自然地理学第一章地球

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 地球的圈层结构地球的圈层结构第六节第六节 地球表面的基本形态和特征地球表面的基本形态和特征教学重点教学重点 认识地球的宇宙环境及其形状、大小、圈层结构认识地球的宇宙环境及其形状、大小、圈层结构及表面形态结构特征，掌握地球运动规律及其地理意义。及表面形态结构特征，掌握地球运动规律及其地理意义。教学难点教学难点 地球运动规律及其地理意义。地球运动规律及其地理意义。教学活动教学活动 实习与实验：实习与实验：在野外或者实

2、验室认识地球的宇宙环境及其形在野外或者实验室认识地球的宇宙环境及其形状、大小、圈层结构、表面形态结构特征以及地球运动规律。状、大小、圈层结构、表面形态结构特征以及地球运动规律。检索分析：检索分析：在图书馆文献信息系统或者网络上，检索在图书馆文献信息系统或者网络上，检索“地球地球运动运动”、“地球圈层结构地球圈层结构”，分题名检索和关键词检索，看有，分题名检索和关键词检索，看有哪些图书、论文和网站与之有关，并了解该领域的新进展。哪些图书、论文和网站与之有关，并了解该领域的新进展。参考文献参考文献1. Arthur N Strahler, Pysical Geography, John Wiley

3、 & Sons, 4th. Ed 1975.2. 王维王维.地球的形状地球的形状人类对它认识的历史人类对它认识的历史.北京：科学出北京：科学出版社，版社，1982.3. J.H.塔齐塔齐. 地球的构造圈地球的构造圈.北京：地质出版社，北京：地质出版社，1984.4. 弗兰克弗兰克.普内斯等普内斯等.地球地球.重庆：重庆出版社，重庆：重庆出版社，1990.第一节第一节 地球在宇宙中的位置地球在宇宙中的位置 一一 宇宙和天体宇宙和天体 宇宙中的天体可分为：恒星宇宙中的天体可分为：恒星 行星行星 卫星卫星 流星流星 彗星彗星 星云星云 等等 光年：光年： 光在一年中传播的距离光在一年中传播的距离猎猎

4、 户户 星星 云云 二二 太阳和太阳系太阳和太阳系 太阳系包括太阳系包括9大行星，大行星，50个卫星和至少个卫星和至少50万个小行星，还有少数彗星。万个小行星，还有少数彗星。 （一）彗星（一）彗星 彗星是在万有引力作用下绕太阳运动的一彗星是在万有引力作用下绕太阳运动的一类质量很小的天体。彗星大多由慧核，慧发，类质量很小的天体。彗星大多由慧核，慧发，慧云和慧尾组成。慧云和慧尾组成。太太 阳阳 系系太太 阳阳 家家 族族地地 球球 火火 星星土土 星星彗星的结构彗星的结构彗星彗星 （二）小行星（二）小行星 （三）月球（三）月球 月球是地球的唯一卫星，半径月球是地球的唯一卫星，半径1738.2Km，

5、相当于地球半径的相当于地球半径的27.28%；质量为；质量为7.351022t, 相当于地球质量的相当于地球质量的1.23%；平均密度为；平均密度为3.24g/cm3, 只有地球密度的只有地球密度的0.6。 月球沿着一个椭圆形的轨道围绕地球自西月球沿着一个椭圆形的轨道围绕地球自西向东运动。向东运动。 月球对地理环境最重要的影响在于使地球月球对地理环境最重要的影响在于使地球形成潮汐，尤其使海洋潮汐。形成潮汐，尤其使海洋潮汐。 潮潮 汐汐 示示 意意 图图潮潮 汐汐 发发 电电 三三 地球在天体中的位置地球在天体中的位置 地球并不是孤立地存在于宇宙之中的，它地球并不是孤立地存在于宇宙之中的，它与其

