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文档简介

1、绪论地理环境可分为自然环境、经济环境和社会文化环境三类。自然地理环境由地球表层中无机的和有机的、静态和动态的自然界各种物质和能量组成,具有地理结构特征并受自然规律控制。地理学 “三分法”:自然地理学、经济地理学、人文地理学 “三层次”:统一地理学、综合地理学、部门地理学自然地理学研究地球表层的自然地理环境。自然地理环境包括:天然自然地理环境,人为自然地理环境。部门自然地理学包括气候学、地貌学、水文地理学、土壤地理学、植物地理学、动物地理学等。自然地理要素:气候、水文、地貌、土壤、植被和动物界。第1章 地球光年:光在一年中传播的距离,即一个光年,作为量度天体距离的单位。小行星(小行星带):位于火

2、星和木星轨道之间绕太阳运动的众多小天体的总称。彗星:定义:在万有引力作用下绕太阳运动的一类质量很小的天体,是太阳系的成员之一。 组成部分:彗核、彗发、彗云和彗尾。日食:月球运行到太阳和地球之间,三者恰好在一条直线上,月影落在地表,月影中的人看到太阳部分或全部被月光遮住。月食:地球位于月球和太阳之间,三者恰好或接近一条直线,地影落在月球上,处于地影区的人们看到月亮全部或部分失去光辉。太阳活动:是发生在太阳面上的一系列物理过程如黑子、光斑、耀斑、射电等活动过程的总陈。太阳结构:1. 内部气体:核反应区、对流区、辐射区。 2. 外部气体:光球、色球、日冕。类地行星:【体积小,密度大】水星、金星、地球

3、、火星;类木行星:【体积大,密度小】木星、土星、天王星、海王星;太阳系中的八大行星分别为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。太阳系中行星及其卫星绕太阳的运动的共同特征:1. 所有行星的轨道偏心率都很小,几乎都接近圆形;2. 各行星轨道面都近似地位于一个平面上,对地球轨道面即黄道面的倾斜也都不大;3. 所有的行星都自西向东绕太阳公转;除金星和天王星外,其余行星自转方向也自西向东,即与公转方向相同;4. 除天王星外,其余行星的赤道面对轨道面的倾斜都比较小;5. 绝大多数卫星的轨道都近似圆形,其轨道面与母星赤道面也较接近;6. 绝大多数卫星,包括土星环在内,公转方向均与母星公转方向相

4、同。地球的形状及其地理意义 地球的形状就是指大地水准面的形状。 地球形状的地理意义: 形状效应 当太阳平行光线照射到扁球状的地球表面时,同一时刻不同纬度地区的正午太阳高度就不同,总体上是从南北回归线向两极递减。太阳高度角大,单位面积获得的太阳辐射能就大,反之则小。因此,太阳辐射使地表增温的程度也是也从低纬向高纬递减,引起地表热量分布的不平衡。这种不平衡对地球气候的形成以及自然地理环境中的一切过程产生极大影响 ,从而造成地球上热量的带状分布和所有与地表热状况相关的气候、植被和土壤等自然现象的地带性分布。 地球的大小及其地理意义 (1) 地球巨大的体积和质量使其能以强大的地心引力吸引着地球周围的大

5、气,使地球保持一个具有一定厚度和质量的大气层。才有了多种圈层,才有生命。 (2) 地球巨大的表面为人类活动提供了广阔的空间场所。太阳系的行星必须符合三个条件:1、在绕太阳运动的前提下,能清除其轨道附近的其他天体而形成为其所在空间的最大天体;2、具有足够大的质量,能依靠自身的引力使形状成近似球形;3、内部不发生核聚变反应。(P12)矮行星:指围绕太阳运动,自身引力足以克服其固体应力而使自己呈圆球状,但不能清除其轨道附近其他物体的天体。冥王星是典型代表。(P14)地球自转:地球自转就是地球本身的旋转。它的旋转轴叫地轴,地轴通过地球的中心,所以,地球的这种绕轴旋转被称为“自”转,以别于它绕太阳的公转

6、。日的概念:天文上的日的长度有三种,恒星日:以春分点为参考点,是指同一恒星连续两次在同地中天的周期。太阳日以太阳为参考点,是太阳连续两次在同地中天所需的时间。太阴日月球为参考点,是月球连续两次在同地中天所经历的时间。通常所说的1日(一昼夜)是指太阳日。自转角速度 地球各部分都有相同的自转角速度。地球自转的角速度平均为每小时15°,或每分15,每秒15。自转线速度地球自转的线速度因纬度和高度而不同。地球自转的线速度随纬度增大而减小。赤道上,自转速度最大,在南北纬60°地方,地球自转的速度减为赤道的一半;至南北两极减小为零。 地球自转速度长期变化的主要原因,是月球和太阳对地球的

7、潮汐作用。潮汐摩擦对地球自转起着“刹车”那样的作用,使它的速度不断减慢地球自转速度的季节变化又分周年变化和半周年变化。前者主要是季风的变化引起的;后者是大气潮汐引起的。地球自转的意义(地理效应):1、地球自转决定昼夜更替,并使地表各种过程具有昼夜节奏;2、地球自转使所有在北半球作水平运动的物体都发生向右偏转,在南半球则向左偏;3、地球自转造成同一时刻、不同经线上具有不同的地方时间;4、月球和太阳的引力使地球体发生弹性变形,在洋面上则表现为潮汐;5、地球的整体自转运动同它的局部运动如地壳运动、海水运动、大气运动等,都有密切的关系。(P25) 根据开普勒定律,在单位时间内,日地连线在地球轨道面上扫

