南京大学自然地理学整理课件

绪论自然地理学研究什么？人类生存环境为什么？①各地的生存环境有重大差别（空间）②各地生存环境均有较大的变化（时间）③至今还有许多不明白的问题怎么研究？带着问题做深入的调查研究，定性到定量地进行研究是谁告诉我们要这样做的？我们的祖先所创造的《周易》当代的“自然地理学”－公共基础课“自然地理学”研究对人类生存发展有深刻影响的由天、气、水、生、土、地的物质和物质运动所构成的地球表层自然环境及其发展变化。她的基本任务是总结过去，预测未来，服务于人类的生存和发展。当代自然地理学及其发展趋势的新特点·综合化的趋势。自然地理学各分支学科研究的各分支系统，本就受制于“地球表层”开放巨系统。因此，各分支学科的发展也受制于自然地理学的发展。在自然地理学各分支学科分别发展到一定程度后，必然会出现趋向综合、促进自然地理学发展的新时期。·大量运用高新科学技术，如计算机、遥感遥测、激光、同位素分析和信息系统、自动化技术等，为自然地理学研究能赶上时代的需要创造了条件。·由定性向半定量定量发展。虽然还有比较多的定性问题需要研究，但许多自然地理学新概念已有了定量指标，如年代指标，含量比例指标，临界值指标等等。·由静态向动态发展。一方面是高精度的定位监测，另一方面是探索机制按动态模式预测未来。自然地理科学研究的根本转向就在于从认识过去转为预测未来。新时期自然地理学的活力及其全部意义就在于以认识过去为基础而预测未来，使人们能在自然王国中博得更多的主动和自由。地理研究趋向于系统分析例如长江流域山河湖海动力系统可分解为多个复杂系统：1.（全新世以来）海平面上升——长江河口水面比降变小并泥沙加积、河床断面缩小、洪水位上升——上述过程自长江河口向上游方向发展,即溯源发展的河床加积和洪水位上升——长江两岸,支流河口及河谷洼地积水成湖(自然堤后)湖,并顺江两岸向中游方向发展——长江中游江水位上升、两岸湖面扩张，洪水泛滥，淹没河滨低地——人类在河滨低地屯田,复修堤筑坝防洪——堤间河床淤积、洪水位上升、加固加高堤防、长江洪水位越来越高于堤后平原地面,平原地区深受洪水威胁。2．长江上游地区，构造运动抬升，河流深切、两岸崩塌滑坡、大量碎石泥沙下泄；人类开垦坡地，水土流失，增加泥沙下泄——长江中下游河床淤积、湖区泥沙淤积，河湖洪水位上升，加剧洪水威胁。3．雨区自西向东迁移----长江中游干流洪峰与当地暴雨相遇，或长江干流洪峰与支流湖区洪峰相遇，河湖互相顶托----长江中游大洪水，例如1954年，1998年长江洪水。4．长江中下游或长江下游连阴雨——长江干流泄洪受长江口高潮（或风暴潮或天文高潮）涨潮流顶托——长江中下游或长江下游、河口地段大洪水，如1991年大洪水。5．长江流域降水减少——长江中下游径流减少，有时两岸严重旱灾——长江口涨潮流加强或盐水入侵——长江河口段淤积加剧，有些港口淤塞，如镇江港淤毁。以上研究则为预测长江中下游河道变迁、河床淤积和洪涝灾害以及控制调水等奠定了基础。厄尔尼诺现象和拉尼娜现象径向环流和纬向环流的变化季风的变化厄尔尼诺：来自海洋的气候信息厄尔尼诺是赤道太平洋中部和东部每隔几年发生一次的大范围海水异常增温现象。它常常导致热带地区乃至全球气候发生异常，但又与工业化革命带来的全球气候变暖是两回事。厄尔尼诺的产生与海洋和大气的相互作用密切相关。在浩瀚的太平洋洋面，大气低层风驱动着表层海水的流动，由于地球自转偏向力的影响，使得水流的方向在北半球向风的右侧偏转，在南半球向风的左侧偏转。早南美北部的太平洋沿岸，盛行偏东风，风向与海岸线相平行，海水的流动是离开海岸的，而沿岸表层没有海水来补充，则迫使表层以下温度较低的海水上升，以替代流走的较暖的海水，因此在这个地区生成巨大的涌升流，称为冷水上翻区。在赤道附近，沿赤道两侧分别为东北信风和东南信风，风驱动着表层海水也向两侧分流，沿东太平洋赤道地区，也会产生冷水上翻，以补充流走的海水。刚升到海面的海水温度比周围要低，通过红外卫星图象可以看到一条从南美沿岸向西延伸的明显冷舌，这就是赤道太平洋的冷水区。