自然地理学第一章 地球.ppt

1、第一章 地球,一 宇宙,银河系,10多万光年,康德的星云说 宇宙中的原始弥漫物质在万有引力作用下逐渐凝聚，形成太阳系内的各天体。 拉普拉斯星云说 旋转的热气体冷却收缩，由于离心力作用形成盘状，离心力大于引力形成圆环，圆环内分离凝聚成行星。,太阳系,3万光年,日地距离平均1.5108千米,体积1.41 1015立方千米(地球的130万倍),直径1.4 106千米(地球的109倍),质量是地球的33万倍,年龄50亿年,表面温度6000 中心温度1500万,能量巨大，是地球最主要的能量源泉,气体星球，发光发热，离地球最近的恒星。,光谱分析：73种元素，H：71% ，He：26.5%，O+C+N+Ne

2、:2%;Mg,Ni,Si,S,Fe,Ca 0.14%. 光球层： 厚300km,6000oC, 0.01g/ cm3. 色球层： 厚3000-5000km，日全食时呈玫瑰红色，可达1万度. 日 冕： 最外层的稀薄等离子体太阳风大气层，日冕表面温度可达到100-600万度 黑 子： 直径2000-10000km，4200oC，具极强磁场；对气候与生态变化的影响有11年周期. 耀 斑： 在黑子群上空的亮点出现在色球层中，直径10万km，T 1.5万-100万度.,太 阳 系,太阳：,太阳系的中心，质量占99.86%,八大行星,水、金、地、火,类地行星,木、土,巨行星,天、海,远日行星,彗星 ：,彗

3、核、彗发、彗尾,流星、流星群、陨石等,太阳系八大行星,太阳系中的行星,体积 密度 卫星 表面 主要元素 类地行星 小 大 少 固 Fe,Mg,Si,K,Ca, Al,Ti,Ni 类木行星 大 小 多 非固 H,He,CH4,氨冰 水冰,行星及其卫星绕太阳的运动，具有以下几方面的共同特征： 1.所有行星的轨道偏心率都很小，几乎都接近于圆形。 2.各行星的轨道面都近似地在一个平面上，对地球轨道面（黄道面）的倾斜也不大；,3.所有行星都自西向东环绕太阳公转；除金星和天王星外，所有行星的自转方向也自西向东，即和公转方向相同； 4.所有行星的赤道面对轨道面的倾斜都比较小，只有天王星是唯一的例外； 5.绝

4、大多数卫星的轨道都近似圆形，其轨道面接近母星的赤道面； 6.绝大多数卫星，包括土星环在内，公转方向都和母星的公转方向相同。,水星,金星,地球,火星,木星,土星,天王星,海王星,旅行者 2号的发现 磁场，磁轴与自转 轴的夹角约为50度； 海卫1，海卫2之外 还有6颗卫星（呈碎 块状）。,“伽利略” 于2003.9.21坠入木星大气层,旅行者2号的旅程,彗星,慧核，慧发： 固体C,冰冻水，CH4,NH3等 慧尾 CO+,N2+,CO2+,汉朝马王堆帛书里对彗星的描绘,哈雷彗星,海尔波普彗星,陨石,撞击的效果,6500万年前，墨西哥尤卡坦半岛陨石坑直径170km的洼地，陨石直径10-20km. 撞击

5、的效果-恐龙绝灭. 1908年 通古斯 “苏梅克列维9号”（S-L9）彗星撞木星 1993.3.23-3.25 1994.7.16 21个慧核,卫星图片墨西哥尤卡坦半岛上的大陨石坑,1993.3.25-1994.7.15慧木相撞前,哈勃空间望远镜观测到的S-L9彗星碎块（21块）,S-L9彗核C碰撞前后的木星红外图像,彗核K与木星撞击后火球从亮到暗的变化,慧木相撞痕迹,月球上的撞击坑,流星雨,1833年：带来知 识启蒙的狮子座 流星雨,1966年：20世纪最眩的狮子座流星雨,1999年：呈火球状的狮子座流星雨,2002年：在英格兰观看到的狮子座流星雨,基本事实 银河系和太阳系中98%是由氢和氦

6、气体组成，固体物质少于2%。地球中氢和氦很少，铁，氧，硅较多。,三 地 球,地球形成的均匀吸积假说,冷星云形成的尘埃集合体。原始的均质地球受太阳辐射（风）高温的影响，轻的气体被吹到外层形成类木行星。重的组成地球。高温，熔融，重力使地球分异形成层圈构造。大气圈和水圈是地幔分离出来的。,原始地球的形成,原始高温均质状态 发生重力分异作用,形成层圈 构造,月球是地球唯一的天然卫星,地月间的平均距离约为38.44万千米 约为日地距离的1/400,约为太阳直径的1/400,月球体积约为地球的1/49,月球的直径约为3476千米,约为地球直径的1/4,月球质量约为地球的1/81,满月,凸月,上弦月,新月,