8、过的面积相等;所以,地球公转速度在近日点最大,在远日点最小。(P28) 开普勒三定律:1.每一个行星都沿各自的椭圆轨道环绕太阳,而太阳则处在椭圆的一个焦点中。2.在相等时间内,太阳和运动中的行星的连线(向量半径)所扫过的面积都是相等的。3.是指绕以太阳为焦点的椭圆轨道运行的所有行星,其椭圆轨道半长轴的立方与周期的平方之比是一个常量牛顿万有引力定律:牛顿通过开普勒第三定律结合牛顿第二定律所推理得到。地方时:某一地方某一恒星两次经过同一地的时间间隔。地球公转的概念:地球按照一定的轨道绕太阳运动,称为公转。 证据:恒星周年视差 地球于每年1月初经过近日点,此时公转速度最大;7月初经过远日点,此时公转

9、速度最小。季节变化是半球性现象 季节变化首先是天文现象,然后是气候现象。公转的地理意义 1太阳的回归运动 2太阳高度角的周年变化 3昼夜长短的周年变化 4四季更替 5五带分布四季:由于黄赤交角的存在和太阳的回归运动,造 成地球上各地昼夜长短和正午太阳高度的变化,一年分成春夏秋冬四季。 季节变化是半球性现象影响季节变化的两个主要因素昼夜长短和正午太阳高度是半球性的。五带:地球上的五带,是根据天文现象的纬度差异划分的。 首先,正午太阳高度的季节变化有其纬度差异,其中最突出的是有无直射阳光其次,昼夜长短的季节变化,有其纬度差异,其中最突出的是有无极昼和极夜。 南、北回归线和南、北极圈这四条纬线作为天

10、文地带的界线,全球就分成五个纬度带:热带,南、北温带和南、北寒带。热带是跨赤道的唯一有太阳直射的纬度带;南、北寒带是南、北半球各自唯一的有极昼和极夜的纬度带;南、北温带则是南、北半球从热带到南寒带和北寒带的过渡地带,即既没有太阳直射,又没有极昼和极夜的地带。黄赤交角为0时:1. 季节消失,温度年较差减小;2. 季风消失,干湿度的季节变化也将很小;3. 赤道附近更热,中高纬度更冷,径向环流加强;4. 极昼极夜消失,热带宽度减小,寒带宽度增加;5. 季风区降水减少,中高纬度地区降水减少;6. 纬度地带性更明显,中高纬度地区的径向分异和垂直分异减弱。地球轨道面:在地球轨道上并通过地球中心的一个平面,

11、地轴并不垂直于这个轨道面,而是与之成66o33´交角。(P28)黄道:太阳位于地球轨道面上,从地球上看来,太阳好像终年在这个平面上运动,这就是太阳的视运动。太阳视运动的路线叫做黄道,黄道所在的面就是黄道面。实际上,黄道面和地球轨道面是重合的。赤道面与黄道面约为23°27交角,即为黄赤交角。(P28)极移:由于地球质量分布不均匀,真正的极点位置常常发生变化,因此自转轴又将围绕新极点旋转。这种现象就是极移。实际上也就是地球的自由章动,或者按发现者的名字,称为钱德勒章动。(P31)赤道:通过地心并和地轴垂直的平面与地表相交而成的圆,就是赤道。(P31)纬线:所有与地轴相垂直的面,

12、都和地表相交而成圆,就是纬线。所有纬线都相互平行,赤道是最大的纬圈。(P31)赤道:垂直于地轴且通过地心的平面同地面相割而成的大圆,是纬线中唯一的大圆。赤道分地球为南北两半球,是地理坐标系的横轴。 纬度:该地铅垂线对赤道面的夹角。也可表示为:指某点与地球球心的连线和地球赤道面所成的线面角,其数值在0至90度之间。位于赤道以北的点的纬度叫北纬,记为N;位于赤道以南的点的纬度称南纬,记为S。(P32)经线:所有通过地轴的平面,都和地球表面相交而成为圆,这就是经线圈。每个经线圈都包含两条相差180°的经线,一条经线则只是一个半圆弧。所有经线都在两极交会,所以经线都是呈南北方向,长度也彼此相

13、等。(P32)本初子午线:通过英国伦敦格林尼治天文台的那条经线,又叫0度经线。 它是地理坐标系的纵轴经度:就是该地所在经线与本初经线之间的角距,亦即这两个经线平面在地轴上的夹角。也可定义为地球面上一点与两极的连线与0度经线所在平面的夹角。(P33)岛屿:同样被海洋所环绕,但面积远比大陆小的小块陆地,称为岛屿。实际上,不仅海洋中有岛屿,河流、湖泊,甚至水库中都有岛屿。海洋中的岛屿可以分为大陆岛和海洋岛两类:(P39)地球的内部构造特征:地球内部分为三个主要圈层。它们是地壳、地幔和地核;地核又分外核和内核。地壳和地幔之 间的界面,称为莫霍洛维奇面,简称莫霍面,或M界面。地幔和外核之间的界面,称古登

14、堡面。外核和内核之间的界面,称莱曼面。硅铝层和硅镁层之间的界面,称康拉德面。(沉积岩层、硅铝层和硅镁层)地球的外部构造:大气圈、水圈、生物圈。四大洋:印度洋、大西洋、北冰洋、太平洋。七大洲:亚洲、欧洲、非洲、北美洲、南美洲、澳大利亚、南极洲。亚洲与非洲的分界线:苏伊士运河。北美洲与南美洲的分界线:巴拿马运河。地球表面的基本特征(自然地理环境的基本特征):1、太阳辐射集中分布于地表,太阳能的转化亦主要在地表进行。2、固态、液态、气态物质同时并存于地表,使海洋表面成为液-气界面,海底成为液-固界面,陆地表面成为气-固界面,而海岸带成为三相界面;各界面上的物质相互渗透,三相物质相互转化,形成多种多样

