行星，那么如何在占星中处理冥王星就成了占星学界要马上解决的一个问题。

对于黄道星座从12个变成13个的问题，占星学家也有巧妙的解释。他们给出的回应是：我们仍然用12个星座，因为我们的星座与天文概念里的星座不是完全对应的。占星当中所使用的星座是“均分星座”，也就是将黄道平均分成12份，而不是按照有大有小的天文星座来划分区域的，这样一来，就没有第13个星座的困扰了。 太阳有无数周期，星相学依据哪一个？

流行文化中的“星座”是一种非常简化的模型，严肃占星学的体系实际上要复杂得多。后者可能要将太阳、月亮和行星的位置都考虑进去。

这样一来，要用科学方法去考察占星学的“经验”论断，就变得更为复杂。太阳、月亮行星与遥远的恒星需要分开讨论。问题的核心在于，这些天体是通过什么力量影响一个人的性格乃至命运的？

天文学上很难理解太阳之外的恒星能够对地球上的生命产生什么影响―这些恒星的距离超出了直观的理解范围。

另一方面，太阳和月球对人类的影响的确是存在的，也有越来越多的科学证据支持这一点。比如2013年的一项生物学研究就发现，月球周期与人类的睡眠质量是存在相关性的，月圆之夜人的睡眠会受到影响。

有研究者尝试从太阳的活动周期、地磁风暴等角度分析出生时间与个性、健康的关系，但其中缺失的链条还非常多。即便如这些研究者所说，太阳活动的极小期具有179年的周期，太阳黑子有11年的周期，但太阳活动还有154～158天周期、80～90年的格雷斯伯格周期、180～200年的德维里周期等，这些周期也很难与占星学中的时间点相对应。

天体（主要是太阳和月球）与人类生理确实会产生一些关系。可能在几百万年的进化过程中，人类的生存繁衍也与这些天体活动相协调，但是二者之间的联系并没有细致到如占星学所言的程度。

还有一些显示星座关联度的统计结果，纯粹是因为并不科学的统计方式导致的。例如淘宝的“星座败家榜”，星座排名与最近几年大学入学新生的星座排名几乎完全相同，可见这类榜单体现的只是各个星座在年轻群体中的人口比例而已。 科学不支持星相学，但支持我们相信星相学

人们之所以会认为“星座分析”很准并且很愿意谈论“星座”，更多的是出于心理学和神经科学上的原因。

人们通常会认为一段概括而模糊的人格描述非常符合自己，这种现象叫做“巴纳姆效应”。

心理学家卡尔松曾做过一个著名的“双盲”测试。他先请占星家们根据受试者提供的信息来撰写他们的出生天宫图和诠释文，然后再加入两组其他的诠释文，让受试者从中挑选。

占星家们预测，受试者挑中自己的诠释文的几率应该高于50%，但实验结果是1/3，刚好等于随机挑选的概率。随后，他又让占星师充当被测试者，结果这些号称具备“专业知识”的占星师们选对的几率与普通人没有半点不同。

这其中一个重要的原理就是，当你相信一个判断适合描述自己的时候，就会自己寻找证据往上贴。如果某一个论断太离谱，贴也贴不上，你就会自动忽略它，你永远只会记住那些说中的部分。

“星座”之所以会流行，可能与人脑一个根深蒂固的特性有关。你可以回想一下，当你空闲下来发呆的时候，头脑当中想得最多的事通常是哪方面的？大多数人考虑的都是人际关系：你在别人眼里的形象如何？别人是什么性格，他（她）那样做是什么意思？你和他（她）以及他们之间的关系是怎样的？

神经科学家通过实验验证了这一点。他们让受试者在功能性核磁共振（FMRI）的监测之下做数学题，结果发现，哪怕在解完一道题、进入下一道题的短暂间隙里，人们也会把思维放到人际关系上。可见思考人际关系是人脑的“默认配置”，只要不执行其他任务，它就会自动转回来。

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关键词：地球概论；课程；感受

一、明确对象任务

《地球概论》讲述的是地球的整体，其他课程所讲的是关于地球的某一圈层。《气象学和气候学》是研究地球的大气圈，《地质学和地貌学》是研究地球的岩石圈，《水文学》是研究地球上的水圈，《土壤地理学》是研究陆面的土壤圈，《生物地理学》是研究地球上的生物圈。

