地球的圈层结构.doc

第四节 地球的圈层结构 班级： 学号： 姓名： 一、地球的内部圈层1.地震波研究地球内部结构的主要途径（1）纵波（P波）：介质振动方向与波的传播方向平行（类似于弹簧）。P波传播速度 ，可通过 媒介。当P波到达地表时，使地面发生 ，破坏性较 。（2）横波（S波）：介质振动方向与波的传播方向垂直（类似于水波）。S波传播速度 ，仅可通过 媒介。当S波到达地表时，使地面发生 ，破坏性较 。2.不连续面（界面）地球内部圈层划分的依据（1）概念：地震波波速发生突然变化（增速、减速或消失）的界面称为不连续面。不连续面的存在，标志着地内物质在此界面上下有明显区别，因此成为地球内部圈层划分的界面。（2）莫霍面：平均深度约 千米（大陆约 千米，海洋约 千米）。此界面以下P、S波波速均 。莫霍面是 与 的分界面。（3）古登堡面：深度约 千米。此界面以下P 波波速 ，S波则 。古登堡面是 与 的分界面。问题思考拓展1：上、下地幔和内、外地核划分的依据是什么？地震波在人类的生产活动中还有哪些应用？地球内部圈层结构示意图3.内部圈层的划分地壳、地幔、地核（1）地壳范围：地表至 面之间的部分。物质组成： 特点：厚度分布不均（整个地壳平均厚度约为 千米），大陆地壳 （平均为 千米），大洋地壳 （平均为 千米）；地球固体结构的最外层。（2）地幔范围： 面以下至 面之间的部分。其中，莫霍面至地下 千米深度为上地幔，此深度以下至 千米深度为下地幔。在上地幔上部存在一个 层（约在地下60250或400千米之间），该层物质呈 状态。物质组成：与地壳接近（相似），但温度、密度和压力均增大。特点：存在软流层（岩浆源地）；地球内部质量、体积最大的圈层。（3）地核范围： 面以下至 的部分。物质组成：主要由 和 组成。特点：外地核物质接近 （S波不能通过，P波波速突然减小），内地核因温度、密度和压力极大形成固态金属球；地球内部 最大的圈层。二、地球的外部圈层地球圈层结构示意图大气圈生物圈水圈地壳地幔地核1.大气圈（1）范围（厚度）：环绕地球最外部的气体圈层，其下限为地球的 表面，上限约在高空 千米处。大气密度随高度增加而 。（2）大气的物质组成及其作用组成成分含 量作 用干洁空气氮二者占干洁空气体积的99%维持 的必需物质；也是组成生物有机体的基本成分氧维持 的必需物质二氧化碳含量很少植物进行 作用的重要原料；对地面具有 作用臭 氧吸收太阳 辐射，保护地球生物水 汽含量很少大气 的必要条件固体杂质（3）大气垂直分层垂直分层的依据：根据大气在 方向上的 （温度、密度）和 的差异。大气垂直分层示意图020406080100120-100-50050100高度（千米）温度（）-ABC气温垂直变化曲线垂直分层：右图中，A为 B为 C为 问题思考拓展2：大气密度、气压在垂直方向上有何变化规律？各层的主要特点（见下表）：（参看考试地图册P9“大气垂直分层图”，注意观察流星、极光、人造卫星等所在的大气层）对流层平流层高层大气高度范围低纬： 千米中纬： 千米高纬： 千米从对流层顶部至 千米高度从平流层顶部至3000千米高度主要特点气温随高度的变化气温随高度升高而 （每升高100米气温平均 0.6）气温随高度增加而 大气密度很小大气运动特点 运动显著以 运动为主天气特点天气现象复杂多变天气稳定、晴朗主要特点的成因气温： 是对流层大气的直接热源。运动：该层上部冷，下部热天气：几乎全部的 、 都集中在该层，且对流显著气温：该层大气中的 吸收太阳紫外线运动：该层上热下冷天气：该层 、 很少，大气平稳距地面远，受地球引力作用小与人类的关系人类生活在对流层底部，该层大气与人类关系最为密切因该层大气中存在 吸收太阳紫外线而成为人类生存环境的天然屏障；大气平稳利于 存在于该层大气的 层，能反射地面无线电波问题思考拓展3：对流层的高度随纬度和季节而变化，请说明其变化的具体情形并解释其成因知识拓展逆温现象一、概念高度温度对流层顶高度温度对流层顶逆温层逆温层对流层大气的热量主要直接来自地面的长波辐射，一般情况下，离地面越远，气温越低，即气温随高度增加而递减，平均垂直递减率为0.6/100米。但在一定条件下，对流层的某一高度有时也会出现气温随高度增加而升高的现象，这种气温逆转的现象称为逆温。