15、的胶体物质和溶液系统。3、地球表面具有其特有的、由其本身发展形成的物质和现象,如生物、风化壳、土壤层、粘土矿物、沉积岩、各种地貌形态,等等。这些表成物质乃是地球表层这一有序系统的负熵shng增长表现。4、地表以上的各圈层之间进行物质能量的交换与循环5、地球表面存在着复杂的内部分异。6、地球表面是人类社会发生、发展的环境,尽管随着科学技术的发展,人类已有可能潜入深海或上升至宇宙空间,但地表仍然是人类活动的基本场所。太阳活动对地球的影响:对地球气候的影响,例如影响地球的降水量2.太阳上黑子和耀斑增多时,扰乱地球上空电离层,影响地面短波通讯,信号中断。3.太阳大气抛出高能带电粒子流使地球磁场受到扰动

16、,指南针不能指示方向,形成磁暴想象。4.地球两极地区的夜空,产生极光,是由于带电粒子流高速冲进高空大气层,被地球磁场捕获,同稀薄大气相撞而产生。第三章:大气和气候大气:连续包围地球的气态物质称为大气。地球大气是多种物质的混合物,由干洁空气(是指除去水汽、液体和固体杂质外的整个混合气体简称干空气)、水汽、悬浮尘粒或杂质组成。大气中悬浮均匀分布的固体杂质和液体微粒,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,称为气溶胶粒子。半径102108 cm主要来源有自然源和人工源两种。(P82)大气中水汽是唯一能发生相变的大气成分。(P84)气压:定义从观测高度到大气上界单

17、位面积上(横截面积1cm2)铅直空气柱的重量为大气压强,简称气压。国际单位制用帕斯卡(Pa),气象学采用百帕(hPa)为单位。1hPa=0.01Ncm2。(P86)气象学把温度为0oC、纬度为45o的海平面气压作为标准大气压,称为一个大气压,相当于1013.25hPa。(P86)近地面气压大约每上升10m减少1 hPa,随着高度升高,由于空气质点密度减小,递减率也随之减小。(P87)对流层:是大气的最底层。平均高度11km。以空气垂直运动旺盛为典型特点,空气对流运动显著。云、雾、雨、雪等主要天气现象都出现在此层,天气现象复杂多变。气温随温度升高而降低,平均每升高100m下降0.65。(P88)

18、平流层:从对流层到55km左右的大气层,气流稳定。温度随高度不变或微升,由等温分布变为逆温分布。水汽、尘埃等非常少,很少出现云和降水,大气透明度良好。(P88)中间层:从平流层到85km高度的气层,也叫高空对流层。温度随高度升高迅速下降。80km高度上,有一个白天出现的电离层,也叫D层。(P89)暖层:中间层顶至800km高度的气层称为暖层或电离层。该层空气密度很小,700余km厚的气层只占大气总质量的0.5。120km高空空气密度已小到声波难以传播的程度。暖层强烈吸收太阳紫外线,因而温度随高度上升而很快增加,顶部气温可达1000,该层空气因受太阳紫外辐射和宇宙线作用而处于高度电离状态。电离程

19、度相对较强的是高度100120km的E层和200400km的F层,从80km到暖层顶以上的10001200km范围内,常出现极光。(P89)散逸层:暖层顶以上的大气层,其上界为3000km左右,是地球大气与星际空间的过渡区域,但无明显边界。该层空气极其稀薄,大气质点碰撞频率很小,温度也随高度升高。由于温度高,空气稀薄且远离地面,地球引力很小,高速运动的分子可挣脱地球引力束缚逃逸到宇宙空间。(P90)地球及大气的热状况是大气变化的基本因素。辐射交换是决定热状况的能量交换方式之一,也是地球气候系统与宇宙空间交换能量的唯一方式。(P91)太阳辐射强度,单位时间内垂直投射到单位面积上的太阳辐射能,表示

20、太阳辐射能强弱的物理量。其大小与离开太阳距离的平方成反比减小。(P91)太阳常数:在日地平均距离(D=1.496×108km)上,大气顶界垂直于太阳光线的单位面积上每分钟接受的太阳辐射,称为太阳常数(用S0表示)。事实上,由于太阳光谱辐照度随波长的变化曲线而有年际变化,太阳常数并非保持恒定。(P91)因为赤道附近多云,总辐射最大值出现在20oN附近。(总辐射=直接辐射+散射辐射)。(P92)温室效应(花房效应):大气本身太阳辐射直接吸收很少,而水陆植被等下垫面却能大量吸收太阳辐射,并经潜热和感热转化给大气。大气获得热能后依据本身温度向外辐射,称为大气辐射。其中一部分外逸到宇宙空间,一

21、部分向下投向地面。后者既是大气逆辐射,他的存在使地面实际损失的热量略少于长波辐射放出的热量,地面得以保持一定的温度。这种保温作用,即大气的温室效应(花房效应)。(P94)使地球表面温度及近地面大气温度维持在一定的范围内,以适合地球生物和人类的生存,这些气体被称为温室气体。既包括自然大气中固有的CO2、水汽、O3、CH4、N2O等成分,也包括人类活动释放的污染物质,主要有氟氯烃化合物(CFCs)及CO2、CH4等。(P94)在某一时段内物体能量收支的差值,称为辐射平衡或辐射差额。(P94)大气主要是因吸收地面长波辐射而增温,地面辐射又取决于地表面吸收并储存的太阳辐射能。(96)一天之内最高温度与

22、最低温度之差叫气温日较差。(97)水平温度梯度:在等温线图上垂直等温线方向的单位距离内温度的变化值,方向从高值指向低值。等温线愈密,温度梯度愈大;反之愈小。封闭等温线表示存在温暖或寒冷中心。(98)全球气温水平分布有下述特点:等温线分布的总趋势大致与纬圈平行;同纬度夏季海面气温低于陆面,冬季海面气温高于陆地,等温线发生弯曲;洋流对海面气温的分布有很大影响;近赤道地区有一个高温带,月平均温度冬、夏均高于24oC,称为热赤道,平均位于5o10oN。南半球无论冬、夏,最低气温都出现在南极;北半球最低温度夏季出现在极地,冬季出现在高纬大陆。(98)辐射逆温:近地面层常因夜间地面辐射降温而形成逆温层,称