6、它天体或者宇宙空间之间通过能量和物质与其它天体或者宇宙空间之间通过能量和物质交换保持着密切的联系并相互影响。交换保持着密切的联系并相互影响。 从从 卫卫 星星 上上 看看 地地 球球第二节第二节 地球的形状和大小地球的形状和大小 一一 地球的形状及其地理意义地球的形状及其地理意义 1.通常所说的地球形状就是大地水准面的形通常所说的地球形状就是大地水准面的形状。状。 大地水准面：大地测量中所谓的地球形状，大地水准面：大地测量中所谓的地球形状，是指一种以平均海平面表示的平滑封闭曲面，是指一种以平均海平面表示的平滑封闭曲面，即大地水准面。即大地水准面。 2. 赤道的地球直径比通过两极的直径长赤道的地

7、球直径比通过两极的直径长42.5Km。 地球的扁率：地球两极扁平的程度地球的扁率：地球两极扁平的程度 。 a=b-c/b b:地球赤道半径地球赤道半径 c：地球两极半径：地球两极半径 地地 球球 椭椭 球球 体体地球的半长轴与半短轴地地球球的的形形状状地 球北北 极极 俯俯 瞰瞰 图图 3. 地球的形状的地理意义地球的形状的地理意义 （1）日地平均距离为）日地平均距离为14 960104km，这，这样，就可以将投射到地面的太阳光线视为平行样，就可以将投射到地面的太阳光线视为平行光线。当平行光线射到地球表面时，不同纬度光线。当平行光线射到地球表面时，不同纬度地区的正午太阳高度角将各不相同。地区的

8、正午太阳高度角将各不相同。 （2）造成地球上热量的带状分布和与地）造成地球上热量的带状分布和与地表热状况相关的自然现象的地带性分布。表热状况相关的自然现象的地带性分布。 二二 地球的大小及其地理意义地球的大小及其地理意义 （一）地球的大小（一）地球的大小 地球赤道半径地球赤道半径 约为约为6 378 140m，极半径约为，极半径约为6 356 755m，总面积，总面积5.1108km2，总体积约为，总体积约为10 820108km3，总质量为，总质量为5.981027g。 （二）地球大小的重要意义（二）地球大小的重要意义 1. 地球的巨大质量，使它能够吸着周围地球的巨大质量，使它能够吸着周围的

9、气体，保持一个具有一定质量和厚度的大气的气体，保持一个具有一定质量和厚度的大气圈。圈。 2. 没有现在这样的大气圈，就没有海洋没有现在这样的大气圈，就没有海洋和河湖，没有风，没有生物。和河湖，没有风，没有生物。第三节第三节 地球的运动地球的运动 一一 地球的自转地球的自转 （一）基本概念（一）基本概念 1.恒星日：以春分点为标准，春分点连续恒星日：以春分点为标准，春分点连续两次通过同一子午面的时间。两次通过同一子午面的时间。 2.太阳日：以太阳为标准，地球上同一点太阳日：以太阳为标准，地球上同一点连续两次通过地心与日心连线所需时间。连续两次通过地心与日心连线所需时间。 一个太阳日比一个恒星日长

10、一个太阳日比一个恒星日长3分分55.909秒。秒。 （二）地球自转的重要意义（二）地球自转的重要意义 1.地球自转决定昼夜更替，并使地表各种地球自转决定昼夜更替，并使地表各种过程具有昼夜节奏。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。都发生向右偏转，在南半球则向左偏。 科里奥利力：地球自转情况下运动物体的偏科里奥利力：地球自转情况下运动物体的偏转力。转力。 D2v w sinA v 为运动物体的速度；为运动物体的速度； w为地球自转角速度；为地球自转角速度； A为运动物体所在纬度。为运动物体所在纬度。

11、3.地球自转造成同一时刻，不同经线上具有不地球自转造成同一时刻，不同经线上具有不同的地方时间同的地方时间 。 4.月球和太阳的引力使地球体发生弹性变形，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。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，例如地球的整体自转运动同它的局部运动，例如地壳运动，海水运动，大气运动等都有密切关系。地壳运动，海水运动，大气运动等都有密切关系。 二二 地球的公转地球的公转 1.恒星年和回归年：地球连续两次通过太阳恒星年和回归年：地球连续两次通过太阳和另一恒星连线与地球轨道的交点所需时间和另一恒星连线与地球轨道的交点所需时间365天天6时

