自然地理学课件2-第一章(1)2010

第一章地球讲授人：郑昭佩[e-mail]第一节地球在宇宙中的位置一、宇宙和天体•宇宙：上下四方曰宇，古往今来曰宙。宇宙在时间和空间上的无限。•天体：恒星、行星、卫星、流星、彗星、星云等•天文单位：天文学上用地球和太阳的平均距离（14960×104km）作为量度宇宙空间的距离的单位。•光年：光在一年中传播的距离（94605×108km），称为一个光年，约等于63238.6个天文单位。•太阳的参数•行星及行星轨道参数•行星的定义、太阳系主要行星介绍•矮行星•太阳系小天体•卫星与月球•地球在天体中的位置二、太阳和太阳系太阳系新华网布拉格2006年8月24日电(记者金晶孙希有)国际天文学联合会大会24日通过决议，将地位备受争议的冥王星“开除”出太阳系行星行列，太阳系行星数目也因此降为8颗。从此，冥王星这个游走在太阳系边缘的天体将只能与其他一些差不多大的“兄弟姐妹”一道被称为“矮行星”。当天的大会在4位歌唱家美妙的歌声中开始，以激烈的争论贯穿，以“里程碑”式决议结束。大会始终充满紧张气氛。直到表决前，一些天文学家还抓住最后机会表达质疑。他们站在观众席走道里竖立着的麦克风前，要求主席台上正襟危坐的国际天文学联合会主席罗恩·埃克斯再度修改决议草案。一位天文学家甚至要求修改其中的一个标点。投票时，两派的对立显而易见。天文学家们挥舞着手中的选票，极具煽动性地鼓励更多人加入他们当中，其中包括埃克斯，一位冥王星的强烈支持者。根据当天通过的新定义，“行星”指的是围绕太阳运转、自身引力足以克服其刚体力而使天体呈圆球状、能够清除其轨道附近其他物体的天体。而冥王星因为其轨道与海王星相交，因此不符合这一定义。大会通过的决议说：“(太阳系)行星包括水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。”决议称，冥王星是一颗“矮行星”。所谓“矮行星”是指同样具有足够质量、呈圆球状，但不能清除其轨道附近其他物体的天体。决议还确认了一类外海王星天体，并将冥王星作为该类天体的“典型”代表。“冥王星不该属于行星，每个天文学家都该知道，”英国伦敦大学学院天文学家伊恩·豪沃斯在决议通过后对新华社记者说。和大多数在场的天文学家一样，他对冥王星投了反对票。但对于国际天文学联合会主席埃克斯来说，投票结果是“一个遗憾”。他认为，应当将“矮行星”也归入行星之列。国际天文学联合会副主席、中国科学院院士方成在接受新华社记者采访时说：“冥王星的确是这次行星定义过程的焦点，许多科学家认为它不该成为行星。”尽管科学家们关于这一问题仍未达成共识，但无论如何，行星新定义的产生是一个“历史性”时刻。埃克斯表示，对于行星的研究和讨论，将来还会继续，但这一定义的产生是天文学研究的里程碑。从一些资料和同学已有的认识知道，到目前为止，只发现地球上存在着人类。地球是人类的摇篮，地球是人类的家园。那么为什么地球能成为人类的摇篮、人类的家园？日地距离及其环境意义地球距离太阳约1.5×108km。这样的距离地球表面接受的太阳辐射比较适中，使地球表面的平均温度高于水的冰点、低于水的沸点，液态水的存在为生命的诞生提供了必要的条件。金星表面的温度金星离太阳比地球近30%左右，金星表面温度高达465℃～485℃，除了比地球距离太阳近这一原因之外，金星大气中二氧化碳的含量特别高也是其重要原因，金星大气中二氧化碳含量在97%以上。接近地面的二氧化碳含量还要高些，达99%，几乎全是二氧化碳。太阳光穿过金星大气，照射到金星地面，由于浓密的二氧化碳就像是一床大棉被，太阳辐射的热量在金星表面附近越积越多，温度也越来越高，产生了所谓的“温室效应”。火星表面的温度火星上的平均温度为-23℃，由于火星大气稀薄而干燥，所以它的昼夜温差很大，远远大于地球上的昼夜温差。