自然地理学电子版.docx

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1、自然地理学绪 论一、自然地理学的研究对象和分科（一）地理学地理学是研究地理环境（自然环境、经济环境和社会文化环境）的科学。地理学的“三分法”自然地理学、经济地理学、人文地理学地理学的“三层次”统一、综合、部门地理学的“三重性”理论地理学、应用地理学、区域地理学（二）自然地理学的研究对象自然地理环境（包括天然环境和人为环境）的组成、结构、功能、动态及其地域分异规律。（三）自然地理学的分科综合自然地理学、部门自然地理学二、自然地理学的任务三、自然地理学与其他学科的关系四、本书的内容和结构第一章地球第一节 地球在宇宙中的位置第二节 地球的形状和大小第三节 地球的运动第四节 地理坐标第五节 地球的圈层

2、结构第六节 地球表面的基本形态和特征第一节 地球在宇宙中的位置一、 宇宙和天体1.宇宙和天体宇宙宇宙是一个巨大无比的物质世界，其中包含着无数的天体和极其广阔的空间。宇宙在空间上无边无际，时间上无始无终。天体根据天体各自的特点可将其归纳为恒星、行星、卫星、流星、彗星、星云等。度量天体距离的单位。2.宇宙中的天体系统及其层次天体始宇宙中物质的存在形式。宇宙处于不断的运动和发展之中。天体之间相互吸引和相互绕转形成天体系统。天体系统有不同的层次。星系以上的四级天体系统。河外星系：目前已经观测到，在银河系以外，和银河系同一级别的恒星系统约达 10 亿个。因为它们都处于银河系以外所以统称为河外星系或河外星

3、云。银河系：银河系是比太阳系更高层次的庞大的天体系统。其中恒星是最主要的成员，数目在 1500 亿颗以上。除了恒星之外，还有各种类型的星云以及星际气体与尘埃。太阳系：太阳系是由太阳、行星及其卫星、小行星、彗星、流星体和行星际物质构成的天体系统。太阳是太阳系的中心天体，它的质量占太阳系总质量的%。太阳系中，其他的天体都在太阳的引力作用下， 绕太阳公转。地月系：月球是地球唯一的天然卫星，在地球引力作用下，月球有规律地绕地球运行，构成地月系。二、太阳和太阳系1. 太阳系的范围和主要成员2. 太阳系的中心天体-太阳太阳是一颗普通的恒星，但从日地关系的角度看，太阳又是一颗具有特殊重要意义的恒星。太阳的大

4、小、质量、温度等物理性质。3. 太阳系的九大行星1） 九大行星的分类以地球为界，分为地内行星和地外行星； 以小行星带为界，分为内行星和外行星； 根据物理性质分为类地行星和类木行星。2） 九大行星的绕日公转运动行星绕日公转的几个共同特征：同向性、共面性、近圆性开普勒三大运动定律。4. 太阳系中的其他天体彗星、小行星三、地月系月球概况月球的大小、质量，月地距离月球外部没有大气层，这一特点造成了（1）月空永远黑暗；（2）月面温度变化幅度大；（3）缺乏大气层保护的情况下月面经常遭受陨石撞击。月球表面没有水，没有生物，也不可能形成土壤。月球运动（1）月球的同步自转；（2）月球的绕地公转月相变化的周期及规

5、律朔望月、月相变化及月球的出没规律日食和月食日食和月食现象、日食和月食的种类、日食和月食的形成条件、日食和月食过程。四、地球在天体中的位置第二节 地球的形状和大小一、地球的形状及其地理意义1.人类对地球形状的认识大地测量中的所谓地球形状，是大地水准面的形状。地球形状的三种（不同精度）描述：正球体-地球的平均半径：与地球体积相同的正球体半径，6371km；地球椭球体-地球的半长轴（赤道半径，）、半短轴（极半径，）、扁率(1/； 不规则的扁球体-梨形体2.地球形状的地理意义造成地球上热量的带状分布和所有与地表热状况相关的自然现象的纬向地带性分布。二、地球的大小及其地理意义1.地球的大小半径、体积、

6、质量2. 地球大小的地理意义地球的巨大质量，使它能够保持一个具有一定质量和厚度的大气圈，拥有海洋和河湖，拥有生命。第三节 地球的运动一、地球的自转 1地球自转的规律1） 地球自转的方向2） 地球自转的周期恒星日、太阳日（视太阳日或真太阳日）、平太阳日3） 地球自转的速度角速度：除两极外，到处都是每日 360?，每小时 15?。线速度：赤道处最大，南、北纬 60?处减少一半，到两极则为零。2.地球自转的地理意义地球自转决定了昼夜更替，使水平运动的物体发生偏转（北半球右偏而南半球左偏），并使地球上同一时刻、不同经线上具有不同的地方时间，而且由于月球和 太阳的引力差使地球体发生弹性形变-潮汐作用，地