7、下弦月,残月,凸月,峨嵋月,日食的种类,月全食,月偏食,月偏食,月食的形成原因：,1.月球本身不发光 2.月球进入地球的阴影中,太阳,地球,月球,（二）地球的形状和大小,地球的形状及其地理意义 地球是个椭球体，即两极略扁，赤道部分相对突出。 大地水准面，大地测量中所谓的地球形状，是指一种假想的，用平均海平面来表示的、平滑的封闭曲面。,地理意义 不同纬度太阳高度角不同，热量差异 黄赤交角的存在，正午太阳高度角随纬向分异，季节发生变化 自然现象的地带性分异（如气候、植被和土壤等）,地球的大小及其地理意义 地球总体积10833X108立方公里，总质量6.588X1027克，平均半径6，371，110

8、米。地球的经线周长为40，008，548米，赤道周长为40，076，604米。,大小 赤道半径 6378.14km 极半径 6356.755km 平均半径 6371.11km 赤道周长 40076.604km,地理意义,吸引大气，形成大气圈,保温，减小温差,减小紫外辐射，保护地球生物,（三）地球的运动,地球运动的一般特点,地球绕其自转轴的旋转运动,地球绕太阳的运动,地轴,太阳,自西向东,自西向东,北极上空：逆时针 南极上空：顺时针,地球北极上空逆时针 地球南极上空顺时针,1恒星日：23时56分4秒,1年：365日5时48分46秒,南北极点为0，其他均15/小时,360/年1/日，随日地距离变化

9、,由赤道向两极,随日地距离变化,角速度,N,S,顺时针方向,逆时针方向,恒星日与太阳日,E1：遥远恒星，太阳，地心和地球上某点P在同一直线 E2：地球自转360，遥远恒星，太阳，地心和P点再次在同一直线 T1 一个恒星日 E3：地球再自转a角度，即59，太阳，地心与P在同一直线 T2 一个太阳日,自转的角速度和线速度,15/h,15/h,15/h,1670/h,837/h,赤道,60N,30N,地心,北极,近日点（1月初）,（远日点，7月初）,昼 半 球,夜 半 球,昏线,晨 线,地球自转与时差,昼夜交替,昼夜交替的周期：一个太阳日,。,。 ,C 。,北极,在同一纬度上，位置偏东的地点比偏西的

10、地点时间早一些,东早西晚,地方时,15/h,地心,北极,中央经线 中时区 时区 时区,7.5w,7.5E,0度,东西经 180 度,中时区，也称0时区。以度经线为基准，向东西各度划为时区,区时：每个时区中央经线的地方时,172.5w,172.5E,东1区,东2区,西1区,西2区,0度,西1区,0度,西1区,区时计算：所求区时已知区时时区差 （东加西减）,东12区时间？ 西12区时间？,减一天,增一天,东减西加（东退西进）,地球公转与季节,黄道平面：地球公转轨道平面,赤道平面：过地心与地轴垂直的平面,太阳直射点,A,B,冬至日12.22前后,春分日3.21前后,秋分日9.23前后,夏至日6.22

11、前后,春分日,秋分日,冬至日,夏至日,春分日3.21前后,夏至日6.22前后,秋分日9.23前后,冬至日12.22前后,春分日3.21前后,北回归线,南回归线,冬至日,90,0,6634,北极,太阳高度的分布规律： 由南回归线向南北两侧递减 全球昼长的分布规律： 北半球昼短夜长 北半球纬度越高，昼越短，夜越长 南半球则相反 北极圈以内，极夜；南极圈以内，极昼,夏至日,90,0,6634,北极,太阳高度的分布规律： 由北回归线向南北两侧递减 全球昼长的分布规律： 北半球昼长夜短 北半球纬度越高，昼越长，夜越短 南半球则相反 北极圈以内，极昼；南极圈以内，极夜,春分日和秋分日,90,0,6634,

12、北极,太阳高度的分布规律： 由赤道向南北两侧递减 全球昼长的分布规律： 全球昼夜平分 无极昼、极夜现象,6634,0,小结,太阳高度分布规律 由太阳直射点向南北两侧递减,夏至日：北回归线及其以北太阳高度达一年中最大值,冬至日：南回归线及其以南太阳高度达一年中最大值,昼夜长短的变化规律,春分日夏至日秋分日 （夏半年） 北半球各纬度昼长大于夜长 纬度越高，昼越长 南半球则相反,秋分日冬至日春分日 （冬半年） 北半球各纬度夜长大于昼长 纬度越高，夜越长 南半球则相反,赤道全年昼夜平分,（四） 地理坐标,纬线与纬度,纬线：所有与地轴垂直的面与地表相交而成圆,纬度：一地铅垂线 对赤道面的夹角,北极星与地

