自然地理学-1

1、第一章 地 球 第一节第一节 地球在宇宙中的位置地球在宇宙中的位置 第二节第二节 地球的形状和大小地球的形状和大小 第三节第三节 地球的运动地球的运动 第四节第四节 地理坐标地理坐标 第五节第五节 地球的圈层构造地球的圈层构造 第六节第六节 地球表面的基本形态和特征地球表面的基本形态和特征 练习练习 一、宇宙和天体 人类对宇宙的认识人类对宇宙的认识 古代：古代：“盖天说盖天说”天圆如张盖，地方如棋盘天圆如张盖，地方如棋盘 “浑天说浑天说”天如鸡蛋，地似蛋中黄天如鸡蛋，地似蛋中黄 初级阶段：初级阶段： 托勒密托勒密“地心体系地心体系”（多克斯、亚里士多德）（多克斯、亚里士多德） 近代：近代： 哥

2、白尼哥白尼“日心体系日心体系”（布鲁诺、伽利略等）；（布鲁诺、伽利略等）； 开普勒运动三定律开普勒运动三定律轨道、面积速度和轨道、面积速度和 周期定律周期定律 ； 牛顿发现万有引力定律，对开普勒三定律作修正牛顿发现万有引力定律，对开普勒三定律作修正 现代：宇宙大爆炸现代：宇宙大爆炸认为宇宙是从密到稀，从热到冷认为宇宙是从密到稀，从热到冷 不断膨胀的一种宇宙学说。不断膨胀的一种宇宙学说。 哥白尼的哥白尼的“日心说日心说”示意图示意图 哈勃定律哈勃定律 天体：宇宙间所有物质的总称天体：宇宙间所有物质的总称 恒星恒星由炽热气体组成能自行发光的球状天体。由炽热气体组成能自行发光的球状天体。 行星行星绕

3、恒星运行不发可见光的天体。绕恒星运行不发可见光的天体。 卫星卫星绕行星运行质量较小的天体。绕行星运行质量较小的天体。 彗星彗星由冰物质组成绕恒星运行拖着尾巴的天体。由冰物质组成绕恒星运行拖着尾巴的天体。 流星体流星体质量小绕恒星运行轨道多样，当进入地球质量小绕恒星运行轨道多样，当进入地球 大气因摩擦生热燃烧发光，为流星现象。大流星大气因摩擦生热燃烧发光，为流星现象。大流星 体未燃尽降落到地面为陨星。体未燃尽降落到地面为陨星。 星云星云空间气体和微粒组成的星际云，体积、质量空间气体和微粒组成的星际云，体积、质量 大，密度小，形状不一亮度不等。大，密度小，形状不一亮度不等。 星际物质星际物质恒星之

4、间的物质，包括星际气体、尘埃恒星之间的物质，包括星际气体、尘埃 磁场、宇宙线等。磁场、宇宙线等。 人造天体人造天体如人造卫星、宇航器（宇宙飞船）、空如人造卫星、宇航器（宇宙飞船）、空 间站等。间站等。 由互有引力联系的若干天体组成的集合体。由互有引力联系的若干天体组成的集合体。 总星系总星系 （目前观测的（目前观测的 宇宙部分）宇宙部分） 银河系银河系 河外星系河外星系 太阳系太阳系 恒星系统恒星系统 地月系地月系 行星行星-卫星系统卫星系统 星系群星系群 星系团星系团 超星系团等超星系团等 时间尺度：时间尺度：100-150亿年亿年 空间尺度：空间尺度：130-150亿光年亿光年 宇宙中长度

5、单位：一个天文单位、宇宙中长度单位：一个天文单位、 光年、光年、1秒（百秒、千秒）差距等秒（百秒、千秒）差距等 河外星系 旋涡星系 仙女座大星云 是宇宙中的一个地方，但决不是 唯一的地方，也不是一个典型的地方。任 何行星、恒星或星系都不可能是典型的， 因为宇宙中的大部分是空的。唯一典型的 地方在广袤、寒冷的宇宙真空之中，在星 际空间永恒的黑夜里。相比之下，行星、 恒星和星系就显得特别稀罕而珍贵。 卡尔.萨 根 选自宇宙 太阳系太阳系 是太阳、行星及卫星、小行星、彗星、流星体和行是太阳、行星及卫星、小行星、彗星、流星体和行 星际物星际物 质构成的天体系统。质构成的天体系统。 行星 小行星小行星