7、球的整体自转运动同它的局部运动（地壳运动、海水运动、大气运动等）密切相关。1） 昼夜更替；2） 水平运动方向的偏转；3） 同一时刻、不同经线上具有不同的地方时间；4） 对地球形状的影响二、地球的公转1.公转的周期1） 地球公转的方向2） 公转的轨道3） 地球公转的周期恒星年、回归年4） 公转的速度2. 地球公转的地理意义地球运动时，它的自转轴倾斜于其公转轨道面（黄赤交角），这影响着太阳辐射能在地面上的分布和变化，从而决定了地球上有四季的递变和五带的区分。1） 由于黄赤交角的存在，造成了地球上四季的更替。2） 昼夜长短的季节变化和纬度变化。3） 五带的划分与黄赤交角。第四节 地理坐标一、 纬线与

8、纬度地轴：地球南北极的连线是地球自转的轴线，即地轴。地心：地轴的中心称地心。赤道：通过地心并和地轴垂直的面与地表相交而成的圆。赤道将地球分为北半球和南半球。纬线：所有和地轴垂直的面与地表相交而成的圆。所有的纬线都是互相平行的，赤道是最大的纬圈， 由此向两极纬圈半径有规律地减小。纬度：一地的纬度就是该地铅垂线对赤道面的夹角。二、经线与经度经线：所有通过地轴的面与地表相交而成的圆，就是经线圈。每个经线圈都包含两条相差 181 度的经线。所有的经线都在两极交会。本初经线或本初子午线的定义。经度：某一地点的经度就是该地所在的经线与本初经线之间的角距。第五节 地球的圈层构造一、 地球的圈层分化地球圈层的

9、分化过程同整个地球的温度变化过程密切相关。原始地球的铁元素因为温度超过了它的熔点而以液态出现。液态铁由于密度大而流入地心，首先形成地核。重物质向地心集中的同时发生压缩，压缩功转变为能量又使地球局部增温和熔化。而物质的对流还伴随着大规模的化学分离。最后，地球内部就分化为地核、地幔和地壳三个圈层。在上述分化过程中，地球内部的气体经过脱气形成了大气圈。地球上的水主要是从大气中分化出来的。后来，原始生物出现了。他们逐渐扩展到海洋、陆地和低层大气中，形成了生物圈。二、地球的内部构造1.地壳地壳 crust 由富含 SI、AL、Mg 的硅酸盐类岩石组成厚度不一，大陆 33km，最厚 70km；大洋 6km

10、，最薄 5km 双层结构，康拉德面将地壳分为花岗岩层和玄武岩层 大陆型地壳古老、变形；大洋型地壳年轻、未变形。2. 地幔地幔(mantle)以雷波第面分为上地幔和下地幔，厚 2900km，上地幔由Fe、Mg 含量很高的橄榄岩组成，50-250km 处有古登堡低速层，其上为一个刚性的固体圈层，称为岩石圈。下地幔为金属硫化物-氧化物层。3. 地核地核(core)的外核 S 波不能通过，为液态的Fe、Ni 厚 1742km，过渡层已测得速度不大的S 波，液态向固态过渡，厚 515km；内核是固态的 Fe、Ni ，厚 1216km。三、地球的外部构造1.大气圈大气圈的组成。地球大气圈组成和密度的优越性

11、。2.水圈水是地球表面分布最广的物质。水是地表最重要的物质和参与地理环境物质能量转化的重要因素。水分和能量的不同组合使地球表面形成了不同的自然带、地带和自然景观类型。3.生物圈在地理环境中，生物圈并不单独占有任何空间，而是分别渗透于水圈、大气圈下层和岩石圈表层。第六节 地球表面的基本形态和特征一、海陆分布二、海陆起伏曲线三、岛屿四、地球表面的基本特征1. 地球表面是太阳辐射和太阳能转化的主要场所。2. 地球表面是固态、液态和气态物质相互渗透、相互转化的两相或三相界面。3. 地球表面具有独特的物质现象，如生物、风化壳、土壤层、粘土矿物、沉积岩以及各种地貌形态。4. 地球表层具有复杂的、高速度和高

