第一章地球系統(tǒng)

地理學(xué)引論課程性質(zhì)：專業(yè)必選課學(xué)時(shí)：32主講教師：趙春子E-mail:czzhao@成績安排：

平時(shí)成績40％

出勤20％作業(yè)20％

期末成績60％

閉卷考試第一章地球系統(tǒng)第二章地球表層系統(tǒng)第三章地理學(xué)的研究對(duì)象、性質(zhì)和任務(wù)第四章地域分異規(guī)律第五章地理學(xué)發(fā)展簡史第六章地理學(xué)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢第七章地理學(xué)的研究和學(xué)習(xí)方法第一章地球系統(tǒng)一、隨著研究地球各分支自然科學(xué)本身的成熟，人們發(fā)現(xiàn)自身的發(fā)展對(duì)地球的整體研究，對(duì)學(xué)科間的聯(lián)系有強(qiáng)烈的依賴性。二、空間技術(shù)的發(fā)展使人類有能力瞬間、全面、反復(fù)觀察整體及運(yùn)動(dòng)。

三、人類地質(zhì)作用的大大增強(qiáng)，在較短的時(shí)空尺度內(nèi)甚至超過自然系統(tǒng)的影響程度。關(guān)于地球的新觀念：第一節(jié)宇宙中的地球

月球彗星仰望蒼穹，你都看到些什么呢？

太陽側(cè)視的星系太空“螞蟻”三裂星云天空中的寶石貓眼星云一、宇宙的構(gòu)成總星系恒星系恒星行星衛(wèi)星總星系河外星系銀河系太陽系其它恒星系地月系其它行星系恒星不“恒”其它天體星云及星際物質(zhì)彗星流星其它天體星云及星際物質(zhì)獵戶座馬頭狀星云狐貍座啞鈴狀星云恒星和星云的比較名稱形狀組成恒星球狀、類球狀熾熱氣體星云云霧狀氣體與塵埃微粒二、地球在宇宙中的位置（1）宇宙中的銀河系銀河系銀盤直徑：十萬光年中心厚度：1.2萬光年邊緣厚度：1000光年太陽系位于銀盤外緣，約以250km/s的速度和2.5億年的周期繞銀心旋轉(zhuǎn)（2）銀河系中的太陽系

行星遠(yuǎn)日行星巨行星類地行星天王星、海王星木星、土星水星、金星、地球、火星冥王星失去行星地位

2006年8月24日，在捷克首都布拉格舉行的國際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)大會(huì)通過行星的新定義，冥王星終于“慘遭降級(jí)”，被驅(qū)逐出了行星家族，被列為“矮行星”。按照新的定義，太陽系行星將包括水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。這是美國國家航空和航天局發(fā)布的(從畫面左上開始到左下)的合成照片。

“行星”指的是圍繞太陽運(yùn)動(dòng)、自身引力是以克服其它引力而使天體呈圓球狀、能夠清除其軌道附近其他物體的天體。（3）太陽系中的地球1968年，宇宙飛船從36000km高空拍攝的地球的照片地球的優(yōu)越性：（2）質(zhì)量適中，密度較大，決定其引力足以吸收較多的大氣和水，不易散失，不易過分濃重，保護(hù)生物活動(dòng)的地球，并保護(hù)地面不受流星的撞擊。（1）距太陽遠(yuǎn)近適中，接受太陽能較多地表平均溫度15℃，溫度適應(yīng)生物生活。第二節(jié)地球的整體性質(zhì)一、地球的形狀、大小與質(zhì)量二、地球的圈層構(gòu)造三、地球的物理特性四、地球的化學(xué)成分五、地球的運(yùn)動(dòng)六、地理坐標(biāo)與時(shí)間一、地球的形狀、大小與質(zhì)量1、地球的形狀