23、为辐射逆温。(101)湿度:大气从海洋、湖泊、河流以及潮湿土壤的蒸发或植物的蒸腾作用中获得水分,水分进入大气后,通过分子扩散和气流的传递而散布于大气中,使之具有不同的潮湿程度。大气的湿度状况是决定云、雾、降水等天气现象的重要因素。由于测量方法和实际应用不同,常采用多个湿度参量表示水汽含量:水汽压和饱和水汽压。(101)大气压力是大气中各种气体压力的总和。大气中水汽所产生的那部分压力叫水汽压(e),也用百帕表示。在气象观测中,由干湿球温度差经过换算而求得。(101)饱和空气:温度一定时,单位体积空气中容纳的水汽量有一定的限度,达到这个限度,空气呈饱和状态。饱和空气的水汽压称为饱和水汽压。(102

24、)绝对湿度()或水汽密度,单位容积所含的水汽质量以g/cm3表示,为。(102)大气的实际水汽压e与同温度下的饱和水汽压E之比,称为相对湿度(f)用百分数表示。 湿空气等压降温达到饱和的温度就是露点温度Td,简称露点。(103)雾:漂浮在近地面层的乳白色微小水滴或冰晶。依据成因不同可分为辐射雾、平流雾、蒸汽雾、上坡雾和锋面雾。雾对植物的生长有益,可以增加土壤水分,减少植物蒸腾。(107)霾:当空气中烟、尘等微粒较多时,也能导致能见度变坏的现象。(107)云:是高空水汽凝结现象。积状云包括淡积云、浓积云和积雨云,出现时常呈孤立分散状态,是由于空气对流上升,体积膨胀绝热冷却,使水汽发生凝结而形成的

25、。层状云是均匀幕状云层,通常具有较大范围,覆盖数千甚至上万千米的地区。是由空气斜升运动形成的(锋面上暖湿空气沿冷空气的斜坡滑升或暖湿空气沿地形界面缓慢滑升)。波状云是表面呈波状或鱼鳞壮的云层,包括卷积云、高积云、层积云和层云。通常是因空气密度不同运动速度不等的两个气层界面上产生波动而形成的。大气对太阳辐射的减弱作用:1. 大气对太阳辐射的吸收2. 大气对太阳辐射的散射3. 大气的云层和尘埃对太阳辐射的反射太阳辐射能分布:主要是波长在0.4um-0.76um的可见光区,约占总辐射能的50;其次是波长大于0.76um的红外辐射,约占总辐射量的43。波长小于0.4um的紫外辐射只占能量的7。99的辐

26、射能在波长0.15um-4um之间。太阳常数:8.16J 日地平均距离处,太阳光垂直照到地表,排除大气影响,1cm3吸收的太阳能地面长波辐射:地表面以其本身的热量日夜不停地向外放射辐射的方式。大气逆辐射:大气辐射中向下的那一部分,刚好和地面辐射的方向相反的辐射。大气的温室效应:由于大气逆辐射的存在,使地面实际损失的热量比地面以长波辐射放出的热量少一些的这种大气保温作用。气温日较差:一天当中气温的最高值和最低值之差。(最高值:午后两点左右,最低值:清晨日出前后)气温年较差:一年中,月平均气温最高值与最低值之差。 逆温:在一定条件下,对流层中也会出现气温随高度增高而升高的逆温现象。造成逆温的条件:

27、地面辐射冷却、空气平流冷却、空气下沉增温、空气湍流混合等。逆温的类型:(1)辐射逆温:由于地面强烈辐射冷却而形成的逆温。(2)湍流逆温:由于低层空气的湍流混合而形成的逆温。(3)平流逆温:暖空气平流到冷的地面或冷的水面上,会发生接触冷却作用,愈近地表面的空气降温愈多,而上层空气受冷地表面的影响小,降温较少,于是产生逆温现象。这种因空气的平流而产生的逆温。(4)下沉逆温:空气下沉,绝热增温,顶部下沉距离比底部下沉距离大,顶部气温绝热增温比底部多。这种因整层空气下沉而造成的逆温。水汽压:大气中的水汽所产生的那部分压力。用e表示,单位:hpa.饱和空气:在温度一定情况下,单位体积空气中的水汽量有一定

28、限度,如果水汽含量达到此限度,空气就呈饱和状态。饱和水汽压:饱和空气的水汽压,用E表示。绝对湿度:单位容积空气所含的水汽质量通常以g/cm³表示。相对湿度:大气的实际水汽压e与同温度下的饱和水汽压E的比值,用f表示。露点温度:在空气中水汽含量不变,气压一定下,使空气冷却达到饱和时的温度。水相变化的判据: Ee蒸发(未饱和) E=e动态平衡(饱和) Ee凝结(过饱和)饱和水汽压与温度的关系:随着温度的升高,饱和水汽压显著增大。饱和水汽压与蒸发面性质的关系:1)冰面和过冷却水面的饱和水汽压:在云中,冰晶和过冷却水共存时,若实际水汽压介于两者饱和水汽压之间,就会产生冰水之间的水汽转移现象。

29、水滴会因不断蒸发而缩小,冰晶会因不断凝华而增大。这就是“冰晶效应”。2)溶液面的饱和水汽压:天然水通常是含有溶质的溶液。溶液中溶质的存在使溶液内分子间的作用力大于纯水内分子间的作用力,使水分子脱离溶液面比脱离纯水面困难。因此,同一温度下,溶液面的饱和水汽压比纯水面要小,且溶液浓度愈高,饱和水汽压愈小。这种作用对在可溶性凝结核上形成云或雾的最初胚滴相当重要,而且以溶液滴刚形成时较为显著。3) 饱和水汽压与蒸发面形状的关系A分子受到的引力最小,最易脱出水面;C分子受到的引力最大,最难脱出水面;B分子的情况介于二者之间。因此,温度相同时,凸面的饱和水汽压最大,平面次之,凹面最小。而且凸面的曲率愈大,