学习一门课程，还要明确它的目的、任务。作为学科的目的、任务，要明确反映一个学科的知识的智力价值、实践价值和教育价值，亦即通常所说的“知识”、“能力”和“情感态度价值观”三要素。《地球概论》课的智力价值，在于使学生认识地球这颗行星所处的宇宙球境、地球与日月的关系、地球的运动及其地理意义、地球的形状、结构和物理性质。理解天文因素给地理环境形成过程所产生的影响，为学习后继课程奠定必要的基础。《地球概论》课的实践价值，主要在于使学生掌握运用量图和一些天文仪器进行天象观测的技能，以满足今后从事中学地理课堂教学和课外活动的需要。《地球概论》课还有明显的教育价值，它是两种宇宙观激烈角逐的领域。《地球概论》的教学，对批判唯心主义和形而上学的宇宙观，树立唯物主义的科学宇宙观，起着重要作用。

二、理清知识结构

《地球概论》由两个方面的内容构成，即地球的天文学和地球的物理学。

前者讲述了地理坐标和天球坐标，地球的宇宙环境，地球的运动及其地理意义，地月的关系—日、月食和潮汐。后者讲述了地球的形体、结构、物理性质和演变历史。所有这些内容，都是关于地球整体的知识。第一章《地理坐标和天球坐标》，是对地球上点的位置和天球上天体的位置的描述，尤其是天球坐标，它被用来阐述与太阳有关的各种变化过程的。如正午太阳高度、半昼弧长的日没时太阳时角、真太阳日长度的周年变化、太阳赤纬的变化以及二十四气等。学好了这一章，后续课程会轻松很多。第二章《地球的宇宙环境》，教材结构是从整体到部分配置教材的。即按照恒星和星系一太阳和太阳系一月球和地月系这样的逻辑顺序组织教材的。这种配置教材的方法符合教学规律，“先见森林，后见树木”。第三章《地球的运动》，讲述了地球运动的两种最基本形式一自转和公转。研究思路两者都是大致如下：现象—证明—规律—后果，这种安排是符合认识规律的。第四章《地球运动的地理意义》，讲述了两大方面：一是四季和五带，四季和五带最根本的原因是地球上不同地区得到的太阳辐射量的差异，这种能量的差异可以从昼夜长短和正午太阳高度两个主要方面来描述，要讲清楚昼夜长短和太阳高度，首先要提到太阳回归运动。课程的编排正是先提太阳的回归运动，然后讲述昼夜长短和太阳高度，最后落在四季和五带的形成，这样编排，层层推进，环环相扣，思路相当清楚；二是时间，时间这一块首先讲述历日制度，然后讲述计时制度，这两者都是从地球自转和公转的周期派生出来的。第五章《地球和月球》只讲述二个问题:日、月食和潮汐，而不是地球和月球及其相互作用所形成的繁多现象的全部，只是其中的一小部分，实际上是第二章第五节“月球和地月系”的延续。从知识结构来讲，可以考虑与第二章合并。第六章《地球的结构和物理性质》，讲述的的是地球的形状、结构和演变，以及地球的主要物理性质。地质学和部门自然地理学的“序言”有时也会涉及，在结构上安排在本书的最后是合理的。

三、掌握教学方法

《地球概论》在地理专业课程中，被认为是比较难教难学的一门课程，这主要是由于它的内容-一知识特性决定的。《地球概论》教材内容，是由一些概念、规律和原理之类的理性知识构成的。具有抽象、运动、立体三个突出特点。这样的教材内容，无论对教与学，难度都较大，它比具体的、静止的、平面的事物和现象要难理解得多，因而成为地理专业课程中难度最大的一门课程。为此，必须针对这种教材特点，对症下药，搞好教学方法的设计。首先要充分运用各种直观方法和手段，把抽象的内容形象化，平面的东西立体化，静态的东西动态化，以使那些难于想象、抽象费解的东西具体化，培养学生形象思维，使他们形成感性认识，获得感性知识。这是一条重要的途径。根据《地球概论》课的教材内容，在教学过程中，应该充分运用天文挂图、天文图片、教学板画、多媒体、模型和仪器，以及观察法和实验法等各种直观方法和手段，这些都是至关重要的。