12、强度的物质、能量交换、转化和循环过程。5. 地球表层存在着复杂的强烈的内部分异过程。6. 地球表层是人类社会发生、发展的环境。第二章地壳第一节 地壳的组成物质第二节 构造运动与地质构造第三节 大地构造学说第四节 火山与地震第五节 地壳的演变第一节 地壳的组成物质一、化学成分与矿物（一）化学成分108 种已知化学元素中，自然界存在 92 种，并有 300 余种同位素。1924 年克拉克据来自世界各地的 5195 个岩石样。首次测定了 16km 厚度内地壳中 63 种化学元素的平均重量百分比（即元素丰度）所获数值后来被命名为克拉克值。（二）矿物1. 概念：矿物是单个元素或若干元素在一定地质条件下形

13、成的具有特定理化性质的化合物，是构成岩石的基本单元。气态：天燃气 液态：石油，汞固态：大部分2. 矿物的形成方式： (1).气体升华。(2).液体或熔融体结晶。(3).胶体凝固。(4).固体再结晶。3.矿物的形态矿物的单体形态分为三种类型：一向延伸型、二向延展型、三向等长延伸型。矿物的集合体形态a) 粒状b) 片状、鳞片状、针状、纤维状、放射状c) 致密块状d) 晶簇e) 杏仁体和晶腺f) 结核和鲕状体g) 钟乳状、葡萄状、乳房状h) 土状体i) 被膜4.光学性质.颜色矿物吸引了白光中某种波长的色光后(黄，绿，红)所表现出来的互补色；对各种色光吸收均匀，即黑色或灰色；基本上都不吸收即白色。矿物

14、的颜色是由其化学成分和结构特征决定的，固定不变的，是重要鉴定标志。但是，外来原因可使颜色不固定。条痕条痕是矿物粉末的颜色。它对于基些金属矿物具有重要的鉴定意义。如赤铁矿有赤红、铁黑或钢灰者，但其条痕则总为樱红色。比较稳定。透明矿物的条痕都是近白色，无鉴定意义。光泽矿物对可见光的反射能力，根据反射能力强弱分：(1) 金属光泽(2) 半金属光泽(3) 非金属光泽,又可分为：金刚光泽、玻璃光泽、脂肪光泽、珍珠光泽、丝绢光泽、土状光泽透明度矿物透过可见光的能力。指显微镜下，薄片(3 微米厚)的透光性。一般地，非金属矿物都是透明矿物，金属矿物不透明矿物，有些金属矿物为半透明矿物。5.矿物的力学性质：硬度

15、（相对硬度）解理在力的作用下，矿物晶体按一定方向破裂并产生光滑平面的性质叫做解理。(1) 最完全解理(2) 完全解理(3) 中等解理(4) 不完全解理(5) 极不完全解理（无解理） 断口矿物受力破裂后所出现的没有一定方向的不规则的断开面叫做断口。断口出现的程度是跟解理的完善程度互为消长的。根据断口的形状，可以分为贝壳状断口、锯齿状断口、参差状断口、平坦状断口等。弹性和挠性矿物受力变形、作用力失去后又恢复原状的性质，称为弹性矿物受力变形、作用力失去后不能恢复原状的性质，称为挠性。脆性和延展性矿物受力极易破碎，不能弯曲，称为脆性。矿物受力发生塑性变形，这种性质称为延展性。（三）主要造岩矿物与常见矿

16、物主要造岩矿物：包括石英、钾长石、斜长石、云母、角闪石、辉石和橄榄石。二、岩浆岩岩石是造岩矿物按一定的结构和构造集合而成的地质体。其中由可供开采的有用矿物组成的集合体称为矿石。岩石中矿物的结晶程度、颗粒大小和形状以及颗粒间相互关系的特征，称为岩石的结构。岩石中矿物的组合形状、大小和空间上相互关系和配合方式，称为岩石的构造。结构和构造是识别岩石的重要特征之一。岩石按其成因可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。岩浆岩是由岩浆在地下结晶或喷出地表凝固而成的岩石。当岩浆沿着岩石圈破裂带上升而侵入到地壳中时，称为岩浆侵入活动；由此冷凝结晶而成的岩石称为侵入岩。当岩浆喷出地面时，称为火山活动或喷出活动；由此

17、冷却凝固而成的岩石称为火山岩或喷出岩。岩浆的活动和冷凝的整个过程统称为岩浆作用。（一）岩浆岩的矿物组成岩浆岩按其化学成分和矿物组成的不同可分为四类：1) 超基性岩2) 基性岩3) 中性岩4) 酸性岩（二）岩浆岩的产状、结构与构造由岩浆冷凝固结而成的岩体在地壳中有一定的产状，即有一定的形状、大小和与围岩接触的关系，以及形成时的深度和构造等地质环境。根据岩体在地壳中形成的深度和方式，可分为喷出岩体和侵入岩体， 后者又可再分为深成岩体和浅成岩体。按岩体的形状及其与上覆岩层的关系，可分为整合侵入体和不整合侵入体。岩浆岩常见的结构有：1）玻璃质结构、2）隐晶质结构、3）显晶质结构，又可分为：粗粒、中粒、