地球平均半徑：6371.008千米1979年精確測量：赤道半徑：6378.137千米極半徑：6356.752千米“梨形地球”2、地球的大小與質(zhì)量

1979年國際大地測量和地球物理協(xié)會(huì)公布了最權(quán)威的地球大小的數(shù)據(jù)：地球平均半徑：6371.008千米地球赤道周長：40075.7千米地球的表面積：51000934千米2地球的質(zhì)量：5.98×1021噸地球的體積：1.0832×1012千米3地球的平均密度：5.52克/厘米3二、地球的圈層構(gòu)造地殼：地幔以上部分稱為地殼。

1、內(nèi)部圈層地核：從地心至距地表2900千米的深處為地核。地幔：從2900千米到莫霍面為地幔。地球的同心圈層結(jié)構(gòu)補(bǔ)充：軟流層所在的深度溫度、壓力極大，強(qiáng)大的壓力下，巖面處于一種潛在融熔態(tài)，就像燒紅的玻璃，既不是液態(tài)，又有可塑性，以巖漿形式噴出時(shí)，由于壓力減小，這種可塑性巖石轉(zhuǎn)化成液態(tài)。軟流層一般被認(rèn)為是巖漿的發(fā)源地，界限為地表到地下60-150ｋｍ，250-400ｋｍ2、大氣圈外逸層：指地球大氣圈的最外層。這一層離地面最遠(yuǎn)，人們對(duì)其了解也很少。

地球大氣層結(jié)構(gòu)示意圖對(duì)流層：是大氣中最接近地球固體表面和水面的圈層。平流層：是對(duì)流層頂至離地面50千米高度的大氣層，大氣盛行平流運(yùn)動(dòng)。中間層：是平流層以上至85千米的大氣層。

熱成層：是中間層頂至250千米高度處或500千米高度處的大氣層。電離層：指熱成層上部至1000千米以上高空處的大氣層。

地球上的所有生物及其生存環(huán)境的總和。包括平流層下層、整個(gè)對(duì)流層、土壤圈，水圈和巖石圈的上層。3、水圈4、生物圈5、智慧圈

主要由海洋、河流、湖泊、地下水、冰川、高山積雪等組成。水圈中的水通過三態(tài)相變循環(huán)運(yùn)動(dòng)相互聯(lián)系，形成特殊的圈層。

指人類及人類生存環(huán)境的總和。由于人類改造了環(huán)境，現(xiàn)代地理科學(xué)的主要任務(wù)就是研究智慧圈的空間結(jié)構(gòu)、發(fā)展演化和它與其他圈層的關(guān)系。三、地球的物理特性地磁：地球磁場是一個(gè)偶極磁場，具有正極和負(fù)極，即南極磁和北極磁。地球的重力：地球上任何物體都受兩個(gè)力的作用，一是地心引力，二是地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的慣性離心力，兩者之合力即為地球的重力。地?zé)幔旱厍騼?nèi)部的熱能稱為地?zé)?。火山、地震和溫?/p>

對(duì)地球化學(xué)成分的研究，很早就引起了科學(xué)家的興趣。19世紀(jì)末美國地球化學(xué)家克拉克對(duì)16千米厚的地殼做了6000個(gè)巖石樣品分析，計(jì)算出各種元素在地殼中的平均百分含量，稱為克拉克值，又稱為地殼元素豐度?？死酥涤址譃橘|(zhì)量克拉克值和原子克拉克值兩種，質(zhì)量克拉克值是指元素占地殼質(zhì)量的百分比；原子克拉克值是指各元素所含原子數(shù)占地殼總原子數(shù)的百分比。

四、地球的化學(xué)成分元素地球地殼地幔地核氧304644

鐵3569.986硅152823

硫1.9

7.4鎂134196鎳2.4

鈣

鋁1.181.6

鈉0.572.10.84

鉀1

鈷0.13

0.4鉻0.26

0.38

其他<1<1<1<1表：地球整體及各圈層的化學(xué)成分（質(zhì)量克拉克值）五、地球的運(yùn)動(dòng)1、地球的自轉(zhuǎn)（1）地球自轉(zhuǎn)的性質(zhì)極移：地軸在地球內(nèi)部的位置并非是一成不變的，而是有著微小的移動(dòng)，這種變化稱為極移。地軸進(jìn)動(dòng)：地軸在天空中的位置有周期性變化，這就是地軸的進(jìn)動(dòng)。極移與地軸進(jìn)動(dòng)D黃軸：黃道面的中心垂直線即為黃軸。