12、时9分分9.5秒，称为一个恒星年。而连续两次秒，称为一个恒星年。而连续两次通过春分点的平均时间为通过春分点的平均时间为365天天5时时48分分46秒，秒，则称为一个回归年。则称为一个回归年。 2.近日点和远日点：大致近日点和远日点：大致1月月3日，地球最接日，地球最接近太阳，此位置称近日点；大致近太阳，此位置称近日点；大致7月月4日，地球日，地球 最远离太阳，此位置称远日点。最远离太阳，此位置称远日点。 3.地球，月球的自转和公转方向地球，月球的自转和公转方向,如下图所示：如下图所示：地地球，球，月月球球的的自自转转和和公公转转方方向向地地 球球 公公 转转 轨轨 道道 4.黄赤交角：太阳视运

13、动的路线叫做黄道，黄赤交角：太阳视运动的路线叫做黄道，黄道所在的黄道面和地球轨道面是重合的。黄黄道所在的黄道面和地球轨道面是重合的。黄道面与赤道面的交角即为黄赤交角，为道面与赤道面的交角即为黄赤交角，为23o27。 赤道和黄道面的两个交点称为春分点和秋分赤道和黄道面的两个交点称为春分点和秋分点。点。 地轴的倾斜方向固定不变，因此，太阳光只地轴的倾斜方向固定不变，因此，太阳光只能直射地球上南纬能直射地球上南纬23o27和北纬和北纬23o27之间的之间的地方。地球绕太阳公转的结果，使太阳光线直地方。地球绕太阳公转的结果，使太阳光线直射范围在射范围在23o27N和和23o27S之间作周期性变动，之间

14、作周期性变动，从而形成了四季的更替。从而形成了四季的更替。 5.太阳高度角：太阳光线与地平面间的夹角。太阳高度角：太阳光线与地平面间的夹角。 如下图所示如下图所示地轴的倾斜阳光与地轴冬冬 至至 与与 夏夏 至至 三三 岁差，章动和极移岁差，章动和极移 1.岁差：当地球自转轴旋进时，春分点西移，岁差：当地球自转轴旋进时，春分点西移，故地球自转不到一周即可两次经过春分点，这故地球自转不到一周即可两次经过春分点，这就是岁差。就是岁差。如下图所示地轴的旋进如下图所示地轴的旋进 2.章动：月球，太阳与地球的相对位置是不章动：月球，太阳与地球的相对位置是不断变动的，因而引力方向也不断变化。太阳每断变动的，

15、因而引力方向也不断变化。太阳每年两次，月球则每月两次通过地球赤道面，这年两次，月球则每月两次通过地球赤道面，这就在地轴旋进的平均位置上附加了一个短周期就在地轴旋进的平均位置上附加了一个短周期摆动，使地球自转轴在空间扫过的轨迹成为荷摆动，使地球自转轴在空间扫过的轨迹成为荷叶边形的锥面，而非一般的圆锥面。附加在圆叶边形的锥面，而非一般的圆锥面。附加在圆上的这种短周期摆动叫做章动。上的这种短周期摆动叫做章动。 3.极移：由于地球质量分布不均，真正的极极移：由于地球质量分布不均，真正的极点位置经常发生变化，自转轴又将围绕新极点点位置经常发生变化，自转轴又将围绕新极点旋转，这种现象就是极移。极移实际上就