18、细粒和伟晶等结构。4）斑状结构，又称不等粒结构。岩浆岩常见的构造有：1）块状构造、2）斑杂构造、3）流纹构造、4）气孔构造、5）杏仁状构造（三）岩浆岩的主要类型根据其化学成分和矿物组成可分为酸性岩、中性岩、基性岩和超基性岩等四类；根据其结构与构造和产状的特征可分为深成岩、浅成岩（包括脉岩）、喷出岩等三种。将这两者组合起来便可得出岩浆岩的分类简表。四、沉积岩沉积岩是由成层堆积的疏松沉积物经固结而成的岩石。其形成的大致过程：原来的沉积物不断被新的沉积物覆盖而加厚时，它便与上层的水体隔离，在厌氧的环 境条件下，使有机质腐烂分解，并产生各种还原性气体；使碳酸基矿物溶解为重碳酸盐；使某些金属元素 的高价

19、氧化物还原为低价的硫化物；同时使软泥中水的矿化度增加，介质亦由酸性的氧化环境变为碱性的 还原环境。因此，沉积物发生重新组合及形成新的次生矿物，胶体亦经脱水陈化为固体，碎屑物也经压缩、胶结等作用，固结成为岩石。在埋藏很深的条件下，由于温度和压力的提高以及受深层水分的影响，也可 产生压溶、交代和重结晶等作用，使沉积岩体进一步压固和使晶粒变粗。沉积物的来源是先成岩石在地表风化的产物、火山喷发的沉降物以及生物成因的各种有机物、少数来自宇宙的降落物。按沉积物的成因和性质可分以下各类： 1.机械（碎屑）沉积物2. 化学沉积物3. 有机沉积物（一）沉积岩的基本特征沉积岩的物质组成与岩浆岩最不相同之处是富含次

20、生矿物和有机物质以及存在化石。沉积岩的产状以呈层状产出为其最突出的特点。沉积岩具有多种构造，其中最突出的是层理构造和层面构造。层理通常可分为：1）水平层理、2）波状层理、3）交错层理。层面构造系指上、下层面中留下的与岩石成因有联系的各种印模和痕迹。沉积岩主要的结构类型有：碎屑结构、泥质结构、化学结构和生物结构。（二）沉积岩的主要类型在三大岩类中，沉积岩在地表分布的面积最广（约占 70）。沉积岩按其成因、物质组成和结构等特征，可分为以下各类：1.碎屑岩类按成因可分为火山碎屑岩和正常碎屑岩两种。2.粘土岩类3.生物化学岩类五、变质岩（一）变质作用和变质岩地壳中原有的岩石，由于经受构造运动、岩浆活动

21、或地壳内的热流变化等内动力的影响，使其矿物成分和结构、构造发生不同程度的变化，统称为变质作用。由变质作用形成的岩石称为变质岩。控制变质作用的因素主要有温度、压力和溶媒。（三）变质作用的类型和常见的变质岩根据变质作用的性质、范围和主导因素，可分为以下变质作用类型及其所形成的各种变质岩。1.动力（碎裂）变质作用，常见的变质岩有角砾岩、碎裂岩、糜棱岩、千糜岩等。2. 接触（热力）变质作用，常见的变质岩有板岩、角岩、大理岩、石英岩等。3. 交代（热液）变质作用：矽卡岩。4. 区域（动力）变质作用，常见的岩石类型有：板岩、千枚岩、片岩、片麻岩。5. 混合岩化作用或超变质作用，混合花岗岩。第二节 构造运动

22、及地质构造一、构造运动的特点与基本方式（一）构造运动的一般特点构造运动主要是指地球内动力引起的地壳的机械运动。它使地壳发生变形和变位，形成各种形迹的地质构造，并促使岩浆活动和变质作用。地壳运动具有如下一些基本特点：1. 地壳运动具有普遍性和永恒性2. 地壳运动具有方向性3. 地壳运动具有非均速性4. 地壳运动具有不同的幅度和规模（二）构造运动的基本方式1. 水平运动2. 垂直运动二、构造运动与岩相、建造和地层接触关系构造运动痕迹大量地表现在地层的岩性、岩相、厚度和接触关系，以及各种构造形迹上。沉积岩的组分、结构、构造和所含化石等特点，最能综合地反映它们当时形成的条件和环境（即岩相、古地理情况）

