地球的结构和物理性质

1、Email: liufeng Tel: 138-6662-3095Introduction to Planet EarthBasic Curriculum for Geography ScienceLecturer in Chief： Feng Liu Academic Title： InstructorMajor Lectured: Geography ScienceIntroduction to Planet Earth Email: liufeng Tel: 138-6662-3095地球概论主讲教师： 刘 峰 授课专业： 地理科学地理科学专业基础课程地理科学专业基础课程第六章第六章 地

2、球的结构和物理性质地球的结构和物理性质Introduction to Planet Earth Liu Feng地球是一个球体 一、地球是一个球体一、地球是一个球体 二、地球大小的测定二、地球大小的测定 三、地球引力与地球形状三、地球引力与地球形状q 地球形状地球形状v 地球形状是指大地水准面的形状地球形状是指大地水准面的形状；v 大地水准面是指全球静止海面（海拔起算点）。大地水准面是指全球静止海面（海拔起算点）。第十三节 地球的形状和大小Introduction to Planet Earth Liu Feng 一、一、 地球是一个扁球体地球是一个扁球体q 赤道半径（赤道半径（a a）= 6

3、 378.140km= 6 378.140kmq 极半径（极半径（b b）= 6 356.755km= 6 356.755kmq 扁率（扁率（f f）= 1/298.275 = 1/298.275 二、二、 地球自转与地球形状地球自转与地球形状q 直接造成地球扁球体的是自转的惯性离心力直接造成地球扁球体的是自转的惯性离心力q 它的水平分量指向赤道；垂直分量在很小程度抵消它的水平分量指向赤道；垂直分量在很小程度抵消一部分重力一部分重力地球是一个扁球体Introduction to Planet Earth Liu Feng地球引力与地表惯性离心力Introduction to Planet Ea

4、rth Liu Fengq 地理纬度是地面法线同赤道面的交角；强调弧的度数地理纬度是地面法线同赤道面的交角；强调弧的度数q 地心纬度是地球半径同赤道面的交角；强调弧所张的地心纬度是地球半径同赤道面的交角；强调弧所张的球心角球心角q 除赤道和两极外，地理纬度除赤道和两极外，地理纬度 地心纬度地心纬度q 因经线曲率自赤道向两极递减；南北纬因经线曲率自赤道向两极递减；南北纬4545度，二种纬度，二种纬度的差值最大（度的差值最大（1111 3232 ）q 因南北纬因南北纬4545度的经线曲率是平均值，是两种纬度间差度的经线曲率是平均值，是两种纬度间差值持续增加的终点和持续减小的起点值持续增加的终点和持

5、续减小的起点q 图例比较图例比较三、 地理纬度和地心纬度Introduction to Planet Earth Liu Feng地球是一个不规则的扁球体一、地球是一个不规则的扁球体q 参考扁球体v 十分迫近大地水准面形状的扁球体；v 以大地水准面对于参考扁球体的偏离大小来表示前者形状。q 关于关于“梨形地球梨形地球”v 似梨似梨l 北半球高纬和南半球低纬，水准面高出扁球体北半球高纬和南半球低纬，水准面高出扁球体l 北半球低纬和南半球高纬，水准面低于扁球体。北半球低纬和南半球高纬，水准面低于扁球体。v 非梨非梨l 忽略了赤道半径与极半径的忽略了赤道半径与极半径的2121千米的巨大差异千米的巨大

6、差异l 过分夸大了南北极半径之间过分夸大了南北极半径之间4040米的微小差异米的微小差异l 笼统地说地球呈梨形是不确切的笼统地说地球呈梨形是不确切的Introduction to Planet Earth Liu Fengq 地球内部物质的组成和密度随深度而不同q 物质分布不均匀的情况在地壳最显著二、 地内物质分布和地球形状Introduction to Planet Earth Liu Feng第十四节 地球的结构地球的圈层结构一、一、 地球的外部结构地球的外部结构q 岩石圈岩石圈q 水圈水圈q 大气圈大气圈q 生物圈生物圈q 智慧圈智慧圈 Introduction to Planet Ea

7、rth Liu Feng二、 地震波与地球内部结构体波体波地地 震震 波波面波面波纵波纵波横波横波q 地球内部结构v 地壳v 地幔v 地核图6-1 地球的内部结构（P波）波）（S波）波）Introduction to Planet Earth Liu Feng地球的表面结构一、 地球表面的海陆分布半 球海洋面积%陆地面积%北半球60.739.3南半球80.919.1东半球62.038.0西半球80.020.0Introduction to Planet Earth Liu Fengq 大陆分类大陆分类v 亚洲；亚洲；v 欧洲；欧洲；v 非洲；非洲；v 北美洲；北美洲；v 南美洲；南美洲；v 大

8、洋洲；大洋洲；v 南极洲。南极洲。q 岛屿分类岛屿分类v 大陆岛；大陆岛；v 火山岛；火山岛；v 珊瑚岛。珊瑚岛。二、 陆地Introduction to Planet Earth Liu Feng地球表面的海陆分布及大陆轮廓的特征q 地球表面的海陆分布及大陆轮廓的特征 大陆的东西边缘多有隆起的高山，中部有大陆的东西边缘多有隆起的高山，中部有低陷的平原低陷的平原 大西洋两岸的轮廓具有较好的吻合大西洋两岸的轮廓具有较好的吻合 较大的岛屿群大多位于大陆东岸，且多有较大的岛屿群大多位于大陆东岸，且多有系列岛弧分布系列岛弧分布 各大陆形状多是北部较宽而南部狭窄各大陆形状多是北部较宽而南部狭窄Intro