B天極：就是地軸延長線與天球的交點(diǎn)。A天球：對(duì)于球心來說，球面上的點(diǎn)都是等距的，在人眼中無限的天空就是一個(gè)球面，這就是天球。C黃道：地球圍繞太陽公轉(zhuǎn)軌道面無限延展與天球相交的大圓叫黃道。地軸以黃軸為軸做周期性圓錐形運(yùn)動(dòng)就是地軸的進(jìn)動(dòng)。

地球自轉(zhuǎn)的速度單位時(shí)間內(nèi)地球上某點(diǎn)繞地軸轉(zhuǎn)過的角度。地球上某點(diǎn)在單位時(shí)間繞地軸所轉(zhuǎn)過的距離。除兩極外，地球各地角速度都為15′/秒線速度隨緯度增加而降低，赤道上為465米/秒，緯度30°處為403米/秒，緯度60°處為233米/秒。極點(diǎn)的角速度和線速度都為0角速度線速度地球自轉(zhuǎn)的周期地球自轉(zhuǎn)的周期：地球自轉(zhuǎn)的周期是地球繞軸旋轉(zhuǎn)360°所需的時(shí)間。恒星日是恒星（或春分點(diǎn)）連續(xù)兩次通過同一子午圈的時(shí)間，約23小時(shí)56分4秒。太陽日是太陽連續(xù)兩次通過同一子午圈的時(shí)間，即24小時(shí)。太陰日是月球連續(xù)兩次通過同一子午圈的時(shí)間，平均為24小時(shí)52分。地球自轉(zhuǎn)的周期地球自轉(zhuǎn)的周期：地球自轉(zhuǎn)的周期是地球繞軸旋轉(zhuǎn)360°所需的時(shí)間。（2）地球自轉(zhuǎn)的地理效應(yīng)科里奧利力晝夜更替大氣運(yùn)動(dòng)洋流河流世界時(shí)間地球公轉(zhuǎn)的周期為1年。太陽連續(xù)回歸到同一恒星方向上的時(shí)間為恒星年，長度為365天6時(shí)13分53.2秒。2、地球的公轉(zhuǎn)地球繞日地共同質(zhì)量中心的運(yùn)動(dòng)稱為地球的公轉(zhuǎn)。軌道是近于正圓的橢圓形。黃赤交角四季的形成根本原因是地軸的傾斜和地球保持這種傾斜角度沿公轉(zhuǎn)軌道繞太陽平行運(yùn)動(dòng)。同一緯度不同地區(qū)同一時(shí)間接受熱量不同產(chǎn)生了四季不同緯度不同地區(qū)同一時(shí)間接受熱量不同形成五帶地球自轉(zhuǎn)赤道平面黃道平面黃赤交角太陽直射點(diǎn)的回歸運(yùn)動(dòng)晝夜長短的變化和太陽高度的季節(jié)變化四季的更替地球公轉(zhuǎn)二十四節(jié)氣歌