23、，也能说明地壳运动的许多特点。沉积厚度通常也可反映地壳升降运动的幅度。（一）岩相一般分为海相、陆相和过渡相三大类（二）沉积建造彼此有共生关系的岩石或岩相的自然组合，或者岩性大致相同的沉积组合。每个建造相当于大地构造旋回的一定阶段。基本的建造类型有：1） 地槽型建造2） 地台型建造3） 过渡型建造（三）地层的接触关系常见的有整合、假整合和不整合三类。1） 整合2） 假整合（平行不整合）3） 不整合（角度不整合）三、地质构造承受地壳运动的岩层或岩体，在地应力的作用下发生变形变位的结果，称为构造形迹或地质构造。地应力作用的方式和结果有三类：1）压应力使岩石发生挤压作用，形成压性构造；2）张应力使岩石

24、发生拉伸作用，形成张性构造；3）扭应力使岩石发生扭曲作用，形成扭性构造。构造变动在层状岩石中表现最为明显，基本的构造类型有：水平构造，倾斜构造，褶皱构造和断裂构造等。（一）水平构造原始岩层一般是水平的，它在地壳垂直运动影响下未经褶皱变动而仍保持水平或近似水平的产状者，称为水平构造。（二）倾斜构造倾斜构造是指岩层经构造变动后岩层层面与水平面间具有一定的夹角。（三）褶皱构造岩层在侧方压应力作用下发生的弯曲叫褶曲。褶曲仅指岩层的单个弯曲，而岩层的连续弯曲则称为褶皱。褶曲的形态可用褶曲要素来表示。褶曲的基本类型有两种：背斜和向斜。按褶曲的轴面产状可分为：直立褶曲、斜歪褶曲、倒转褶曲、平卧褶曲、翻卷褶曲

25、）（四）断裂构造岩石受应力作用而发生变形，当应力超过一定强度时，岩石便发生破裂，甚至沿破裂面发生错动，使岩层的连续性完整性受到破坏者，称为断裂构造。按断裂的规模和破裂程度，可分为劈理、节理、断层等基本类型。节理是指岩石破裂后无显著位移的裂隙。山丘上常见的破裂石块、石缝、“一线天”等都与节理构造有关。断层是指岩层或岩体沿断裂面发生较大位移的构造。断层的要素有：断层面、断层线、断盘和断距等。按断层两盘相对移动的关系，断层类型可分为：正断层、逆断层、平推断层、直立断层和捩转断层等。第三节 大地构造学说关于全球性地壳运动的原因、规律和表现形式的研究，是大地构造学说的基本内容。一、板块构造学说（一）大陆

26、漂移说本世纪初，德国的魏格纳（）根据被大洋隔开的两边陆地的轮廓、地层、构造、古生物、古气候和冰 川等各种现象和特点的相似性、相关性和连续性，提出了轰动一时的大陆漂移说。他认为，在中生代以前， 地球上只有一块联合古陆（即泛大陆），海洋也只有一个泛大洋。后来在地球自转的离心力和天体引潮力的作用下，联合古陆开始被分离。由较轻的硅铝层组成的陆块，像冰块浮于水面一样，在较重的硅镁层（洋 壳）上漂移，逐渐形成了现有的海陆分布轮廓。迪茨（）和侯尔登（）根据古地磁极的移动轨迹资料编绘出一套新的大陆漂移图。布拉德（）等人应用电子计算机技术成功地完成了大西洋两侧陆块的拼接。后来也发现南半球各大陆也能很好地吻合。（

27、二）海底扩张说在六十年代初，赫斯（）和迪茨在大陆漂移说和地幔对流说的基础上，根据洋底的新资料提出了有名的海底扩张说。该学说认为，大洋中脊和裂谷体系正是地幔物质上升的涌出口，涌出的岩浆冷凝成新的洋底，由于不断涌出和冷凝，结果便导致洋底向两侧不断扩张。（三）板块构造说六十年代后期，有一批学者在新资料新观点的基础上进行了总结，并提出岩石圈板块构造学说（简称板块构造说）。它把海底扩张、大陆漂移、地震与火山活动、山脉的形成等许多地质现象，纳入一个比较符合逻辑的理论体系之中，用统一的动力学模式来解释全球性的构造运动的过程及其相互关系。它对地球科学的发展起到巨大的推动作用。板块学说认为，地球的岩石圈不是整体