因火星表面温度低、压力小，大气中的二氧化碳和水大致都呈饱和状态，只要气温稍一降低，二氧化碳和水蒸气就会凝结。火星大气中的水份极少，科学家估计，倘若把火星上的水冰全部融化成水，也只能在火星表面形成一个10米深的大海。与我们地球表面的波涛茫茫的海洋相比，火星上的水量就显得微不足道了。1.3地球形状的地理意义地球为一不规则的旋转椭球体，地球的形状使得地球上热量的带状分布和所有与地表热量相关的自然现象的地带性分布。第二节、地球的形状和大小1.2地球形状的参数大地水准面地球的扁率1地球的形状——不规则的椭球体1.1人类对地球形状的认识古希腊、古巴比伦、古印度、古俄罗斯、古代中国对地球形状的认识“天园地方”。2.1人类对地球大小的认识2.2地球大小的地理意义地球的总质量为6.588×1027g,总体积10833×108km3，平均半径约6371km。地球的质量适中，从而使引力适中，形成了适宜的大气圈与水圈，为生命的诞生准备了另一必要的条件。地球大气成分将来再讲。目前氧气含量、臭氧含量、二氧化碳含量等都比较适合生命生存和发展。2地球的大小第三节、地球的运动1、地球自转及其环境意义地球自转产生了昼夜交替地球是一个不发光、不透光的球体。地球自转产生了地方时由于地球自转方向自西向东，在同一纬度地区，相对位置偏东的地区，要比位置偏西的地区早一点见到太阳。这样不同经度的时刻就有了迟早之分。因而产生了地方时。地球自转产生了地转偏向力使得地表水平运动的物体北半球右偏，南半球左偏。2、地球公转及其地理意义地球公转导致四季变化（黄赤交角）；地球公转导致昼夜长短的变化（黄赤交角）；地球公转对地表温度的调节；对地球生命的孕育的意义。地球绕太阳运动的轨道近似于圆形，从而保证从太阳得到的辐射相对比较稳定，使地面温度的变化不过于激烈。地球自转一周为24小时，自转的速度比较适中，因而使昼夜温度变化较小，有利于生物的生存。3岁差、章动和极移岁差章动极移补充资料1地外系统对地表环境的影响地球表层环境系统是一个开放系统，不断与外界进行物质、能量、信息的交换，因此，地表系统的形成和发展与地外系统和地球内部系统有着密切的联系。其中地外系统对地表系统的影响主要表现在：输入能量、施加引力、陨石撞击及其他因素的影响。1、能量的来源地表环境处于不断的运动变化（大气运动、水循环、岩石风化、土壤形成、生物进化等）之中，运动变化的能量来源主要是太阳辐射。没有太阳辐射能的提供，地球上将会变得没有生命活动、四季交替、天气变化、河水流动等，成为一个死寂的世界。2、引力的作用天体引力的作用，使地球沿固有的轨道运行，并具有特定的周期和速度；由于太阳与月球的引力作用产生了地球上的潮汐现象：海洋潮汐、大气潮汐、固体潮汐。潮汐作用对于地表环境形成的意义•由于潮汐摩擦作用，导致了地球速度变慢，每天的持续时间逐步变长；大气潮汐导致了大气压周期性的变化，从而对高层大气气流、台风与飓风、大气降水产生一定的影响；•固体潮汐不仅周期性地改变着地球表面的形状，而且还会引起地壳应力不平衡，从而引发地震等事件的发生。•潮汐作用，与波浪海流一起，导致了海水的运动。海水的运动不仅使海水对于地表热量的调节能力加强，而且使海水在更大的深度与范围富含氧气，使生物的分布更加广泛。•由于潮汐作用，产生了周期性的被海水淹没。•由于潮汐作用是海陆间的作用范围扩大，海路过渡相沉积分布范围变广，海岸地带地貌类型增多。3、陨石撞击地球的环境效应1改变了地表形态，造成陨石坑与环形山。2陨石撞击会导致地震发生3陨石撞击地球，导致地表环境的灾变4大的撞击会导致地球岩石圈的破裂，引起板块分裂与运动。4、其他宇宙因素的影响1物质的交换：陨石降落地表、大气分子的逃逸；2太阳活动影响地球磁场、地面气候、人类健康；3太阳风的影响气球磁层，减免宇宙射线对地球生命的伤害。4天文学中的九星会聚九星会聚指地球单独处于太阳的一侧，其它行星都在太阳的另一侧，且最外两颗行星的地心张角为最小的现象。