9、duction to Planet Earth Liu Fengq 海的分类海的分类v 地中海；地中海；v 内海；内海；v 边缘海边缘海。q 洋的分类洋的分类v 太平洋；太平洋；v 大西洋；大西洋；v 印度洋；印度洋；v 北冰洋。北冰洋。q 大洋海底地形的共同特征大洋海底地形的共同特征v 大洋边缘有海陆间的过渡地带大洋边缘有海陆间的过渡地带( (大陆架大陆架) )；v 大陆架向海的一方有大陆坡大陆架向海的一方有大陆坡；外侧可能伴有深海沟；外侧可能伴有深海沟v 海盆是大洋的主体部分。海盆是大洋的主体部分。三、 海洋Introduction to Planet Earth Liu Feng第十五节

10、 地球内部的物理性质一、 地磁和地磁要素 磁北极 磁极 磁轴 磁南极 磁场：由磁力作用的空间。地球的磁性Introduction to Planet Earth Liu Fengq 磁场强度：表征磁场特征的要素磁场强度：表征磁场特征的要素q 磁倾角：地球磁场强度的方向对于水平面的俯角磁倾角：地球磁场强度的方向对于水平面的俯角q 磁偏角：地球磁场强度水平分量的方向，即在地理子磁偏角：地球磁场强度水平分量的方向，即在地理子午线与地磁子午线之间，总存在一个偏角，叫磁偏角午线与地磁子午线之间，总存在一个偏角，叫磁偏角地磁和地磁要素Introduction to Planet Earth Liu Fen

11、gq 偶极磁场地磁要素的分布偶极磁场地磁要素的分布v 地磁南北两极互为对峙点；地磁南北两极互为对峙点；v 地磁赤道是距地磁南北两极各为地磁赤道是距地磁南北两极各为 9090 的大圆；的大圆；v 地磁强度和地磁倾角，都随地磁纬度的增高而增大。地磁强度和地磁倾角，都随地磁纬度的增高而增大。q 由于非偶极磁场的存在，地球磁场实际上是一个倾斜由于非偶极磁场的存在，地球磁场实际上是一个倾斜偏心偶极磁场偏心偶极磁场二、 地磁要素的分布Introduction to Planet Earth Liu Fengq 长期变化，来源于地球内部的物质运动q 短期变化，来源于电离层及太阳活动的影响q 平静变化：包括太

12、阳日变化、太阴日变化和季节变化q 干扰变化：区域性、全球性、磁暴三、 地磁要素的变化Introduction to Planet Earth Liu Fengq 地球磁层：地球磁场在太阳风中“挖”出一个口袋形的空洞，叫做地球磁层q 辐射带：范艾伦辐射带四、 地球磁层和辐射带五、 地球磁场的成因Introduction to Planet Earth Liu Feng地球的质量和密度 一、一、 地球的质量和平均密度地球的质量和平均密度 二、二、 地球内部的密度地球内部的密度圈层圈层上限深度上限深度（km)上限密度上限密度（g/cm）下限深度下限深度（km）下限密度下限密度（g/cm）地壳地壳01

13、52.83地核地核153.312 8785.62外核外核2 8789.895 16112.70内核内核5 16112.706 37113.0033Introduction to Planet Earth Liu Feng 一、 地面重力及其纬度分布 地面重力因纬度而不同，其原因是由于地面上地面重力因纬度而不同，其原因是由于地面上的引力和自转的惯性离心力，都因纬度而不同。地的引力和自转的惯性离心力，都因纬度而不同。地面上的引力两极最大、赤道最小。面上的引力两极最大、赤道最小。 二、 地球内部的重力q 地面以上，重力因高度而不同地面以上，重力因高度而不同q 地面以下，重力因深度而不同地面以下，重力

14、因深度而不同地球的重力和压力Introduction to Planet Earth Liu Fengq 从地面到地心，地球内部的压力一直随深度的从地面到地心，地球内部的压力一直随深度的增加而增加。压力增加的速度因深度而不同增加而增加。压力增加的速度因深度而不同q 同一深度压力的大小相同。地球表面存在海洋同一深度压力的大小相同。地球表面存在海洋和陆地的差异和陆地的差异三、 地球内部的压力Introduction to Planet Earth Liu Feng 一、一、 地球内部的温度地球内部的温度q 地温梯度：地内温度随深度而增加的速度地温梯度：地内温度随深度而增加的速度v 地内温度随深度增

15、加而升高，地心是全球地内温度随深度增加而升高，地心是全球最高温度所在；最高温度所在；v 温度随深度升高的速度，却随深度的增加温度随深度升高的速度，却随深度的增加而降低。而降低。地球内部的温度和热源Introduction to Planet Earth Liu Fengq 地面热能来源：太阳地面热能来源：太阳 + + 地球内部地球内部q 地球内部热源地球内部热源v 地内物质因受到压缩增温而放出热量；地内物质因受到压缩增温而放出热量；v 内物质分异成地壳、地幔和地核过程中，重物质下内物质分异成地壳、地幔和地核过程中，重物质下沉轻物质上升，因降低重力位能而产生大量热能；沉轻物质上升，因降低重力位能而产生大量热能；v 而地球自转速度减慢过程中所消耗的动能一部分转而地球自转速度减慢过程中所消耗的动能一部分转化为热能。化为热能。v 地球内部放射性物质衰变地球内部放射性物质衰变二、 地球内部的热源和温度的演变Introduction to Planet Earth Liu Feng图片链接 Picture InterlinkageIntroduction to Planet Earth Liu Feng本章结束本章结束地理纬度与地心纬度4545ONAEIntroducti