天文挂图是反映各种天文现象的图形，它的表示方法，通常都是一些以圆为主的几何图形。这种直观教具可以把那些抽象的天文知识具体化，如天球、天球上的点和圈、天球坐标、地球运动、月球运动等各种天文现象，都可以用这种图形来表示，它是《地球概论》课教学中经常应用的直观教具，它的重要性就好象地理挂图在地理教学中一样，是缺之不可的。

天文图片是反映各种天文现象的图画，是一些平面、静态的图象。它可以把那些不易想象、抽象费解的天文现象形象化，也是《地球概论》课不可缺少的直观教具，它的重要性，犹如地理教学中的地理画片一样。天文图片是各式各样的，在教学中，以彩色的巨幅天文图片(如北京天文馆编制的天文大挂图)价值最大。天文图片的运用，与地理画片(墙挂画片)的用法相同，在此不赘述了。

教学板画简称板画或黑板画，它的性质就象地理教学中的黑板略图一样，就是在教学过程中，教师把那些抽象的天文现象(或复杂的天文挂图或图片)，用简易的笔画迅速地描绘成的黑板画。例如教师讲“黄赤交角”时，一边讲天赤道和黄道的性质以及它们的区别和联系，一边在黑板上画出“黄赤交角”的图形。它具有巨大的直观价值。黑板画的设计和描绘是一件复杂的创造性工作。所设计和描绘的板画要简明、醒目、准确，并要注意板画的表现性和说明性。

多媒体等现代化教学手段用于教学过程，对大幅度的提高教学质量有重要作用。在各种多媒体教学手段中，利用幻灯进行教学，最为简便、经济和易行。幻灯教学最重要的是如何根据教学目的和内容设计和制作幻灯片。天文幻灯片的设计和制 作，也是一件艰巨、细致和富于创造性的工作。教师要根据《地球概论》课的教材内容，选好主题，设计和制作一套紧密结合教材内容的幻灯片，在教学过程中进行放映，会收到明显的效果。

电影有强大的感染力、浓厚的趣味性和显著的直观性，利用电影进行教学，比利用幻灯收效更大。如果把各种抽象的天文现象制成教学影片，在教学中进行放映，对使各种抽象的天文现象形象化、平面的和静止的天文图片立体化和活动起来，将起着重要作用，其效果之显著是可想而知的。所以在教学中应该尽可能地放映几次电影。

天文模型是模仿原型制成的，它不受各种天体巨大性的限制，可以根据需要加以缩成活动的，如把“交食原理”的平面图制成活动模型，就可以把月地运动规律、黄白交角、交食条件、食季、交食次数和交食周期等复杂、抽象的天文现象形象化、立体化和活动起来，它的直观价值比天文图片要大得多。在《地球概论》教学中，如果把一些天文现象制成模型(主要是一些仪器模型)，教学效果将会显著增加。

在《地球概论》教学中，还要运用一些仪器，主要是一些天文仪器，如天球仪、天球坐标仪、三球仪、天文望远镜等等。有些天文现象还必须通过观察才能认识得到，例如星座的观察、太阳黑子的观察、月面构造的观察、月相的观察等等。

参考文献:

[1]金祖孟,陈自悟. 地球概论. 北京：高等教育出版社， 2010

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关键词：GPS；GIS；RS；工程测量；应用

一、“3S”技术的概念

“3S”技术是GPS、GIS、RS三门测绘学科的统称，分别指的是全球卫星定位系统、地理信息系统和遥感。GPS获得的精确位置信息可以帮助遥感影像和航摄像片的几何校正和镶嵌，GPS和RS技术为GIS空间数据的实时动态更新提供了重要手段，而GIS的应用也提高了RS的数据提取和分析能力。“3S”技术的集成为工程测量提供了全新的测量手段、思维工具以及描述语言，将三种技术进行有效整合，扬长避短。

