自然地理学

自然地理学第一章自然地理学与人类环境1.自然地理学是以人类赖以生存的地球表层自然环境为研究对象的。2.自然地理学的研究内容：（1）人类赖以生存的地球表层自然环境的组成、结构及其区域分布规律。（2）人类赖以生存的地球表层自然环境的成因与变化规律。（3）人类赖以生存的地球表层自然环境系统的运行机制（物质循环、能量转换、信息传输）。（4）人类与地球表层自然环境的相互作用、相互影响。（5）地球表层自然环境的评估、预测、规划、管理、优化、调控。3．自然地理学的性质:综合性区域性环境性4.自然地理学的定义：用系统的、综合的、区域联系的观点与方法，去审视与研究人类赖以生存的地球表层自然环境的组成、结构、区域分异特征、形成与变化规律，从而对其进行评估、预测、管理、优化、调控的学科。第二章地球与地球表层环境地外系统对地球表层环境的影响主要表现在：（1）能量的来源：太阳辐射（2）引力的影响：产生了海洋潮汐、大气潮汐、固体潮汐。潮间带：由于潮汐的作用而产生。促进了海洋生物香陆地生物的进化，为两栖动物的产生，为地球上生物的进化创造了条件。（3）其他宇宙因素的影响：太阳向宇宙空间发出的带电微粒流称为太阳风。（4）陨石撞击的环境效应地内系统对地球表层环境的影响表现在：（1）能量的来源：地热能（2）物质的交换：火山活动、岩浆侵入、板块俯冲等。（3）其他环境效应：地震，地核、地幔物质运动与相变导致的地球重力场、磁场的变化等。第三章地球表层环境与地球表层系统地球表层系统：是地球表层无机界、有机界与人文界相互作用、相互影响而构成的一个系统。地球表层在物质组成上还有一个特征，就是固态、液态、气态三态物质共存。海洋面积约占地球表面面积的71％，陆地面积约占地球表层面积的29％。圈层结构：地球表层系统由岩石圈、大气圈、水圈、生物圈相互作用而形成。结构特征：1.垂直分层2.水平分异3.立体交叉4.多级嵌套人类与地球表层环境的关系：一、地球表层环境对人类的作用与影响体现在：古猿向人类发展、转化时期；黑白黄三色人种的形成；世界人口的分布：亚欧的人口最多，其次是北美；人类血液组成元素与地壳元素的含量有明显的相关关系；自然灾害如火山、地震、台风、海啸等干扰了人类的生活与生产过程，甚至给人类的生命财产带来了威胁；对社会的影响:优越的自然环境有助于加快社会发展的进程，恶劣的自然环境则阻碍社会的发展。二、人类对地球表层环境的作用与影响改变了地球表层环境的结构；改变了地球表层环境演化的方向；改变了地球表层环境变化的速度；改变了地球表层环境的物质循环；改变了地球表层环境的能量平衡；对资源的消耗、对环境的污染以及对生态的破坏。三、人类与环境的协调发展摆正人类自身的位置：对地球表层环境的改变应该控制在地球表层环境可以承受的范围之内；建立和提高可持续发展的意识；第四章岩石圈与地球表层结构和轮廓（1）由莫霍面、古登堡面将固体地球划分为地壳、地幔和地核，康拉德面进一步将地壳划分为上地壳和下地壳。（2）岩石圈包括全部地壳（陆壳和洋壳）和上地幔顶部的橄榄岩层（莫霍面以下，软流圈以上），它是一个力学性质基本一致的刚性整体。（3）元素是组成地壳的物质基础，元素化合形成矿物，矿物结合又形成岩石。（4）组成岩石主要成分的矿物，称造岩矿物，主要有：长石、石英、云母、角闪石、辉石、橄榄石。（5）岩石是在各种地质作用下，按一定方式结合而成的矿物集合体，是构成地壳及地幔的主要物质。岩石可分为三大类：火成岩、沉积岩和变质岩。（6）火成岩：一类是岩浆作用形成的岩浆岩（主），一类是非岩浆作用形成的。岩浆作用：岩浆的发生、运移、聚集、变化及冷凝成岩的全部过程。火成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：二氧化硅含量小于45％，含铁、镁较多，含钾、钠甚少，主要由橄榄石、辉石组成，如橄榄岩。2)基性岩：二氧化硅含量45％~52％，主要由辉石、钙斜长石和少量橄榄石及角闪石组成，如辉长岩、玄武岩。