28、一块的，而是被一些构造活动带如大洋中脊和裂谷、海沟、转换断层等分割成相互独立的构造单元。这些构造单元或岩石圈的块体，称为板块。板块内部是比较稳定的区域，各板块之间的接合处则是相对活动的地带。目前认为，对全球构造的基本格局起控制作用的有六大板块：太平洋板块，亚欧板块，美洲板块，非洲板块，大洋洲（或印度洋）板块和南极洲板块。这个划分方案是由勒皮松（）等人提出的（1968）。当然，除六大板块外还可划分出许多较小的板块。板块构造的内容和特点主要表现在其边界上。已知的板块构造边界有三种类型：1. 扩张（或增生）型边界2. 俯冲（或汇聚）型边界又可分为两种：1）岛弧海沟型边界，2）地缝合线型边界。3.转换

29、断层（或次生）型边界另外，在三个板块相邻接的地点，称为板块的三联接合点。二、地槽-地台说和地洼说它的基本的论点是：地壳运动主要受垂直运动所控制，地壳此升彼降造成所谓振荡运动，而水平运动则是派生的或次要的。驱动力主要是地球物质的重力分异作用。物质上升造成隆起，而下降则造成凹陷。主要的构造单元有地槽和地台两类，并认为地台是由地槽演化而来的。槽台学说具有一定局限性。陈国达（1956）认为，地壳构造除地槽与地台外，还存在一个新的构造单元-地洼区（原称活化区）。这观点现已发展为一个新的分支-地洼学说。地洼说认为，在地壳发展过程中，活动区和稳定区可以相互转化，不仅地槽区可以转化为地台区，地台区也可以转化为

30、地洼区，这种转化绝不是简单的重复，而是由简单到复杂、低级到高级的螺旋式的向前发展。地洼本身也不是地壳发展的最后形式和阶段，更可能转化为别的更新的构造单元。当然，地壳发展是不均衡的，各地区、各阶段的情况是有差别的。地洼说的出现使传统的大地构造理论增加了新的内容。三、地质力学学说地质学家李四光从地质力学的观点研究了地壳运动和大地构造的问题，建立了一个新学派。他认为， 全球地质构造的展布不是乱杂无章的，而具有一定的方向和方位。这是在地壳运动的一定动力方式作用下， 形成了相应形式的构造应力场的结果，从而产生出一定方向和方位的构造体系。构造体系是指许多不同形态、不同性质、不同等级和不同次序，但具有成生联

31、系的各项结构要素所组成的构造带以及它们之间所夹的岩块或地块组合而成的总体。构造体系可划分为三种基本类型（型式）：纬向构造体系，经向构造体系，扭动构造体系。地球自转及其角速度的变化所引起的地壳水平运动，是推动地壳构造变化的主导因素。第四节 火山与地震火山和地震是地球内力作用中比较快速的一类地壳运动。一、火山（一）火山的类型与分布岩浆喷出地表的地方叫火山。火山喷发的型式有两大类： 1.裂隙式喷发2.中心式喷发。又可分为：1）夏威夷型（宁静式）、2）培雷型（爆炸式）、3）中间型。中心式喷发的差异，主要与喷发物的性质和含量等有明显的关系。火山的分布有一定的规律性。绝大多数的火山活动位于各板块的边界上。

32、（二）火山地貌火山作用形成的地貌有多种，常见的有如下几类： 1.灰渣火山锥2. 富硅质熔岩穹丘3. 基性熔岩盾4. 次生火山锥5. 复合火山锥6. 破火山口7. 火山塞8. 火山口湖二、地震（一）地震的概念地震是大地的快速震动，属地壳运动的一种特殊形式。地震只发生于地球表面至700 公里深度以内的脆性圈层中。按其深度可分为浅源地震（深约 70 公里以内）、中源地震（70-300 公里）和深源地震（300-700 公里深）。地震释放能量的大小用震级表示，通常采用美国里克特（）提出的标准来划分。地震对地面的影响和破坏程度（即衡量地震波的破坏性）用地震烈度表示。烈度通常分为 12 级。（二）地震的分

33、布世界地震的分布主要集中于下列几个带：首先是环太平洋地震活动带。其次为地中海-喜马拉雅带。此外， 大洋中脊带地震活动性较弱，释放的能量很小，均为浅源地震。第五节 地壳的演变一、地质年代表示地壳演化的时间和顺序的概念称为地质年代。计算地质年代的方法有相对年代和绝对年代两种。（一）相对年代法相对年代法主要根据岩层的沉积顺序（按地层剖面中的上新下老及整合与不整合相互关系）和古生物化石（按生物进行的阶段性和不可逆性，找出标准化石和生物群体）进行对比和划分。这种方法又称古生物地层法。宙、代、纪、世是国际统一定名的时代划分单位。相应的地层单位为：宇、界、系、统。（二）绝对年代法地质历史的相对年代只能确定地