13、理纬度 的计算,经线与经度,经线圈：通过地轴的平面与地表相交 而成为圆,本初子午线,经度：某地经线与 本初子午线之间的角距,（五）、地球的磁场,它有两个磁极，其磁北极位于地理北极附近，磁南极位于地理南极附近，但不重合，地磁轴与地球自转轴的夹角现在约为11.5度。,地磁场：地球周围存在的磁场,地磁轴,地理轴,地磁三要素：磁场强度、磁偏角、磁倾角,磁场强度：为某地点单位面积上磁力大小的绝对值。它是一个具有方向（磁力线方向）和大小的矢量，一般在磁两极附近磁感应强度大（约为60T（微特拉斯）；在磁赤道附近最小（约为30 T ）。 磁偏角：磁力线在水平面上的投影与地理正北方向之间形成的夹角。即，磁子午线

14、与地理子午线之间的夹角。磁偏角的大小各处都不相同。在北半球，如果磁力线方向偏向正北方向以东称为东偏，偏向正北方向以西称为西偏。我国东部地区磁偏较为西偏，甘肃酒泉以西地区为东偏。 磁倾角：指磁针北端与水平面的交角。通常以磁针北端向下为正值，向上为负值。地球表面磁倾角为零度的各点的连线称为地磁赤道；,地磁轴,地理轴,由地磁赤道到地磁北极，磁倾角由0逐渐变为+90；由地磁赤道到地磁南极，磁倾角由0变成-90。,磁倾角的变化,（六） 地球的圈层构造,地球的外部圈层结构,1、大气圈：是指因地球的引力而聚集在地表周围的气体圈层。,由地表往上可分为五个次级圈层：对流层、平流层、中间层、暖层、扩散层（散逸层）

15、。 对流层：平均厚度12km，含大量水蒸气和尘埃。表现为强烈的对流。风、霜、雨、雪、雹、雾等气象现象均发生于此层。 平流层：从对流层顶到地表以上55km的范围。大气呈水平运动。几乎不含水蒸气、尘埃，无天气现象。 中间层：从平流层顶到地表以上85km的范围。大气呈对流运动。存在电离层，可反射无线电波。 暖层：从中间层顶到地表以上800km的范围。内部存在多层的电离层，也称电离层，强烈反射无线电波。 扩散层：从暖层顶到外层空间。物质多以原子、离子状态存在。是地球物质向宇宙空间扩散的部位。,大气圈的物质组成,0.05%,23.1%,1.28%,75.5%,大气圈,氩气,氮 气,氧气,二氧化碳,2、水

16、圈：是指地球表层由水体构成的连续圈层。 其物态有固、液、气三种状态。水体的形式有河、湖、海、冰川（盖）水蒸气、地下水等， 并形成一个包裹着地球的完整圈层。 地表上直接被液态水体覆盖的区域占地表面积的3/4。 在太阳能、重力的作用下，使得水圈中的水体周而复始的运动，形成水循环。 水循环的方式有：海洋与大陆间的循环； 地表与地下间的循环； 生物体与周围空间的循环； 水圈与大气圈间的循环。,水 圈,海水97.41% 淡水2.59%,生物圈：是指地球表层由生物及其活动地带所构成的连续圈层。生物从高等到低等，从动物到植物，乃至细菌和微生物等生活于地球表面一定范围的陆地、水体、土壤及空气中，构成了一个基本

17、连续的圈层。目前已知的生物有近两百万个种。生物的演化发展受控于自然环境的演化，通过地质历史时期生物化石的研究就可以知道地质演化的历史。,地球内部圈层示意图,地震波在地球内部传播时，有两个明显的波速突界面，这两个地球内部界面分别称为：莫霍面和古登堡面 根据莫霍面和古登堡面，可将地球内部分为三个级圈层：地壳、地幔、地核 根据次级界面，还可将进一步分为六个级圈层。,大洋地壳,大陆地壳,地壳 是莫霍面以上的地球表层。其厚度变化在5-70 km之间。其中大陆地区厚度较大，平均约为33km；大洋地区厚度较小，平均约7 km；总体的平均厚度约16km。地壳物质的密度一般为2.6-2.9g/cm3。大陆地壳（上地壳）主要为富硅铝的硅酸盐矿物所组成，常称为硅铝层；大洋地壳（下地壳）主要为富硅镁的硅酸盐矿物所组成，常称为硅镁层，因其比重较大，主要分布洋底地壳或大陆地壳的下部。,莫霍面,古登堡面,地幔 莫霍面与古登堡面之间的一个巨厚圈层。其厚度约2850km。平均密度为4.5g/cm3。根据次级界面可分为上地幔和下地幔。上地幔：从莫霍面至地下10