出现逆温的层次称为逆温层（如图）。二、成因1.辐射逆温：辐射逆温是夜间因地面、雪面或冰面、云层顶部等的辐射冷却，使紧贴其上的气层比上层空气有较大的降温而形成的。辐射逆温是最常见的逆温类型，易出现于中高纬度地区。2.地形逆温：是局部地形条件引起的。在低洼地区（山谷、盆地），夜晚由于山坡散热快，晚上较重的冷空气沿山坡沉入山谷或盆地底部，由此形成下部冷、上部暖的逆温现象。3.平流逆温：平流逆温是由暖空气平流到冷地面上，贴近地面的空气层受冷地面的冷却作用，比上层空气有较大的降温而形成。4.锋面逆温：锋面逆温是由于锋面上下冷暖空气的温度差异而形成的逆温。三、影响当某地上空出现逆温层时，大气的垂直对流运动大大减弱，气层稳定，使近地面污染物不易扩散而大量聚集，大大加剧了大气污染的程度，危及人们的健康（城市上空出现逆温现象时情况尤甚）。例如，美国洛杉矶20世纪以来空气污染日益严重的原因，就是由于其地形、气候、洋流等多种因素的影响，使得该地区每年有200多天会出现逆温现象，当地日益增多的汽车排放的尾气难以扩散，造成了严重的污染事件。问题思考拓展4：一天中，逆温大多出现在日出前一段时间，而日出后逐渐消失，请说明原因。多云的夜晚和晴朗的夜晚，哪种情况容易出现逆温？2.水圈由各种水体组成的、连续而不规则的圈层（1）水圈的组成按水的空间分布状态，分为 、 、 按水的物理状态，分为 、 、 按水的化学性质，分为 、 （2）组成水圈的各种水体由天然或人工形成的水的聚集体，称为水体，如海洋、河流、湖泊（水库）、沼泽、冰川、积雪、地下水、大气水等。其中， 是构成水圈的主体。（3）水（圈）在地理环境中的作用水是地球表面最为活跃的自然要素之一，它几乎参与了自然界一切物理、化学和生物的作用过程；水（圈）是联系大气圈、水圈、生物圈和岩石圈并在四大圈层之间实现能量转换和物质迁移的纽带，进而影响地表地理环境的形成和演变；水通过水循环的各个环节实现了太阳辐射能量在各圈层之间的流动和转换，也对全球水热平衡起着重要作用；水既是生物有机体的基本成分，也是生物生命活动必不可少的物质；水是外力地质作用的重要因子，水通过侵蚀、搬运、沉积等作用不断改变地表形态；水与太阳辐射产生的热量的不同组合使地球表面形成了不同的自然带和自然景观类型3.生物圈所有生物及其生存环境组成的圈层（1）范围：不占有独立空间，存在于 下部、 的全部和 上部。其中，地面以上 米、水面以下 米是生物圈的核心部分（也称为核心生物圈）。（2）特征：地球各圈层中唯一的有机圈层，因此成为特殊而又活跃的圈层。（3）生物在地理环境形成和演变中的作用绿色植物通过光合作用把大气中的二氧化碳、水圈中的水、岩石圈中的矿物质等无机物合成有机物，并释放出氧气。在此过程中，还把太阳能转变成化学能，并使自然界的许多化学元素产生迁移；生物通过新陈代谢活动实现了能量的转换和物质循环；生物改变了原始大气（现代大气中的氮主要来源于动物的排泄和生物遗体的分解，氧主要来源于绿色植物的光合作用）；生物通过其新陈代谢改变了各种水体的化学成分；生物加快了地表岩石的风化，并促成土壤的形成4.地球各圈层之间的关系在地球表面附近，大气圈、水圈、生物圈和岩石圈这四大圈层是相互渗透、相互重叠的，它们之间相互联系、相互影响、相互作用，共同组成了人类赖以生存的地理环境（如下图）。大气圈岩石圈水 圈生物圈地表附近各圈层关系示意图参考答案：一、1.（1）快 固态、液态、气态 上下颠簸 小 （2）慢 固态 前后、左右摇晃 大2.（2）17 35 7 增大 地壳 地幔 （3）2900 减小 消失 地幔 地核问题思考拓展1：依据地震波传播速度的变化，地幔和地核内部存在若干次一级不连续面。地震波的应用：重大建设工程的抗震设计（如桥梁、水库大坝、房屋等）、地质找矿等3.（1）莫霍 岩石 17 厚 35 薄 7 （2）莫霍 古登堡 1000 2900 软流 熔融（3）古登堡 地心 铁 镍 液态 厚度二、1.（1）海陆 20003000 减小 （2）（自上而下）生命活动 生命活动 光合 保温 紫外线 成云致雨 （3）垂直 物理性质 运动状态 对流层 平流层 高层大气问题思考拓展2：随高度升高而减小