34、质事件的时间次序，不能确定其发生的具体时间。而绝对年代法是通过矿物或岩石的放射性同位素的测定，并按放射性蜕变定律计算出其具体年龄，用数量时间单位来表示。同位素年龄测定法有多种，如U-Th-Pb 法（铀-钍-铅法）、K-Ar 法（钾氩法）、Rb-Sr 法（铷锶法）、Sm-Nb 法（钐-钕法）、C14 法等。这些方法各有特点及其适用范围。（三）与地球演变有关的几种地质年龄概念地球物质（尤其重化学元素）形成的年龄早于地球的年龄； 地球形成的年龄约为 50108-70108 年；地壳形成的年龄约为 46108 年；现有最古老的岩石年龄为 30108-40108 年； 已知最早的生物化石的年龄为 301

35、08 年左右。二、地壳演化简史和古地理概貌（略）第三章 大气和气候第一节 大气的组成和热能第二节 大气水分和降水第三节 大气运动和天气系统第四节 气候的形成第五节 气候变化第一节大气的组成和热能一、大气的成分（Atmospheric Composition）大气由干洁空气、水汽、悬浮尘粒或杂质组成，在近地表 85km 以下，其成分可分为两类，定常成分（氮、氧、氩和微量惰性气体氖、氪、氙、氦等）和可变成分（水汽、二氧化碳、臭氧、一氧化碳、甲烷、硫化氢、二氧化硫等）。1. 干洁空气通常把除水汽、液体和固体杂质外的整个混合气体称为干洁空气。简称干空气。它是地球大气得主体， 主要成分是氮、氧、氩、二氧

36、化碳等，此外还有少量氢、氖、氪、氙、臭氧等稀有气体。干洁空气的平均分子量1）氮和氧是大气的主要成分。均质大气、非均质大气、2）二氧化碳二氧化碳的来源、分布及作用。只占大气容积的，多集中在20km 高度以下，主要由有机物燃烧、腐烂和生物呼吸过程产生。二氧化碳对太阳短波吸收很少，但能强烈吸收地表长波辐射，致使从地表辐射的热量不易散失到太空。对地球有保温作用，但近年来随着工业的发展和人口的增长，全球二氧化碳含量逐年增加，改变了大气热平衡，导致地面和低层大气平均温度升高，引起严重的气候问题。3）臭氧主要分布在 1040km 的高度处，极大值在 2025km 附近，称为臭氧层。臭氧虽在大气中的含量很少，

37、 但具有强烈吸收紫外线的能力。研究表明，人们大量使用氮肥以及作冷冻剂和除臭剂使用的碳氟化合物（氟利昂）所造成的污染是平流层的臭氧遭到破坏。臭氧层的破坏能引起一系列不利于人类的气候生物效应， 因而受到广泛关注。2. 水汽来源、分布及作用3.固、液体杂质大气悬浮固体杂质和液体微粒，也可称为气溶胶粒子。除由水汽变成的水滴和冰晶外，主要是大气尘埃和其他杂质。大的水溶性气溶胶粒子最易使水气凝结，是成云致雨的重要条件。气溶胶粒子能吸收部分太阳辐射并散射辐射，从而改变大气透明度。它对太阳辐射的影响和增大散射辐射、大气长波逆辐射，都有可能破坏地球的辐射平衡。二、大气的结构(Atmospheric struct

38、ure) 1.大气的高度在理论上，当压力为零或接近于零的高度为大气顶层，但这种高度不可能出现。因为在很高的高度渐渐到达星际空间，不存在完全没有空气分子的地方。大气的物理上界：过去曾把极光出现的最大高度（1200km）定为大气上界。高层大气物理学中，将大气密度接近星际气体密度的高度定义为大气上界，既 3000km。2.大气的垂直分层按照温度和运动情况，将大气圈分为五层： 1）对流层范围：本层厚度最簿，并随纬度、季节而不同，在高纬地区平均： 89km,中纬地区平均：1012km, 低纬地区平均 1718km，夏季大于冬季。主要特征：（1）温度随高度的升高而降低，平均气温递减率为 100m；（2）具

39、有强烈的对流运动；（3）天气现象复杂多变；几乎所有的水汽、云、雨、雷、电等现象都发生在此层。2） 平流层范围主要特征：（1）气温随高度升高的分布：下层：其上界离地面约 3540km，为同温层；上层：其上界离地面约 5060km，为逆温层，即气温随高度的升高而降低。因为平流层上层含有大量的臭氧，臭能大量地吸收太阳紫处线而增温；（2）气流以水平运动为主；（3）水汽、尘埃含量少，天气晴朗，能见度好。3） 中间层范围：平流层顶至 85km 处。主要特征：（1）温度随高度的升高而迅速下降；（2）空气以垂直运动为主，由于空气稀薄，所出现的天气现象已不如对流层复杂；（3）在 80km 处白天出现一个电离层。