3)中性岩：二氧化硅含量52％~65％，主要由角闪石、长石和少量石英、辉石、黑云母等组成，如闪长岩、安山岩、正长岩和粗面岩。4)酸性岩：二氧化硅含量大于65％，含钾和钠较多而铁、镁较少，主要由长石、石英和云母组成，如花岗岩、流纹岩。（6）沉积岩：由地表的松散堆积物经压实固结而形成的岩石。层理：指岩石的成分、结构、粒度、颜色等性质沿垂直于层面方向变化而形成的层状构造。层面构造：是指上、下层面中留下的与岩石成因有联系的各种印模和痕迹。沉积岩的主要结构类型：碎屑结构、泥质结构、化学结构和生物结构。沉积岩按其成因、物质组成和结构等特征，可分为以下几类：1)碎屑岩类：火山结块岩、火山角砾岩、砾岩、角砾岩、砂岩和粉砂岩。2)黏土岩类：泥岩、页岩。3)生物化学岩类：石灰岩（富含碳酸钙）和白云岩（含碳酸镁和碳酸钙）。（7）变质岩：由地球内力作用引起的岩石性质的变化过程称为变质作用，由变质作用形成的岩石，就是变质岩。变质作用的因素：主要是岩石所处的环境物理条件和化学条件的改变，物理条件主要指温度和压力，而化学条件主要指从岩浆中析出的气体和溶液。这些因素的变化，主要来自于构造运动、岩浆活动和地下热流，因此变质作用是属于内力作用范畴。控制变质作用的因素主要有温度、压力和化学因素。主要变质岩类型：板岩、千枚岩、片言、片麻岩。（8）岩石的相互转化：沉积岩、火成岩和变质岩是可以相互转化的，他们之间的相互转化又叫做岩石的循环或地质循环:沉积岩变质可以形成变质岩，熔融再凝结会变成火成岩；火成岩变质可以形成变质岩，风化、分解、搬运、沉积、固结就会转化为沉积岩；变质岩熔融再凝结也会变成火成岩，风化、分解、搬运、沉积、固结也会转化为沉积岩。（9）岩石圈的结构垂直分层：包括上地幔上部的固体部分和地壳。地壳又被康拉德面分为上下两层。地壳上层为花岗岩，又称硅铝层；下层为玄武岩层。水平变异：地壳可以分为大陆型地壳（陆壳）和大洋型地壳（洋壳）。陆壳的特征是厚度较大，具双层结构，即在玄武岩层之上有花岗岩层。洋壳的特征是厚度较小，最薄地方不到5km，一般只有单层结构，即玄武岩层。（10）岩石圈运动的方向水平运动：地壳或岩石圈物质大致沿地球表面切线方向（水平方向）进行的运动，叫水平运动。这种运动常表现为岩石水平方向的挤压和拉张，也就是产生水平方向的位移以及形成褶皱和断裂，在构造上形成巨大的褶皱山系和地堑、裂谷等。所以水平运动也称为造山运动。垂直运动：地壳或岩石圈物质沿地球半径方向的运动，叫垂直运动，也叫升降运动、“造陆运动”。地层（岩层）产状：地层产状通常用走向、倾向和倾角三个要素来刻画。（图见p61）走向：地层层面与水平面的交切线，叫做走向线，走向线两段延伸的方向叫做地层的走向。反映了地层在空间的水平延伸方向。倾向：垂直于走向线沿层面向下所引的直线叫做倾斜线，倾斜线在水平面上的投影所指示的方向，叫做地层的倾向。代表了地层倾斜的方向。倾角：倾斜线与它在水平面上的投影之间的夹角，叫做倾角。反映了地层的倾斜程度。（11）褶皱的定义：岩层的弯曲现象。褶皱的成因：主要由构造运动形成，大多数是在水平运动下收到挤压而形成的，而且缩短了岩层的水平距离。褶曲的形态：多种多样，但基本形式只有背斜和向斜两种。褶曲的类型：根据褶曲的轴面产状并结合两翼特点可分为：直立褶曲、倾斜褶曲、倒转褶曲、平卧褶曲和翻卷褶曲。（图见p64）根据褶曲的转折端形状及两翼特点可分为：圆弧褶曲、箱形褶曲、锯齿状褶曲、扇形褶曲。（12）断裂：地壳中岩石（岩层或岩体），特别是脆性较大和靠近地球表面的岩石，在受力情况下容易产生断裂和错动，总称为断裂。通常根据断裂岩块相对位移的程度，把断裂构造分为节理和断层两大类。节理：是指断裂两侧的岩块沿着断裂面没有发生，或没有明显位移的断裂构造。断层：岩块沿着断裂面又明显位移的断裂构造。断层的要素有：断层面、断层线、断盘和断距（位移）。（13）火山岩浆喷出地表叫做火杀喷发，火山喷发则形成火山。火山喷发主要两个基本类型：裂隙式喷发和中心式喷发。主要火山带：环太平洋火山带、阿尔卑斯-喜马拉雅火山带、大西洋海岭火山带。