6、太阳太阳 是太阳系的中心天体。是太阳系的中心天体。 卫星卫星彗星彗星 流星流星 陨星陨星 行星际物质行星际物质 巨行星巨行星 木星和土星木星和土星 类地行星类地行星 水星、金星、地球、火星水星、金星、地球、火星 远日行星远日行星 天王星、海王星天王星、海王星 (冥王星冥王星) 同向性同向性 共面性共面性 近圆性近圆性 太阳太阳的热核反应的热核反应 4H He 太阳辐射和质量损耗太阳辐射和质量损耗 以电磁波的形式向四周以电磁波的形式向四周 放射能量。放射能量。 太阳常数太阳常数： 8.25J/cm2.min 太阳活动与黑子周期太阳活动与黑子周期 太阳大气可分：太阳大气可分： 光球光球黑子黑子 色

7、球色球耀斑、日珥耀斑、日珥 日冕日冕太阳风太阳风 对地球的影响对地球的影响 电离层的扰动电离层的扰动 地球磁场的影响地球磁场的影响(磁暴磁暴) 地球气候的影响等地球气候的影响等 核心核心 太阳太阳 黑子黑子 群群 光球层光球层 色球层色球层 日珥日珥 辐射区辐射区 对流区对流区 寿命100亿年 直径：约直径：约 1.4106 km 质量：约质量：约 1.989 1027 t 表面温度约为表面温度约为 6000 k 中心温度中心温度 约约 1.5 107 k 中心密度：约中心密度：约160克克/厘米厘米3 中心压力：约中心压力：约2.5 108帕帕 年龄：年龄：5 109 年年 太阳 大气圈大气

8、圈 大气上界大气上界 8.25J/cm2.min 约约1.5亿千米亿千米 太阳辐射与太阳常数 一年中太阳给地球的热量累计相当于一年中太阳给地球的热量累计相当于1001016 KW.h电，是目电，是目 前全世界总发电量的几十万倍。前全世界总发电量的几十万倍。 1874 1880 1890 1900 1910年 太阳赤道太阳赤道 北纬北纬 南纬南纬 40 30 20 10 10 20 30 40 黑子周期黑子周期 平均长度平均长度 11.1年年 耀斑爆发，可以在一二十分钟 内释放出相当于100亿颗氢弹爆 炸的能量。 耀斑和日饵 日冕 水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星 1930年美

9、国天文学家汤博发现的冥王星年美国天文学家汤博发现的冥王星 06年年8月月24日国际天文学联合会大会在捷克首都布拉格投票表决，日国际天文学联合会大会在捷克首都布拉格投票表决， 通过了新的行星定义，冥王星被排除在行星行列之外，而将其列通过了新的行星定义，冥王星被排除在行星行列之外，而将其列 入入“矮行星矮行星” 。 根据国际天文学联合会大会通过的新定义根据国际天文学联合会大会通过的新定义 行星行星指的是围绕太阳运转、自身引力足以克服其刚体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、并且能够清除其轨道附近其他力而使天体呈圆球状、并且能够清除其轨道附近其他 物体。物体。 矮行星与之

10、比较，所在轨道范围的邻里关系不清楚。矮行星与之比较，所在轨道范围的邻里关系不清楚。 根据行星最新定义，在太阳系传统的九大行星中，只有根据行星最新定义，在太阳系传统的九大行星中，只有水星、水星、 金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星符合这些要符合这些要 求。冥王星由于其轨道与海王星的轨道相交，不符合新的行星求。冥王星由于其轨道与海王星的轨道相交，不符合新的行星 定义，因此被自动降级为定义，因此被自动降级为“矮行星矮行星”。新定义意在弥合传统的行。新定义意在弥合传统的行 星概念与新发现的差距。星概念与新发现的差距。 谷神星谷神星 卡戎星卡戎星 2

11、003UB313齐娜齐娜 (0.4+0.3x2n) 月球 地月系绕转地月系绕转 1、月球基本参数：、月球基本参数： 月地距离月地距离-约约38万万km （是日地距离的（是日地距离的1/389） 月球半径月球半径-1738km （是太阳大小的约（是太阳大小的约1/400） 体积约为地球的体积约为地球的1/49 质量质量-7.351025g 为地球质量的为地球质量的1/81 逃逸速度逃逸速度-2.36 km/s 为地球的为地球的1/5 2、月球的旋转、月球的旋转 地地-月系月系 月球的公转周期月球的公转周期恒星月恒星月27d7h43m11.4s 月相变化周期月相变化周期朔望月朔望月29d12h44

12、m3s 月球的公转与自转同步月球的公转与自转同步 彗头彗头 彗尾彗尾 流星 一、地球的形状一、地球的形状 赤道略鼓两极稍扁，赤道略鼓两极稍扁， 不规则的椭球体不规则的椭球体 意义：太阳辐射从低纬到高纬递减；意义：太阳辐射从低纬到高纬递减； 能吸住大气，进而影响地理环境的形成能吸住大气，进而影响地理环境的形成 二、地球的大小二、地球的大小 赤道半径：赤道半径：6378.16千米千米 极半径：极半径：6356.755千米千米 平均：约平均：约6371千米千米 重量：约重量：约60万亿亿吨万亿亿吨 日地距离及旋转周期日地距离及旋转周期 一个天文单位一个天文单位(AU) ：1.496 108km 公转