春雨驚春清谷天

夏滿芒夏暑相連

秋處露秋寒霜降

冬雪雪冬小大寒二十四節(jié)氣歌

春雨驚春清谷天

夏滿芒夏暑相連

秋處露秋寒霜降

冬雪雪冬小大寒春夏秋冬前一天前一天前一天前一天復(fù)習(xí)思考：1）為什么說地球是橢圓的？為什么說地球的形狀是“梨形”的？為什么實(shí)際看到的地球卻是非常完美的球體？2）M面和C面是什么分界線？3）為什么對(duì)流層在赤道與極地、冬季與夏季厚度不一樣？4）太陽也是恒星為什么太陽日與恒星日不一致？恒星年與回歸年不一致？六、地理坐標(biāo)與時(shí)間1、地理坐標(biāo)本初子午線赤道時(shí)區(qū)本初子午線2、時(shí)區(qū)與國際日期變更線日出而作日落而息以本初子午線為基準(zhǔn)東西經(jīng)度各7.5°為零時(shí)區(qū)，零時(shí)區(qū)向東西每15°劃分一個(gè)時(shí)區(qū)，每一個(gè)時(shí)區(qū)相差一小時(shí)。東12時(shí)區(qū)和西12時(shí)區(qū)都是半時(shí)區(qū)共用180°經(jīng)線的時(shí)間。各國一般多以首都所在時(shí)區(qū)為國家的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)。時(shí)區(qū)本初子午線180°經(jīng)線附近劃出一條國際日期變更線（又稱“日界線”、“國際改日線”）。由東向西越過這條線，日期增加一天；由西向東越過這條線，日期減少一天。國際日期變更線國際日期變更線閱讀材料：北京時(shí)間

我國的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)叫北京時(shí)間。在天文上，北京時(shí)間是東經(jīng)120°的時(shí)間(北京在東經(jīng)116°19’)，目口東8區(qū)的區(qū)時(shí)。按國家規(guī)定，北京時(shí)間適用于全國，這樣有利子全國各地區(qū)經(jīng)濟(jì)文化交流。按經(jīng)度相差1°地方時(shí)相差4分鐘計(jì)算，北京時(shí)間比上海慢6分鐘，比烏魯木齊快2小時(shí)10分。地方時(shí)相差過大，作息時(shí)間就須作出調(diào)整，如烏魯木齊早晨上班時(shí)間一般是北京時(shí)間10點(diǎn)左右，而午休則從北京時(shí)間14點(diǎn)開始。課外知識(shí)：極光在地球南北兩極附近地區(qū)的高空，夜間常會(huì)出現(xiàn)燦爛美麗的光輝。它輕盈地飄蕩，同時(shí)忽暗忽明，發(fā)出紅的、藍(lán)的、綠的、紫的光芒。這種壯麗動(dòng)人的景象就叫做極光。

在太陽創(chuàng)造的諸如光和熱等形式的能量中，有一種能量被稱為“太陽風(fēng)”。太陽風(fēng)是太陽噴射出的帶電粒子，是一束可以覆蓋地球的強(qiáng)大的帶電亞原子顆粒流。太陽風(fēng)在地球上空環(huán)繞地球流動(dòng)，以大約每秒400公里的速度撞擊地球磁場。地球磁場形如漏斗，尖端對(duì)著地球的南北兩個(gè)磁極，因此太陽發(fā)出的帶電粒子沿著地磁場這個(gè)“漏斗”沉降，進(jìn)入地球的兩極地區(qū)。兩極的高層大氣，受到太陽風(fēng)的轟擊后會(huì)發(fā)出光芒，形成極光。在南極地區(qū)形成的叫南極光。在北極地區(qū)形成的叫北極光。

極光常常出現(xiàn)于緯度靠近地磁極地區(qū)上空大氣中的彩色發(fā)光現(xiàn)象。一般呈帶狀、弧狀、幕狀、放射狀，這些形狀有時(shí)穩(wěn)定有時(shí)作連續(xù)性變化。由于地磁場的作用，高能粒子轉(zhuǎn)向極區(qū)，所以極光常見于高磁緯地區(qū)。在大約離磁極25°—30°的范圍內(nèi)常出現(xiàn)極光，這個(gè)區(qū)域稱為極光區(qū)。在地磁緯度45°—60°之間的區(qū)域稱為弱極光區(qū)，地磁緯度低于45°的區(qū)域稱為微極光區(qū)。極光下邊界的高度，離地面不到100公里，極大發(fā)光處的高度約110公里左右，正常的最高邊界為300公里左右，在極端情況下可達(dá)1000公里以上。早在2000多年前，中國就開始觀測極光，有著豐富的極光記錄。在地平線上的城市燈光和高層建筑可能會(huì)妨礙我們看光，所以最佳的極光景象要在鄉(xiāng)間空曠地區(qū)才能觀察得到。在加拿大的丘吉爾城，一年在有300個(gè)夜晚能見到極光；而在羅里