40、4） 暖层范围：中间层至 800km 处主要特征：（1）温度随高度升高而升高，顶层温度可达 1000 度；（2）空气处于高度电离状态；。 5）散逸层（外层）暖层顶之上，因大气十分稀薄，离地面远，受地球引力场约束微弱，一些高速运动的空气质点就能散逸到星际空间，所以本层称为散逸层。根据宇宙火箭探测资料，地球大气层之外，还有一层极其稀薄的电离气体，可伸展到 22000 公里高度，称为地冕。这可能就是地球大气层向宇宙空间的过渡区域。三、大气的热能地球气候系统的能源主要是太阳辐射，它从根本决定地球、大气的热状况，从而支配其他的能量传输过程。地球气候系统内部也进行着辐射能量交换。因此，需要研究太阳、地球及

41、大气的辐射能量交换和其他地气系统的辐射平衡。1太阳辐射太阳是离地球最近的一个恒星，其表面温度约为 6000K，内部温度更高，所以太阳不停地向外辐射巨大的能量。太阳辐射能主要是波长在m 的可见光，约为总能量的 50；其次是波长大于m 的红外辐射，约占总辐射能的 43；波长小于m 的紫外辐射约占 7。相对于地球来说，太阳辐射的波长较短， 故称太阳辐射为短波辐射。表示太阳辐射能强弱的物理量，即单位时间内垂直投射在单位面积上的太阳辐射能，称为太阳辐射强度。在日地平均距离（108）上，大气顶界垂直于太阳光线的单位面积上每分钟接受的太阳辐射，称为太阳常数。经大气削弱后到达地面的太阳辐射有两部分：一是直接辐

42、射；二是经大气散射后到达地面的部分，称为散射辐射。二者之和就是太阳辐射总量，称为总辐射，总辐射的纬度分布，一般是纬度愈高，总辐射愈小；纬度愈低，总辐射愈大。因为赤道附近多云，总辐射最大值并不出现在赤道，而是出现在 200N 附近。到达地面的总辐射一部分被地面吸收转变成热能，一部分被反射。反射部分占辐射量的百分比，称为反射率。反射率随地面性质和状态不同二有很大差别。2、大气能量及其保温效应大气本身对太阳辐射直接吸收很少，而水、陆植被等下垫面却能吸收太阳辐射，并经潜热和感热转化供给大气。大气对地面辐射的吸收较强，地面辐射的 7595被大气吸收，只有少部分波长为12m 的辐射能通过大气窗逸回宇宙空间

43、。潜热和感热输送3、地气系统的辐射平衡辐射平衡有年变化和日变化。在一则相反，甚至出现负值。纬度愈高，辐射平衡保持正值的月份愈少。四、气温1. 气温的物理意义、单位和观测2. 影响气温的因素纬度、海陆、地形、等 3气温的时间变化和空间分布1）气温的时间变化规律气温的日变化：气温日变化的规律、原因、气温日较差。气温的年变化：气温年变化的规律、日内白天收入的太阳辐射超过支出的长波辐射，辐射平衡为正值， 夜间为负值。正转负和负转正的时刻分别在日没前与日出后 1 小时。在一年内，北半球夏季辐射平衡因太阳辐射增多而加大；冬季原因、气温年较差。气温的非周期性变化2）气温的水平分布规律等温线分布的总趋势大致与

44、纬圈平行。同纬度夏季海面气温低于陆面，冬季海面气温高于陆面，等温线发生弯曲。洋流对海面气温的分布有很大影响。近赤道地区有一个高温带，月平均温度高于 24，称为热赤道。南半球无论冬、夏，最低气温均出现在南极；北半球最低气温冬季出现在高纬度大陆，夏季出现在北极地区。3）气温的垂直分布对流层内，气温随海拔升高而降低。平均为/100m。气温随高度的变化，称为气温垂直递减率，简称气温直减率 r.一般而言，夏季和白天气温直减率大，冬季和夜晚气温直减率小。但在特殊情况下，某些气层的温度随高度而增加，称为逆温层。有辐射逆温，平流逆温，锋面逆温和下沉逆温。第二节大气水分和降水一、大气湿度 1湿度的概念和表示方法1） 水汽压和饱和水汽压大气压力是大气中各中气体压力的总和。大气中水汽所产生的那部分压力叫