13、、自转周期适中，存有四季变化和昼夜更替，公转、自转周期适中，存有四季变化和昼夜更替， 使地表平使地表平 均温度在均温度在15左右。左右。 地球密度平均：地球密度平均：5.52g/cm 地球内部存有核、幔、壳不同圈层分异，地球内部存有核、幔、壳不同圈层分异， 且之间进行物质且之间进行物质-能量交换。能量交换。 逃逸速度逃逸速度 水星为水星为4.3 km/s 金星为金星为10.3 km/s 地球为地球为11.2 km/s 火星为火星为5.1 km/s 类木行星类木行星 逃逸速度高出逃逸速度高出 地球的地球的2-5倍。倍。 冥王星冥王星 体积太小不可能体积太小不可能 有真正的大气圈。有真正的大气圈。

14、 八大行星的大气圈成分中，惟独八大行星的大气圈成分中，惟独 地球大气中氧含量高达地球大气中氧含量高达21%，且在一，且在一 定高度形成臭氧层，为高级动、植物定高度形成臭氧层，为高级动、植物 生存、发展提供良好基础。生存、发展提供良好基础。 是一颗适于生物生存和繁衍的行星 地球的宇宙环境 地球自身条件 与太阳距离适中与太阳距离适中 体积和质量适中体积和质量适中 自转公转周期适中自转公转周期适中 地内圈层分异地内圈层分异 地球 太阳系较稳定太阳系较稳定 太阳自身的稳定太阳自身的稳定 行星各行其道行星各行其道 行星际空间稳定 行星际空间稳定 第三节第三节 太阳日太阳日24h 太阴日太阴日24h50m

15、in 自转速度变化自转速度变化长期变慢长期变慢 4亿年前亿年前-400日日 6500万年前万年前-376日日 目前目前-365日日 1.昼夜更替昼夜更替 昼、夜的产生昼、夜的产生 晨昏线晨昏线 太阳高度太阳高度 昼夜更替昼夜更替 2.对地球形状的影响对地球形状的影响 赤道略鼓、两极稍扁不规则的椭球体赤道略鼓、两极稍扁不规则的椭球体 3.地方时地方时 地方时的不同地方时的不同 时区和区时时区和区时 北京时间（法定时）北京时间（法定时） 4.地转偏向力地转偏向力 （科里奥利力）（科里奥利力） 偏向的规律偏向的规律 （北右、南左、赤道不偏）（北右、南左、赤道不偏） 对环境影响对环境影响 地球自转的地

16、学意义、昼夜交替和标准时区地球自转的地学意义、昼夜交替和标准时区 F=2m sin 22.50 150 7.50 00 7.5 0 150 22.50 172.50 1800 172.50 中时区中时区 东一区 西一区 东西十二区东西十二区 W E 国际日期变更线 A B C N E 二、地球的公转 （1）偏心率）偏心率 （e=c/a）约为）约为0.017 或或1/60 （2）岁差）岁差 恒星年（恒星年（365.2564日）日） 差值（差值（0.0142日）日） 原因原因地轴绕黄极的进动（约地轴绕黄极的进动（约25000年旋转一周），年旋转一周）， 故北极星并非固定不变。故北极星并非固定不变。

17、 1月初月初7月初月初 回归年（回归年（365.2422日）日） 进动进动-北极星的变化北极星的变化 黄极黄极 赤道平面赤道平面 黄道平面黄道平面 黄赤交角（黄赤交角（2326） 太阳直射点移动太阳直射点移动 (太阳回归运动太阳回归运动) 北回归线北回归线 赤道赤道 南回归线南回归线 （3）黄赤交角）黄赤交角 北极 南极 春分、秋分春分、秋分 夏至夏至 北回归线 冬至冬至 南回归线 赤道 太阳直射点以回归年（太阳直射点以回归年（365365日日5 5时时4848分分4646秒）为周秒）为周 期在南北回归线之间来回移动一次期在南北回归线之间来回移动一次 *（4）公转的地理意义）公转的地理意义 正

18、午太阳高度正午太阳高度昼夜长短昼夜长短 天文上的四季天文上的四季地球上的五带地球上的五带 随季节变化随季节变化随纬度变化随纬度变化 西西 春、秋分春、秋分 气候学的四季划分气候学的四季划分 候平均气温候平均气温 高于高于22 夏季夏季 候平均气温候平均气温 低于低于10 冬季冬季 五带的性质五带的性质 天文地带天文地带 纬度地带纬度地带 季节地带季节地带 60 5:005:00 19:0019:00 H=90-|30-直射点纬度直射点纬度| 地轴地轴 地极地极 赤道赤道 横轴横轴纬线（经度）纬线（经度） 纵轴纵轴经线（纬度）经线（纬度） 地理坐标地理坐标 东西半球划分东西半球划分西经西经20度