二、GPS技术

（一）GPS卫星定位系统的发展概况

从1957年第一颗人造地球卫星发射成功开始，人类在空间科学这一领域取得了很多重大突破。得益于其高精度、高效率、多功能、全天候、应用广泛、易于操作等特点，GPS定位技术在测绘学、导航、遥感、土地资源管理、军事及气象等诸多领域得到了广泛应用，如今，GPS已成为测绘领域中一种极为重要的测量定位方法。近年随着RTK技术功能的不断完善，其在工程放样中得到了广泛应用，大大降低了放样的计算工作量和外业观测强度，提高了作业效率。

（二）GPS技术在工程测量中的新应用

1、线路勘测及隧道贯通测量

线路的勘察测设、管线量测以及隧道贯通测量等都是公路、铁路、水利、电力、通信等工程建设中的重要环节，由于这类带状地形的控制网往往以狭长形式布设，又常常穿过山区、树林，通视条件受山林、高差起伏较大等情况所限，传统控制测量作业模式建立控制网，无论是前期的网形设计、选点、埋石，还是后期的施测都会遇到很多问题，控制测量的精度也难以达到要求。即便克服重重困难达到了要求，其耗费的成本也会很高。同时，传统测量方法作业时间较长，直接影响了工程建设的工期。从GPS技术引入该领域以来，其测量效率及测量精度得到了极大提高。例如，我公司张呼铁路一分部的东土村隧道，全长为4.56km，且地形条件复杂，所以隧道洞外平面控制测量采用GPS进行测量。按照《高速铁路工程测量规范》（TB 10601-2009）的要求，当隧道长度在4～6km之间时，按照二等GPS测量的要求进行控制网的设计。该隧道是利用复测成果稳定的CPI和CPII控制点与加密控制点，在隧道进出口组成大地四边形或三角形。隧道洞外控制网的布设形式如下：

（1）隧道进口控制点布设

东土村隧道进口共设置平面控制点3个（加密点2个，CPI点1个）分别为JM5101、JM5102、CPI6023；高程控制点4个（加密点3个，CPI点1个）分别为JM5101、JM5102、JM5103、CPI6023，具体详见图1。

（2）隧道出口控制点布设

东土村隧道出口共设置平面控制点3个（加密点3个）分别为JM5107、JM5109、JM5110；高程控制点3个（加密点3个）分别为JM5108、JM5109、JM5110，具体详见图2。

（3）洞外控制测量横向贯通误差估算

在GPS控制测量前，应按下式估算测量设计的验前横向贯通中误差 式中后两项可由式计算得到洞外定向误差

L―相向开挖隧道计算设计长度，考虑到洞外GPS控制点位布设离洞口有一定距离的因素，取隧道线路长度加1km。

mJ、mC―进、出口 GPS控制点的 Y坐标误差，根据复测成果分析CPI控制点Y坐标误差均小于10mm，所以Y坐标误差均取10mm。

LJ、LC―进、出口GPS控制点至贯通点的长度；贯通面拟选在隧道中点。

mαJ、mαc―进、出口 GPS联系边的方位中误差；

θ、φ―进、出口控制点至贯通点连线与贯通点线路切线的夹角。

―GPS测量定向联系边方向中误差（″），二等GPS规范要求取1.3″限差，ρ=206265″

则由上述计算式可得：

洞外横向贯通误差的限差为40mm，显然28.5mm

2、CORS系统

连续运行卫星定位服务系统（Continuous Operational Reference System）简称CORS，是现代GPS技术发展的热门。CORS系统是一种集卫星定位技术、数字通讯技术、计算机网络技术多学科融合的测量新技术。CORS系统在城市工程测量中有很好的应用及发展前景，它可以提高速度与效率，降低劳动强度和成本，省去测量标志保护和修复的费用，节省各项测绘工程和实施过程中45%的控制费用。