（14）地震主要地震带：环太平洋地震带、地中海-喜马拉雅地震带、大洋中脊（海岭）地震带、大陆裂谷地震带（15）板块构造学说岩石圈可以划分为太平洋板块、欧亚板块、澳大利亚-印度板块、非洲板块、南美洲板块、北美洲板块和南极洲板块七大板块。（16）构造地貌：岩石圈运动（构造运动）形成的地球表面的形态。一、大地构造地貌：由大地构造运动形成并受大地构造控制的地貌，叫做大地构造地貌。例如：大陆与大洋，海沟、岛弧与边缘海，大陆架、大路坡、大陆隆与深海盆地，大洋中脊、大陆裂谷与地缝合线。二、区域构造地貌：在大地构造的背景下，由于区域构造差异而形成的具有区域特征的构造地貌。例如：高原、平原、盆地、山地、海底火山等。三、局地构造地貌：在大地构造格局与区域构造背景下，主要由于局地构造作用、影响而形成的地貌。根据局地构造地貌的类型，可以将其划分为褶曲地貌、断层地貌、火山地貌等。(一)褶曲地貌：由于岩层褶曲而形成或者受褶曲构造控制的地貌。其又可划分为：1)单斜地貌：发育在褶曲一翼单向倾斜岩层上的地貌。2)背斜山和向斜谷：背斜隆起形成的山地交背斜山，向斜凹下形成的谷底叫做向斜谷。3)背斜谷和向斜山4)顺向河与次成河：河流方向与岩层倾斜方向一致的河流叫做顺向河，其支流与岩层走向平行，而与岩层倾向垂直，叫做次成河。5)穹隆地貌：当背斜轴足够短时，组成背斜的地层（岩层）倾向四周，这就是穹隆构造。发育在穹隆构造上的或受穹隆构造控制而发育的地貌，叫穹隆地貌。(二)断层地貌：由于断层而形成的地貌。主要包括：断层崖、断层谷、断层三角面。(三)火山地貌：火山活动形成的地貌。主要包括：火山锥、火山口、火山湖、熔岩台地、熔岩丘、熔岩垄岗。第五章大气圈与气候分异规律（1）大气的主要成分：氮、氧、氩等气体。（2）气溶胶：大气中均匀分布的相当数量的固体微粒和液体微滴，如海盐粉粒、灰尘（特别是硅酸盐）、烟尘和有机物等多种物质，所构成的稳定混合物，统称为大气溶胶。（3）臭氧浓度随高度的分布，具有不连续或突变现象。（图见p97）大气中O3主要存在于10~50km的大气层中，绝大部分集中在平流层，对流层只占了10％左右。近地面层臭氧含量少，从10km高度开始增加，到25~45km高度浓度达到最大值，称为“臭氧层”，再往上逐渐减少，到50km以上就极少了。这是由于不同高度上O3的形成条件不同造成的。（4）大气圈的结构垂直分层：根据气温从地面到高空垂直方向的分布，将整个大气分成对流层、平流层以及高空的中间层、暖层和散逸层。1)对流层：大气的最底层，它的底界是地面。云、雾、雨、雪等主要的天气现象都出现在此层。对流层的三个主要特征：一般情况下，气温随温度升高而降低(降低幅度为平均高度每升高100m气温降低0.65℃)；空气的对流运动显著；天气现象复杂多变。2)平流层：从对流层顶以上到50~55km高度为平流层。平流层气温基本不受地面影响，随着高度的升高，气温起初不便或微有上升；大约到30km以上时，因为O3的存在及强烈的太阳辐射作用，温度随高度的增加升高更快，在55km高度上，气温可达-3℃。平流层内气流平稳，以水平运动为主，垂直混合作用微弱，且水汽含量极少，几乎没有任何天气现象产生。稳定的气流以及极佳的透明度非常适合飞机的空中飞行。3)中间层：自平流层顶到80~85km为中间层。该层特点是气温随高度的升高而迅速下降。又称高空对流层。4)暖层：自中间层顶到800km高空为暖层，又称热层。该层大气密度很小，且处于高度电离状态，因此又称电离层。5)散逸层：暖层以上的最高层大气称为散逸层，又称外层。经常有大气质点散逸到星际空间，气温随高度增加很少变化。（5）水平气压梯度力第六章水圈与水量平衡（1）世界海洋表层海水的盐度分布规律为：从南北半球的副热带海区，分别向两侧的高纬和低纬递减，呈马鞍形分布。（2）降水量大于蒸发量的海区盐度偏低；反之，盐度偏高。（3）暖流流经的海区盐度偏高，寒流流经的海区盐度偏低。（温度越高，溶解度越大。）结冰时盐度增高，