19、，东经度，东经160度度 南北半球划分南北半球划分以赤道为界以赤道为界 地理坐标系地理坐标系 纬度就是该地铅垂线对赤道平面的夹角。纬度就是该地铅垂线对赤道平面的夹角。 经纬度每经纬度每1的长度和面积见的长度和面积见P32表表1-4 经度就是该地所在经线与本初子午线之间的角距。经度就是该地所在经线与本初子午线之间的角距。 本初子午线本初子午线 * 第五节第五节 地球的圈层结构地球的圈层结构 地壳地壳 地幔地幔 地核地核 划分依据：划分依据： 对地震波传播对地震波传播 等的研究等的研究 莫霍面莫霍面 古登堡面古登堡面 二、地球的外部圈层二、地球的外部圈层 大气圈、水圈、生物圈大气圈、水圈、生物圈

20、特征：特征： 海洋连成一片，陆地相互分离海洋连成一片，陆地相互分离 地球表面积为地球表面积为5.10亿千米亿千米2， 海洋为海洋为3.61亿千米亿千米2 ，占，占70.8% 陆地为陆地为1.49亿千米亿千米2 ，占，占29.2% 海洋陆地比为海洋陆地比为2.4：1 海洋的平均深度大于陆地平均高度海洋的平均深度大于陆地平均高度 海洋平均深度为海洋平均深度为3729米，米，75%的海洋深度的海洋深度3000米米 陆地平均高度为陆地平均高度为875米，米，71%的陆地高度的陆地高度1000米米 二者比为二者比为4.26：1 海洋最深海洋最深11034米，陆地最高米，陆地最高8844.14米米. 第六

21、节 地球表面的基本形态和特征 洋洋地球表面连续的广阔水体。地球表面连续的广阔水体。 深度大、面积广、不受大陆影响，有稳定的理化性深度大、面积广、不受大陆影响，有稳定的理化性 质、独立的潮汐系统和强大的洋流系统。质、独立的潮汐系统和强大的洋流系统。 世界大洋：太平洋、大西洋、印度洋和北冰洋世界大洋：太平洋、大西洋、印度洋和北冰洋 海海位于大陆边缘，被大陆、半岛、岛屿或岛弧所分位于大陆边缘，被大陆、半岛、岛屿或岛弧所分 割的具有一定系统特征的水域。割的具有一定系统特征的水域。 按位置和面积可分为：地中海、内海和边缘海。按位置和面积可分为：地中海、内海和边缘海。 边缘海是大洋的边缘部分，一侧为陆地，

22、另一侧以边缘海是大洋的边缘部分，一侧为陆地，另一侧以 半岛、岛屿等与大洋分隔开，如我国的黄海、东海、半岛、岛屿等与大洋分隔开，如我国的黄海、东海、 南海。南海。 渤海是中国的内海渤海是中国的内海 被欧、亚、非包围的被欧、亚、非包围的 地中海地中海 大块陆地大块陆地大陆，最小的为澳大利亚大陆大陆，最小的为澳大利亚大陆 （760万千米万千米2） 小块陆地小块陆地岛屿，最大的为格陵兰岛岛屿，最大的为格陵兰岛 （220万千米万千米2） 世界大陆有六块：世界大陆有六块： 亚欧大陆、非洲大陆、北美洲大陆、南美洲大陆、亚欧大陆、非洲大陆、北美洲大陆、南美洲大陆、 南极洲大陆和澳大利亚大陆。面积比较见南极洲大

23、陆和澳大利亚大陆。面积比较见P38表。表。 大于大于500米米 200-500米米 200米以下米以下 陆地地形陆地地形 地球表层是大气圈、水圈、生物圈和岩石圈互相渗地球表层是大气圈、水圈、生物圈和岩石圈互相渗 透、交错重叠的复杂综合体。上界以对流层的高度透、交错重叠的复杂综合体。上界以对流层的高度 为限，下界包括岩石圈的上部。为限，下界包括岩石圈的上部。 基本特征：基本特征： （1）太阳辐射集中分布在地表，太阳能转化最集中；）太阳辐射集中分布在地表，太阳能转化最集中； （2）三态并存，互相接触渗透；）三态并存，互相接触渗透； （3）具有特有的物质和各种自然现象；）具有特有的物质和各种自然现象； （4）互相渗透的各圈层之间进行复杂的物质、能量）互相渗透的各圈层之间进行复杂的物质、能量 交换；交换； （5）地球表层内部存在复杂的地域分异；）地球表层内部存在复杂的地域分异； （6）是人类聚居场所，是社会发生