CORS系统在城市工程测量应用中的优势主要体现在以下几个方面：

（1）CORS系统能够实现全天候不间断地工作，且用户无需架设基站，只需准备终端，即GPS-RTK接收机即可进行实时的快速定位。

（2）覆盖范围广，CORS系统覆盖的半径为30km，远大于常规RTK基站几公里的工作半径。且使用CORS系统时无需考虑差分和差分站的质量，使用起来更加方便灵活。

（3）精度可靠，在CORS系统的覆盖半径内，数据的精度大致均匀，不会存在因支站引起的起算数据精度低的影响，且没有误差累积。

CORS系统将网络化概念引入到了大地测量应用中，该系统的建立不仅为测绘行业带来了深刻的变革，也将为现代网络社会中的空间信息服务带来新的思维和模式，该系统使得测区内每个用户都能实时获得厘米级的精度，这种全新的RTK定位方法从根本上提高了作业效率和质量，对于用户来说，它不再要求建立临时参考基站，从而节省了时间，最大限度地提高了作业效率，节约了成本。

近几年，国内不同行业已经陆续简历了一些专业性卫星定位运行网络和站点，同时在一大批城市、省区以及企业、行业还在筹划建立相应的运行网络系统，一个连续的运行参考站网络系统项目正在筹建中。我国第一个连续性的运行参考站系统由深圳市建立（SZ-CORS），已实现全面地投入测量应用。我国的部分省市也初步建成或正在建立类似CORS系统，例如广东、浙江、北京、福建、上海、成都、武汉、重庆和哈尔滨等。

我公司近几年的业务发展范畴也正从常规的公路、铁路项目扩展到市政、轨道交通等项目，随着CORS系统的发展完善及应用的普及，相信不久的将来，CORS系统会在市政项目建设中发挥巨大的作用。其不需架设参考站、真正实现单机作业的特点，也会为项目施工建设控制成本、提高效率、节约费用。

（三）GPS在工程测量中的应用展望

1、应用中存在的问题与对策

虽然GPS发展到今天，各项技术已日趋完善，定位的精度与可靠性也在不断地提高，但在实际应用中仍存在许多问题。

（1）在峡谷、树木茂密的低区，可见卫星数受到限制，影响了GPS系统定位的精确性，有时甚至需要选择适宜的时间进行观测。

（2）强发射物体对信号的折射，会导致信号的非直线传播，多路径效应的改正一直是GPS数据处理的一大难题。

（3）太阳黑子等太阳或月亮的活动对精密定位测量存在一定误差，如果做高等级GPS静态控制测量时遇到太阳黑子，数据处理后的成果很可能会超限。

（4）和大多电子设备一样，GPS接收机，尤其是液晶显示屏和电池在极低或极高的温度下使用都会受影响。

所以说，GPS技术的应用发展既受GPS系统本身及开发的制约，也受使用单位技术条件的支持。为此，要全面推进GPS在工程测量领域的应用，还应重视下述问题：

①重视应用理论与技术研究，寻求新的数据处理方法，开发新的实用软件。

②采取切实可行的措施进行技术和设备创新，如采用可同时接收美国GPS系统、俄罗斯GLONASS系统和欧盟Galileo系统信号的接收机，改善GPS系统的有效性、完整性和定位精度，从而保证在有障碍环境中的定位精度。

③建立独立的卫星导航定位系统（中国北斗系统），完全摆脱对美国GPS系统的依赖，这在国防军事领域有着重要的意义。

2、应用前景

随着GPS技术的进一步发展与完善，能够一次性确定三维坐标的高速度、高效率、高精度的GPS技术正在逐渐取代长期使用的以测角、测距、测水准为主体的常规工程测量技术。相信不久的将来，GPS应用于变形监测系统、大跨度斜拉桥自振特性监测系统，甚至GPS水上打桩定位系统都会日益普及，它们最大的优势是不受通视条件和雨、雾等自然条件的影响，运行稳定、操作简单、提高效率，且基本可以实现全天候工作。

三、GIS技术

（一）GIS的定义

GIS即地理信息系统，主要涉及地理学、测量学、制图学、摄影测量与遥感、计算机科学。特别是计算机制图、数据库管理、遥感和地理学构成了GIS的理论和技术基础。在计算机软硬件及网络支持下，GIS系统对有关地理空间数据进行输入、存储、检索、更新、显示、制图、综合分析和应用，实时提高多种时间空间的地理信息，并以多种形式输出图形产品或数据，为工程建设研究和方案决策服务。目前，GIS已经广泛应用于工程测量、城市规划、土地资源管理、林业、水利、气象等诸多领域。