由于下层海水含有丰富的营养物质，冷水区也是海洋生物量十分丰富的地区。由于赤道太平洋海面盛行偏东风，大洋表层暖的海水被输送到西太平洋，西太平洋水位不断上升，热量也不断积蓄，使得西部海平面通常要比东部偏高40cm，年平均海温西部约为29℃，称为暖池区，而东部沿岸仅24℃左右，东西两侧海温差异在3～6℃之间。但是，当某种原因引起信风减弱时，维持赤道太平洋海面东高西低的支柱被破坏，西太平洋暖的海水迅速向东蔓延，原先覆盖在热带西太平洋海域的暖水层变薄，海温在太平洋西侧下降，东侧上升。同时赤道东太平洋的涌升流也随信风减弱而减弱，暖水逐步占据了赤道中、东太平洋地区，并从海面一直可以到达100m深处。当东太平洋海温异常偏高持续6个月以上时，被称为一次厄尔尼诺事件。厄尔尼诺的发生具有一定的周期性，通常2～7年发生一次，但并不遵循严格的周期。1950年以来共发生了14次厄尔尼诺事件，分别发生在1951，1953，1957-58，1963，1965-66，1968-69，1972，1976，1982-83，1986-87，1991-92，1993，1994-95，1997年。从最近半个世纪的情况看，八十年代中期以来厄尔尼诺事件发生更为频繁，强度也明显增强。大气的运动影响着表层海水的流动，热带海洋又是大气能量的宝库。在赤道太平洋西部，温暖而潮湿的海面源源不断地向其上空地大气输送着热量和水汽，使大气温度增高，上升运动加强，从而成云致雨，所以这一地区雨水丰沛，气候湿润，年降水量一般在2000mm以上；而中、东太平洋冷水域则使得其上空大气变冷，密度增大，下沉气流难以把水汽抬升到能够形成云和雨滴的高度。因此，这一带洋面通常云量很少，降水量只有500mm左右，常常形成干旱。－－中国气象局国家气候中心：李晓燕海洋的功能碳循环的研究“暖池”的作用全球海平面变化－－据2001年《中国海平面公报》：我国沿海海平面近50年来呈上升趋势，平均以每年1－3毫米的速度上升。特别是近三年来，上升速度有所加快，每年达2.5毫米。2000年，我国沿海海平面比常年平均海平面升高了51毫米，沿海各省、自治区、直辖市中，海南沿海海平面上升幅度最大，上升100毫米；江苏、上海、福建、广东、广西沿海海平面的上升幅度都超过了50毫米；天津、河北、辽宁升幅较小。海平面长期缓慢上升会加剧沿海地区的风暴潮灾害，加大洪涝威胁，并引发海水入侵、土壤盐碱化、海岸侵蚀等问题，同时严重影响沿海城市基础设施建设。专家指出，我国海平面的上升趋势与全球海平面上升趋势基本一致。沙尘暴和气溶胶通量沙尘暴是什么？据气象专家介绍说，扬沙和沙尘暴都是本地和外地的尘沙被风吹起造成的。一般而言，沙尘暴是指携带大量尘沙的风暴，多发生在沙漠和干旱地区，气象上一般以能见度来区分沙尘和沙尘暴；能见长白山森林被砍伐（沈考辉，1999）度小于1公里的为沙尘暴，能见度在1公里以上的为沙尘或扬尘天气。近年我国风沙灾害统计据有关部门提供的材料，特大沙尘暴20世纪六十年代在我国发生过8次，七十年代发生过13次，八十年代发生过14次，而九十年代至今已发生过20多次。专家确定我国北方四大沙尘源区据中科院寒区旱区环境工程研究所研究员杨根生指出：“我国北方四大沙尘源区分别为：甘肃河西走廊和内蒙古阿拉善盟地区；陕、蒙、宁、晋西北长城沿线的沙地、沙荒土旱作农业区；位于北京北部、东部的浑善达克、呼伦贝尔、科尔沁沙地以及新疆塔里木盆地边缘。”甘肃河西走廊和内蒙古阿拉善盟是强度最大的沙尘暴策源地，除对周边地区造成危害外，还有能力对东北、华北甚至黄河、长江中下游地区的天气产生影响。这一沙尘源区的主要特点是：沙漠面积大、沙漠与绿洲之间的过渡带破坏严重；水位下降造成干涸湖盆增多，梭树林、胡杨、红柳大面积死亡，新沙化地不断增加。杨根生举例说，地处额济纳绿洲的天鹅湖1982年还是碧波荡漾，如今不但干涸无水、湖盆还积满1米以下的沙丘。