30、饱和水汽压愈大;凹面的曲率愈大,饱和水汽压愈小。如果实际水汽压介于大小水滴的饱和水汽压之间,也会产生水汽的蒸发现象。小水滴因蒸发而逐渐变小,大水滴因凝结而不断增大。此即所谓的“凝结增长”。水汽凝结的条件: 1.是有凝结核或凝华核的存在 2.是大气中水汽要达到饱和或过饱和状态。使空气达到过饱和的途径有两种: 1.是通过蒸发,增加空气中的水汽,使水汽压大于饱和水汽压。2.是通过冷却作用,减少饱和水汽压,使其少于当时的实际水汽压。大气降水过程有以下四种: 1)暖水面蒸发 2)绝热冷却 3)辐射冷却 4)平流冷却 5)混合冷却露:当温度降到露点以下,0°C以上,水汽凝结为液态。霜:当温度降到

31、露点以下,0°C以下,水汽凝结为固态。雾的类型:1. 辐射雾:这种雾是空气因辐射冷却达到过饱和而形成的,主要发生在晴朗、微风、近地面、水汽比较充沛的夜间或早晨。 2. 平流雾:当温暖潮湿的空气流经冷的海面或陆面时,空气的低层因接触冷却达到过饱和而凝结成的雾就是平流雾。3. 蒸汽雾:如果水面是暖的,而空气是冷的,当它们温差较大的时候,水汽便源源不断地从水面蒸发出来,闯进冷空气,然后又从冷空气里凝结出来成为蒸气雾。4. 上坡雾:这是潮湿空气沿着山坡上升,绝热冷却使空气达到过饱和而产生的雾。5. 锋面雾:经常发生在冷、暖空气交界的锋面附近。锋前锋后均有,但以暖锋附近居多。大气降水的形成(使

32、云滴增大的过程):1.为云滴凝结(或凝华)增长1)、直接凝结(凝华)增大阶段2)、水汽转移阶段:对形成大云滴来说,冰水云滴共存的作用更为重要。这是因为在相同的温度下,冰水之间的饱和水汽压差异很大,特别是当温度在-10-12时差别最显著,最有利于大云滴的增大。因此,对于冷云(降水,这种冰水云滴共存作用(称为冰晶效应)是主要的。 2. 为云滴的冲并增长:云滴经常处于运动之中,这就可能使它们发生冲并。大小云滴之间发生冲并而合并增大的过程,称为冲并增长过程。降水量的地理分布:1. 赤道多雨带:赤道及其两侧是全球降水量最多的地带。2. 南北纬15°-30°少雨带:这一纬度带受副热带高

33、压控制,以下沉气流为主,是全球降水量稀少带。3. 中纬多雨带:受天气系统影响,多雨。大陆东岸受夏季季风影响,降水多。中纬大陆内部因离海洋较远,降水量很少。4. 高纬少雨带:本带因纬度高,全年温度低,蒸发微弱,大气中含水量少,故降水量也少。全球可大致划分以下几个云量带:(1)赤道多云带:全年以上升气流为主,气温高,对流旺盛,水汽来源充沛,平均云量约为6;(2)纬度20°30°少云带:全年以下沉气流为主,空气干燥,是两个相对明净带。平均云量4 左右,荒漠地带不足2;(3)中高纬多云带:气团、锋面活动频繁,高纬地带还由于气温低,是全球高云量带。平均6.57。(110)降水:是从云

34、层中降落到地面的液态或固态水,是云中水滴或冰晶增大的结果。从雨滴到形成降水必须具备两个基本条件:一是雨滴下降速度超过上升气流速度;二是雨滴从云中降落到地面前不致完全被蒸发。根据气流上升特点可分为:对流雨(暖空气湿度较大,近地面气层强烈受热,引起对流而形成的降水,多以暴雨形式出现,并伴有雷电现象,故由称热雷雨,赤道带全年对流雨为主),地形雨(暖湿空气前进途中遇到较高山地阻碍而被迫抬升,绝热冷却,在达到凝结高度时,便产生降水,迎风坡常为多雨中心),锋面雨(两种物理性质不同的气团相遇。暖湿空气循交界面滑升,绝热冷却,达到凝结高度时便产生云雨,又叫气旋雨,雨区广、持续时间长),台风雨(台风是产生在热带

35、海洋上的一种空气旋涡,台风中有大量暖湿空气上升可产生强度极大的降水)(110)降水量:指降落在地面上的雨、雪、雹等,未经蒸发、渗透流失而聚集在水平面上的水层厚度(mm)。(113)降水变率:即各年降水量的距平数与多年平均降水量的百分比表征降水量的变化程度,Cv=距平数/平均数×100%,其中,平均数为某地多年平均降水量,距平数为当年降水量与平均数之差,该值大小反映降水的稳定性或可靠性。(114)湿润系数:一地的年降水量反映该地的水分收入状况,蒸发量反映水分支出状况,某地是湿润还是干旱,取决于该地降水量P与蒸发量E的对比关系,通常用湿润系数K表示,即K=P/E,PE,表明水分收入支出,

36、属于湿润状况;P<E,说明水分入不敷出,属于半湿润半干旱状况。(116)大气运动:包括垂直运动和水平运动。以垂直运动为主的空气运动称为上升气流或下沉气流但与广阔区域持续数日乃至数月的水平运动相比,垂直运动一般不显著(117)。作用于空气的力有水平气压梯度力(气压分布不均匀产生气压梯度,使空气具有由高压区向低压区流动的趋势,把存在水平气压梯度时单位质量空气所受的力称为水平气压梯度力G。它是形成风和决定风向、风速的主导因素);地转偏向力(由于地球转动而使在地球上运动的物体发生方向偏转的的力);(117)惯性离心力(旋转的参照系中静止的物体都会受到一个远离旋转轴的力的作用)(118)和摩擦力(