（二）GIS在工程测量中的应用

近年来，利用GIS具有的对大量信息的采集、处理、分析与统计功能，将其广泛应用于区域规划、资源管理、环境治理和辅助决策等。以交通工程为例，其应用前景主要包括：对各种与交通工程有关的几何和属性数据进行采集，利用GIS强大的数据处理和分析功能，为交通工程方案的选择、工程的设计和施工过程中的动态管理服务。利用GIS缓冲区分析功能和对数据动态的统计功能，可以为交通工程的征地拆迁统计工作服务。总之，将GIS用于交通建设可以保持各种数据的统一、规范，实现动态管理，便于提高交通工程的效率。

四、RS技术

（一）RS的定义

遥感泛指通过非接触传感器遥测物体的几何与物理特征的技术。应用遥感技术对地面物体进行探测，是以地物波普特性为基础进行的。地物波普特性是指地面物体具有的辐射、吸收、反射和透射一定波长范围电磁波的特性。通过对遥感图像的解译，可获取三方面的信息：目标地物的大小、形状及空间分布特点，目标地物的属性特点，目标地物的变化动态特点。根据影像特征的差异可以识别和区分不同的地物，从中提取地物的几何或物理信息并加以数据分析，可对地物的性质、类型或状况进行实时动态监测。

（二）RS在工程测量中的应用

随着空间技术的飞速发展，遥感图像宏观、直观、逼真、丰富的信息为工程设计、工程可行性研究、路线工程地质条件评价和工程初步设计提供了有利条件。遥感技术犹如军事领域的“数字沙盘”，将野外现场搬到室内进行分析研究，不但能提高工程的设计质量，而且能够加快勘测设计速度，减少勘测费用，节约设计成本。特别是在调研阶段，RS以其数据的实时性、准确性和全面性为选择最佳设计方案提供了巨大的便利，大大节约了时间，节省工程勘探费用，还能帮助设计人员了解沿线建筑材料的分布、储量、运距等情况，为施工创造良好的便利条件。

近几年来，随着无人机的广泛应用，使得RS平台投入生产应用的成本大大降低。以内蒙古省道203线AA-4标为例，如对全线16.5km施工便道临时征地的草场面积进行确认，若直接根据线路长度对草场面积进行估算，则所得数据不够准确；若使用GPS采集便道两侧点位，后经内业将采集的点展绘在CAD上最终求得其面积，所得数据虽然准确，但会耗费大量人力物力以及时间；若以无人机为平台，获取带状影像，再经ArcGIS、CAD等内业处理软件将栅格数据矢量化，描绘出便道的边界并计算其面积，从外业获取影像数据到内业处理及分析，不到一天的时间即可完成，既可保证数据的准确性，又大大节省了时间和人力，提高了效率。

五、测绘“3S”技术的集成

测绘“3S”技术的集成，顾名思义，是针对三种技术的一个功能集成的集合体。具体来说就是用GPS获取精准位置，用RS获取或更新空间数据，用GIS分析与表现。利用 GPS 技术的空间定位功能和 RS 技术的区域信息提供功能，以及 GIS 技术的空间分析功能，来有效获取信息并对信息进行综合集成，最终为工程决策提供有效依据。如今，“3S”技术已经应用于诸如工程建设、城市规划、土地资源管理、渔业以及环境保护等多个领域之中。可以预见，“3S”技术集成将会在城市和工程建设领域发挥更大的作用，将为“数字中国”、“数字城市”、“数字工程”、“数字工业”等提供重要的技术支撑。

六、结语

现代工程测量的发展趋势，主要为测量工作的内、外业一体化，数据的获取、处理自动化，测量成果的可视化，测量过程控制的智能化以及测量信息管理的高效化。测量技术的特点主要向快速、动态以及实时的方向发展。同时，国民经济的快速发展，也对工程测量提出了新的要求。“3S”技术与通迅技术、计算机技术的有效结合，将从根本上改变传统测绘学科的内涵。

参考文献：

[1]庞赞.工程测量新技术展望[J].城市建设理论研究，2014.

[2]邱中军.探讨现代工程测量新技术的应用[J].信息系统工程，2013.