还有的干涸湖盆如居延海地表物质有70％是小于0.063mm的粉尘，遇到5级风就可能产生沙尘暴；民勤的梭树林1982年还很茂密，现在死亡面积已达到原来的三分之一。杨根生告诉记者，最新的考察结果表明，除气候条件外，新的沙尘区不断增多，造成原沙尘暴策源区面积不断扩张也是今年沙尘暴频率高，间隔短，强度大的重要原因。杨根生结合我国气候和地理环境客观分析认为，短期内根治沙尘暴是不可能的，阻止新沙尘源区的扩展是减缓沙尘暴发生强度和降低沙尘暴发生频率的有效措施。全球变化研究新进展新世纪第一次厄尔尼诺将于今春“卷土重来”《新华日报》2002年1月30日：厄尔尼诺现象将对我国所造成的气候异常主要有以下几方面。1.台风减少2.我国北方夏季易发生高温、干旱。1997年强厄尔尼诺发生后，我国北方的干旱和高温十分明显3.我国南方易发生低温、洪涝。如1931年、1954年和1998年的洪水，都发生在厄尔尼诺的次年。4.在厄尔尼诺现象发生后的冬季，我国北方地区容易出现暖冬。中华版图水陆变迁惊人《新华日报》2002年1月29日：沙洲扩展，沧海桑田，湖泊千涸，岛岛相连。谁能想到，仅至1949年以来的半个世纪的时光，在自然和社会的综合作用下中华大地水陆竟然发生如此巨大的变迁。陈潮以1949年编制的《中国人民地图集》为基础，与2000年现行出版的地图相对照，现行地图呈现处处今非昔比。1.海岸延伸.在黄河三角洲,从1953年至1982年间,就造陆1100平方公里.到1994年，河口地区已经是一个近6000平方公里的近代黄河三角洲。长江三角洲地区，新中国成立以来已有数十平方公里的陆地形成。仅改革开放后的浦东新区，就造陆11平方公里。珠江三角洲扩陆后，吞并了一些原来孤立的沙洲和小岛。2.岛屿变化。浙江温岭的石塘岛由干滩淤塞，成为大陆的一部分。上海的崇明岛，1950年的面积约为600平方公里，现在的面积已扩展为1200平方公里。长江口南侧的横沙岛，1958年前仅是一处露头的沙洲，如今以成为一个面积达49.2的中型岛屿。3.湖泊消长。曾经干涸的吐鲁番洼地艾丁湖获得新生，已恢复湖面75平方公里。素有“千湖之省”美称的湖北省，20世纪50年代有天然湖泊1052个，如今仅存83个。长江中下游的江汉平原已有80％的湖沼消失。新疆的博斯腾湖原有面积1019平方公里，现收缩1/3以上。新疆准葛尔盆地的艾比湖原有1070平方公里，现仅有500平方公里。中外驰名的罗布泊，20世纪60年代约有水面660平方公里。《自然地理学》在新时代所关注的新问题2005.01.04《扬子晚报》：南京地质矿产研究所：《长江三角洲地下水资源与地质灾害调查评价》长江以南10万平方公里范围内，长期超采地下水，引起地面沉降与地裂缝等,形成三个区域性沉降中心：上海、苏锡常、杭嘉湖地面沉降已经造成长三角中心地区损失3500亿元2007年2月12日《扬子晚报》：70多个城市发生地面沉降上海是我国地面沉降发生最早、影响最大、带来危害最严重的城市，自1921年发生地面沉降以来，至今沉降面积达1000km2沉降中心最大沉降量达2.6m.根据对上海40多年沉降历史的研究，地面沉降造成的经济损失已达千亿元，也就是意味着地面平均沉降1cm，损失就高达1000万元。目前，全国已有70多个城市发生了不同程度的地面沉降，沉降面积已达6.4万km2，沉降中心最大沉降量超过2m的还有天津、太原、西安等城市，其中天津60％的地面发生沉降，塘沽区的沉降量达到3.1m.由于地面沉降，西安的唐代建筑大雁塔倾斜已达上千毫米；海河泄洪能力大大下降，天津市区内涝基本无法从海河排出；华北一些地区地下水循环系统平衡遭到破坏，地下水质恶化。中国高层治水忧思(2004-11-01)：用水量已接近可用水量上限我国水资源面临严峻形势，水环境持续恶化，水资源的合理利用和水环境保护是当务之急，我国水资源总量2．8万亿立方米，人均水资源量2200立方米，仅为世界平均水平的1/4。全国实际可能利用的水资源量约为8000亿至9000亿立方米。在充分考虑节水的