37、运动状态不同的气层之间、空气和地面之间都会产生阻碍气流运动的力,称为摩擦力)(119)。地转风是指自由大气中空气作等速和直线水平运动。白贝罗风压定律:在北半球,背风而立,高压在右,低压在左,南半球相反。梯度风:自由大气中的空气作曲线运动时,作用于空气的气压梯度力、地转偏向力和惯性离心力达到平衡时的风。当空气作直线运动时,所受惯性离心力为零,梯度风既变成地转风。(120)热成风:由水平温度梯度引起上下层风的向量差,用VT表示。(121)大气环流:大范围内具有一定稳定性的各种气流运行的综合现象;构成全球大气运行的基本形势,是全球气候特征和大范围形势的主导因素与各种尺度天气系统活动的背景条件。(12

38、5)行星风系:不考虑海陆和地形的影响,地面盛行风的全球性型式称为行星风系。全球地面行星风系主要包括,信风带,西风带(南北纬35°60°之间,因副热带高压与副极地低压之间存在气压梯度,从副热带高压辐散的气流,一部分流向高纬度,因受地转偏向力的作用,变成偏西方向即西风。北半球地面风是西南风,南半球是西北风),极地东风带(自极地高压向外辐散的气流,因地转偏向力的作用变成偏东风,故称极地东风带)(126)信风:由于南北纬30°35°附近副热带高气压带和赤道低压带之间存在气压梯度,自副热带高压向赤道低压带吹送的气流,因受地转偏向力作用,在北半球形成东北风,在南半球

39、为东南风,其位置、范围和强度随副热带高气压作比较规律的季节性变化,这种可以预期在一定季节海上盛行的风系,称为信风。特点是风向稳定,因其与海上贸易密切相关,也称贸易风。信风向纬度更低,气温更高的地带吹送,因此其属性比较干燥,有些沙漠、半沙漠就分布在信风带内。(126)季风:大陆和海洋间的广大地区,以一年为周期、随着季节变化而方向相反得风系,称为季风,它是海陆间季风环流的简称,它是由大尺度的海洋和大陆间的热力差异形成的大范围热力环流。(129)局地环流:由局部环境如地形起伏、地表受热不均引起的小范围气流,称为局地环流。包括海陆风:滨海地区,白天风从海洋吹向陆地;晚间风从陆地吹向海洋,以一日为周期,

40、这就是海陆风环流。由海陆热力差异引起,但影响范围局限于沿海。山谷风:当大范围水平气压场较弱时,山区白天地面风从谷地吹向山坡(谷风);晚间地面风从山坡吹向谷地(山风),以一日为周期,这就是山谷风环流。焚风:气流受山地阻挡被迫抬升,迎风坡空气上升冷却,起初按干绝热直减率降温(1/100m),当空气湿度达到饱和状态时,水汽凝结,气温按湿绝热直减率降低(0.5-0.6/100m),大部分水分在迎风坡降落。气流越山后顺坡下沉,基本上按干绝热直减率增温,以致背风坡气温比迎风坡同高度气温高,从而形成相对干热的风,这就是焚风。焚风效应对植被类型与生态特征、成土过程和土壤类型都有一定影响。焚风在我国西南山地特别

41、显著。(131)天气系统:大气中引起天气变化的各种尺度的运动系统。气团:是指在广大区域内水平方向上温度、湿度、垂直稳定度等物质属性较均匀的大块空气团。气团内部物理属性相近,其天气现象也大体一致,因此气团具有明显的天气意义。气团变性:气团一旦移动到新环境,就会改变原有属性,获得新属性,这一过程称为气团变性。按热力性质分冷气团(向比它暖的下垫面移动时)和暖气团(向比它冷的下垫面移动时)。锋:温度或密度差异很大的两个气团相遇形成的狭窄过渡区域,称为锋(锋面)。锋是占据三维空间的天气系统。锋面两侧的空气温度、湿度、气压、风、云等气象要素有明显差异,锋面坡度越大天气变化越剧烈。根据锋移动过程中冷暖气团的

42、替代情况,可分为冷锋(冷气团主动向暖气团方向移动的锋)、暖锋、准静止锋(很少移动或移动速度非常缓慢的锋)、锢囚锋(锋面相遇、合并后的锋)四种类型。气旋:是由锋面上或不同密度空气分界面上发生波动形成的,占有三度空间、中心气压比四周低的水平空气涡旋。(中心气压比四周高的称反气旋)根据气旋产生的地理位置,可分为温带气旋(即锋面气旋,一般活动于中纬度地区,如东亚、北美洲、地中海等地区)和热带气旋(形成于热带海洋上的一种具有暖心结构的气旋性涡旋)两种类型。(133)形成于副热带地区的暖性反气旋是常年存在的稳定少变高压区。(140)气候是指某一地区多年间大气的一般状态及其变化特征。气候视其空间尺度大小可分

43、为全球气候、区域气候、小气候等。从现代大气科学角度出发,气候系统包括:大气圈(是气候系统的主体,也是系统最易变化和最敏感的部分)、海洋(是气候系统的热量储存库,占总热量的95.6%)、冰冻圈(包括全球的冰层和积雪,既是气候变化的指示器,又对气候长期变化产生反馈,在地球热平衡中起着重要作用)、陆面(岩石圈)(指山脉、地表岩石、沉积物、土壤等,陆地位置、高度和地形发生变化的时间尺度,在气候系统的所有组成部分中是最长的。地表土壤作为大气微粒物质的重要来源之一,在气候变化中有重要的作用,而土壤又会随气候和植物状况而变化)和生物圈(是地球生命物质构成的圈层,包括陆地和海洋中的植物,空气、海洋和陆地生活的