九星于冬半年会聚时，地球单独位于太阳的一侧，太阳系质心处在与地球相反的方向，地球的公转半径必然加大。此种年份的夏半年，地球也运行到太阳的另一侧，而几个巨行星(木星、土星、天王星和海王星)走得很慢，太阳系质心仍偏在太阳这一侧，使地球夏半年公转半径缩短。因此，在九星会聚中，地球的冬半年延长，夏半年缩短，以致北半球接受的太阳总辐射量减少。这就是九星会聚的力矩效应。这种效应累积若干年，最终导致北半球气候变冷的趋势。相反，如果九星会聚发生在夏半年，那么就会导致北半球气候变暖的趋势，产生各种气象灾害。近1000a以来，长江流域1153、1368、1870和1981年的特大洪水都处在九星会聚的前后阶段；近500a以来，黄河流域发生过4次特大洪水，其年份是1482、1662、1761和1843年，其中除1761年以外，其它3次也都处在九星会聚的附近时期。九星会聚是有一定规律的，是百年不遇的奇观的。仅从17世纪以来已先后于1624年、1803年和1982年发生过三次九星会聚。前两次，当时海王星和冥王星还没有被发现，后面一次才是在众目睽睽之下的第一次九星大团聚。这次会聚，率先赴会的是地球轨道以外的几颗大行星，地球继土星之后进入会聚区，金星和水星姗姗来迟，最后到达。九星盛会的第二天，九大行星又先后分手，各奔前程。水星首先告别了众“兄弟”，金星跟着离去，最后火星和地球也相继退场，其他行星也陆续离开，重新分散到太阳四周去了。人们需耐心等待近3个世纪以后的公元2357年，才能再逢九星重聚的壮观场面。补充资料2地内系统对地表环境的影响地内系统是地表系统的另一能量的来源地内系统与地表系统进行着物质交换地内系统对地表系统的其它影响地热资源位于滇西的保山，是著名“西南丝绸之路”的重要驿站，文化沉积丰富，从昆明沿滇缅公路西行571公里或乘飞机约45分钟可抵达保山市。腾冲国家级风景名胜区位于保山地区腾冲县境内，有着独特的火山群和地热景观。腾冲是中国著名的地热风景区，地热资源极其丰富，其中，最为壮观的地热景观是距腾冲县20公里处的腾冲地热温泉群，又称热海，面积约9平方公里。景区内到处可以看见各式各样的气泉、温泉，共有80余处，有澡堂河瀑布、蛤蟆嘴喷泉、狮子头、美女池、大滚锅等景点。其中有14个温泉群的水温达90℃以上，到处都可以看到热泉在呼呼喷涌。世界上有温泉的地方很多，但像腾冲热海这样面积又广、泉眼又多、疗效又好的实在不多见。热海中最典型的是“大滚锅”，它的直径3米多，水深1.5米，水温达97℃，昼夜翻滚沸腾，四季热气蒸腾。据说以前有一头牛到大滚锅边舔吃带咸味的泉华，不小心掉入锅内，待牧童从村里喊人来救它时，已煮成一锅牛肉。从地质构造来看，腾冲位于世界瞩目的阿尔卑斯山——喜马拉雅山构造带，处于印度板块和欧亚板块急剧聚敛的结合线上。特殊的构造，使得这一地区的地下断层岩浆活动很剧烈，地热温泉中释放出氦和甲烷气体，说明地下岩浆活动一直未停止，并有源源不断的火山供给源，这种现象，是休眠火山的典型标志。所以，腾冲的地热奇观，是地层中心的热流向地表上升，顺着地壳断裂处勃然喷发的结果。物质交换火山喷发不仅使大量地幔物质喷出，进入地表，岩浆冷却形成地表岩石，而且，使大量水汽、二氧化碳、尘埃进入大气圈，从而改变大气的物质组成，对地表环境和气候产生影响。由于地幔对流、海底扩张、洋壳不断新生；由于板块俯冲、岩石圈物质有不断被带入地球内部。这样，地表系统与地内系统不断进行着物质交换。全球板块划分海底扩张地内活动的其它影响除供给地表系统能量和与地表系统进行物质交换外，第内活动还对地表环境产生直接影响，包括破坏植被、危害人体健康等。影响地球重力场、磁场的变化、大地水准面的变化等。厄瓜多尔南部一座火山2006年8月17日喷发，至少5人在火山爆发中丧生，13人受伤。岩浆和炽热的火山灰掩埋了五个村庄。居民清扫街上的火山灰当地居民戴口罩躲避火山灰