44、动物,以及人类本身,它们不仅对气候变化敏感,也影响气候)。(140)气候的形成受太阳辐射、大气环流和地表性质的影响。(144)天文气候:地球表面因辐射平衡温度随纬度和季节的分布形成的假象的简单气候模式。(145)太阳天文辐射量的大小主要决定于日地距离、太阳高度和日照时间。太阳辐射总量具有与纬线圈平行、呈带状分布的特点,这是形成气候带的主要原因。(145)厄尔尼诺:为西班牙文,意为“圣婴”,秘鲁渔民用以称呼圣诞节前后南美沿岸海温上升现象,气象学家和海洋学家则用以专指赤道东太平洋海面水温异常增暖现象。在有的年份,由于大气环流变异,亚热带环流周期性南移,东南信风减弱,引起赤道逆流南下,热带暖水淹没了

45、较冷的秘鲁寒流,海温升高,上涌还水与沿岸冷水消失,导致海洋生物和寄食鸟类死亡、腐烂,并释放大量H2S进入大气,赤道东太平洋秘鲁流的这种变化,如果水温增加超过0.5,持续时间达6个月以上,称为厄尔尼诺。(148)沃克环流:位于南太平洋副热带高压东侧的南美洲西海岸(90oW附近),强烈的下沉气流受冷海水影响降温后,随偏东信风西流,到达西太平洋赤道(120oE)受热上升,转向成为高空西风,以补充东部冷海区的下沉气流。于是在赤道太平洋垂直剖面图上,就出现一种大气低层为偏东风,上层为偏西风的东西向热成闭合环流,称为沃克环流。(148)南方涛动:指热带太平洋与热带印度洋之间气压变化呈反相关的震荡现象。(1

46、49)地理因子对气候的影响:地理因子通过对辐射因子与环流因子的影响而作用于气候。海陆分布对气候的影响,海陆的物理性质不同,对太阳辐射能的吸收与反射,热能内部交换,热容量大小以及地气和海气热量交换的形式等都有明显差异,致使同纬度、同季节海洋和大陆的增温与冷却显著不同,海上和陆上的气温也有明显差异。不仅破坏了温度的纬度地带性分布,而且影响到气压分布、大气运动方向及水分分布,使同一纬度内出现海洋性气候与大陆性气候的差异;洋流(大洋中任一持续不断并主要呈水平流动的海水)对气候的影响,A洋流的热量输送对大陆东西岸的气温差异起着很大的作用;B冷暖洋流对所经之地的降水也有较大影响;地形对气候的影响,海拔高度

47、、地表形态、方位(坡向和坡角)等影响水热条件的再分配,从而对气候产生影响。地形对温度的影响主要表现在随着海拔升高而气温降低;地形对降水也有显著影响。低纬度气候:受赤道气团和热带气团控制,全年气温高,最冷月在1518oC以上。影响气候的主要环流系统有热带辐合带、信风、赤道西风、热带气旋和副热带高压。赤道多雨带,出现在赤道两侧南北纬510o之间,终年受赤道低压槽控制,盛行赤道气团。气候特点是全年长夏而无季节变化,年均温在26o左右,年降水量大都超过2000mm,年内分布较均匀,最少月降水量超过60mm。适宜热带雨林发育,植物资源极为丰富;热带海洋性气候,出现在南北纬1025o信风带大陆东岸与热带海

48、洋中的岛屿上,终年受热带海洋气团控制和信风影响。全年气温高,最冷月均温25oC以下,年较差比赤道多雨气候稍大。全年降水多,夏秋季相对集中,但无明显干季;热带干湿季气候,出现在赤道多雨气候区外围。主要分布于中南美和非洲515o纬度带内。由于赤道低压带的南北移动,年内有干湿季的变化;热带季风气候,出现于纬度10o到回归线附近的大陆东岸,环流特征是热带季风发达,热带气旋活动频繁。本区水汽充足,热带辐合带上升气流旺盛,在地转偏向力的作用下,易形成热带气旋。全年气温高,年均温超过20oC,最冷月均温一般在18oC以上。年降水量在15002000mm以上,集中在夏季,有干湿季存在,自然植被为热带季雨林;热

49、带干旱与半干旱气候,出现在副热带高压带和信风带内的大陆中心和西岸纬度1525o之间,因干旱程度和气候特征差异又分为三个气候亚型。A热带干旱气候型,终年受副热带高压控制或处信风带的背风岸,加上沿岸有冷洋流经过降水量少(不足125mm),且变率大,气温高,气温年、日较差大,云量少,日照强烈,蒸发强,相对湿度小;B热带西岸多雾干旱气候型,分布在热带大陆西岸,由于受沿岸加利福尼亚寒流、秘鲁寒流、加那利寒流和本格拉寒流影响,气层稳定,降水量稀少,多雾的荒漠可延伸到海岸带,气温年较差较小,最冷月均温低于20oC;C热带半干旱气候型,分布在热带干旱区外缘,是干旱气候和湿润气候间的一种过度类型。该气候有短暂雨

50、季,出现在太阳高度角较大的季节,年降水量250750mm。中纬度气候:是热带气团和极地气团作用的地带最冷月均温低于1518oC,四季较分明。影响气候的主要环流系统有极锋、盛行西风、温带气旋和反气旋、副热带高压和热带气旋等。天气的非周期变化和降水季节变化都很显著。中纬度带范围广,气候形成因子复杂,气候类型也多种多样。副热带干旱与半干旱气候,出现在南北纬2535o间的大陆内部和西岸,是在副热带高压下沉气流和信风带背岸风作用下形成的,因干旱程度不同,又分成两种。A副热带干旱气候,是热带干旱气候向高纬度的延续,因所处纬度稍高,与热带干旱气候相比,凉季气温较低,且有气旋雨;B副热带半干旱气候,分布在副热

51、带干旱区外缘,夏季气温稍低,冬季降水量稍多,能维持草类生长。副热带季风气候,出现于副热带大陆东岸,纬度2535o间,是热带海洋气团和极地大陆气团交替控制地带。夏热冬温,四季分明,季风发达。最热月均温一般高于22oC,最冷月气温在015oC之间。年降水量在7501000mm以上,夏季半年降水量通常占全年的70%,适宜常绿阔叶林生长,自然景观表现为亚热带季风林。副热带湿润气候,气候特征与副热带季风气候相似,但冬夏温差较副热带季风气候小,降水量年内分配较后者均匀。冬季温带气旋活动频繁,冬雨可占年降水总量的40%,自然景观与后者相似。副热带夏干气候(地中海气候),出现在3040o之间的大陆西岸。夏季受

52、副高中心或其东缘影响,气流下沉,不利于云雨形成,十分炎热干燥,冬季副热带高压南移,受西风带控制,气候活动频繁,温暖多雨。温带海洋性气候,出现在纬度4060o的温带大陆西岸。终年盛行西风,受海洋气团控制,冬暖夏凉,气温年较差较小。气旋活动频繁,全年湿润,冬雨相对较多,年降水量7001000mm,迎风山地可达2000mm以上。温带季风气候,主要分布在3555oN的亚欧大陆东岸,冬夏风向差别显著,季节变化明显,天气的非周期性变化突出。冬季受温带大陆气团影响,寒冷干燥,南北温差大。夏季受温带海洋气团或变形热带海洋气团控制,暖热多雨,南北温差小。温带大陆性湿润气候,主要分布在亚欧大陆温带海洋性气候东侧和

53、北美大陆100oW以东4060oN之间的地区。气温、降水和温带季风气候类似,但风向、风力季节变化不明显。冬季不太寒冷,冬雨稍多;夏季有对流雨但不十分集中。温带干旱与半干旱气候,主要分布在3550oN的亚洲和北美大陆中心地带,南美阿根廷大西洋沿岸巴塔哥尼亚,该气候又分为,A温带干旱气候,年降水量250mm以下,植物种类异常贫乏,自然景观为各种荒漠;B温带半干旱气候,年降水量约在250500mm左右,植被为矮草草原,其形成主要是由于位居大陆中心或沿海有高山屏障,终年受大陆气团控制所致。高纬度气候:分布在极圈附近,盛行极地气团和冰洋气团。低温无夏是该气候带最显著的特征,降水虽少,但因蒸发微弱,加之冻

54、土发育,排水不畅,自然景观无干旱型,反而有大片沼泽。副极地大陆性气候,主要出现于北半球高纬度地区,约自50oN(或55oN)65oN,呈连续带状分布。作为极地大陆气团源地,终年受极地海洋气团和极地大陆气团影响和控制,冬季漫长而严寒,至少9个月,年降水量少,并集中于夏季。植被为针叶林,沼泽分布也很广。极地长寒气候(苔原气候),全年皆冬,蒸发微弱,沿岸带多云雾。植被为苔藓、地衣和小灌木丛等,从而构成苔原景观;极地冰原气候,出现在格林兰、南极大陆冰冻高原以及北冰洋靠近北极的若干岛屿上,是冰洋气团和南极气团源地,全年严寒,年降水量小于250mm,全年降雪,即使极昼,也不融化,经长期积累,形成冰原。高地

55、气候:出现在约55oS70oN之间的大陆高山高原地区,在北半球中纬度地区分布较广,南半球主要分布于安第斯山脉。自山麓到山顶各气候要素发生规律性变化,表现出明显的气候垂直带性。第4章 :海洋和陆地水水循环的5个环节:水分蒸发、水汽输送、凝结降水、水分下渗、径流。3个阶段:蒸发、降水、径流。大循环(海陆间循环):从海洋表面蒸发的水汽,被气流带到大陆上空,在适当的条件下,以降水的形式降落到地面后,其中一部分蒸发到空中,另一部分经过地表和地下径流又流到海洋,这种海陆之间的水分交换过程。小循环:包括内陆间循环、海上内循环。1.内陆间循环: 就是从陆地上蒸发的水汽,在空中凝结,以降水形式降落陆地上的循环过

56、程。 2.海上内循环:就是从海洋表面蒸发的水汽,在空中凝结,以降水形式降落海洋上的循环过程。水量平衡:某个地区在某一段时期内,水量收入和支出的差额,等于该地区的储水变化量。 大陆降水量+海洋降水量=大陆蒸发量+海洋蒸发量 大洋年降水量+入海径流量=大洋年蒸发量 收入-支出=变化量水分循环的地理意义:1) 将各圈层与圈层连接在一起。2) 使水成为可永续利用的可再生资源。3) 使不同纬度之间水分收支平衡得到缓解。4) 海陆之间、有机界与无机界之间联系的纽带作用。5) 影响全球气候的情况。6) 水分循环导致地貌形状变化。四大洋:太平洋、大西洋、印度洋和北冰洋。涨潮:海面升高,海水涌上海岸。落潮:海面

57、下降,海水从岸上后退。世界洋流结构特点:反气旋型大洋环流:以南北回归线高压带为中心;在北半球顺时针流动,南半球则逆时针流动;气旋型大洋环流:以北半球中高纬海上低压为中心,在南半球中高纬则为西风漂流(由于受南极冰盖影响,具寒流性质);绕极环流:南极周围,受极地东风作用,洋流自东向西流;季风漂流:北印度洋受季风影响,季节变化明显,冬季逆时针流动,夏季顺时针流动。河流的分段:较大的河流可分河源、上游、中游、下游、河口等五个部分。水系形式(5类):扇状水系、羽状水系、平行状水系、树枝状水系、格状水系。水系特征主要包括河长、河网密度和河流的弯曲系数。河长:从河口到河源沿河道的轴线所量得的长度。 河网密度:指流域内干支流的总长度和流域面积之比,即单位面积内河道的长度。河流的弯曲系数:是指某河段的实际长度与该河段直线距离之比值。水系:指由干流和各级支流组成的河流系统。流域:分水线所包围的区域。比降:单位河长的落差。水位:河流中某一标准基面或测站基面上的水面高度,叫做水位流速:指河流中水质点在单位时间内移动的距离。流量:指单位时间内通过某过水断面的水的体积。.径流的

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