16、是地旋转，这种现象就是极移。极移实际上就是地球的自由章动。球的自由章动。第四节第四节 地理坐标地理坐标 一一 纬线与纬度纬线与纬度 纬线：所有与地轴垂直的面和地表相交而成纬线：所有与地轴垂直的面和地表相交而成的圆，就是纬线。所有纬线都相互平行，赤道的圆，就是纬线。所有纬线都相互平行，赤道是最大的纬圈。是最大的纬圈。 纬度：一地的纬度就是该地铅垂线对赤道面纬度：一地的纬度就是该地铅垂线对赤道面的夹角。的夹角。 二二 经线与经度经线与经度 经线圈：所有经过地轴的平面，和地球表面经线圈：所有经过地轴的平面，和地球表面相交而成的圆，就是经线圈。每个经线圈都包相交而成的圆，就是经线圈。每个经线圈都包含两

17、条相差含两条相差180o的经线，一条经线则只是一个的经线，一条经线则只是一个半圆弧。半圆弧。第五节第五节 地球的圈层构造地球的圈层构造 一一 地球的圈层分化地球的圈层分化 二二 地球的地球的 内部构造内部构造 根据对地震波在地下不同深度传播速度的根据对地震波在地下不同深度传播速度的差异变化，地球固体表面以内的构造可以分为差异变化，地球固体表面以内的构造可以分为三层：地壳，地幔和地核。三层：地壳，地幔和地核。 （一）地壳（一）地壳 地壳是知地表至莫霍洛维奇面之间厚度极地壳是知地表至莫霍洛维奇面之间厚度极不一致的岩石圈的一部分。不一致的岩石圈的一部分。 大陆地壳的平均厚度为大陆地壳的平均厚度为35

18、km，但各地的差，但各地的差异较大。异较大。 大陆地壳由外向内依次为：风化壳，沉积大陆地壳由外向内依次为：风化壳，沉积岩层，硅铝层和硅镁层。岩层，硅铝层和硅镁层。 地壳体积是地球总体积的地壳体积是地球总体积的1，质量的，质量的0.4 （二）莫霍面以下，深度为（二）莫霍面以下，深度为352 900km的的圈层，就是地幔。圈层，就是地幔。 地幔分上下两层。上地幔深地幔分上下两层。上地幔深351 000km，主要由橄榄岩质的超基性岩石构成，岩浆侵入，主要由橄榄岩质的超基性岩石构成，岩浆侵入，火山喷发，地震，板块构造等一系列影响地球火山喷发，地震，板块构造等一系列影响地球表层地理环境的过程都由此发生。

19、表层地理环境的过程都由此发生。 下地幔深下地幔深1 0002 900km，其下界为古登堡面。，其下界为古登堡面。 （三）（三） 地核：地核：2 900km以下至地心为地核。以下至地心为地核。 地地 球球 内内 部部 圈圈 层层 结结 构构 三三 地球的外部构造地球的外部构造 地球的外部构造包括大气圈，水圈和生物圈地球的外部构造包括大气圈，水圈和生物圈三个圈层。三个圈层。 （一）大气圈（一）大气圈 （二）水圈（二）水圈 （三）生物圈（三）生物圈 ：是指地球生物及其分布范围：是指地球生物及其分布范围所构成的一个及其特殊又及其重要的圈层。在地所构成的一个及其特殊又及其重要的圈层。在地理环境中，生物圈

20、并不独占任何空间，而是分别理环境中，生物圈并不独占任何空间，而是分别渗透于水圈，大气圈下层和地壳即岩石圈表层。渗透于水圈，大气圈下层和地壳即岩石圈表层。 上述地球构造中的同心圈层，在分布上有一上述地球构造中的同心圈层，在分布上有一个个显著的特点：在高空和地球内部，它们基本上是显著的特点：在高空和地球内部，它们基本上是上下平行分布的，但在地球表面附近，各圈层却上下平行分布的，但在地球表面附近，各圈层却是相互渗透相互重叠的。是相互渗透相互重叠的。第六节第六节 地球表面的基本形态地球表面的基本形态和特征和特征 一一 海陆分布海陆分布 在在5.1108km2的地表面积中，海洋面积的地表面积中，海洋面积

21、3.6108km2，约占，约占71； 陆地面积陆地面积1.49108km2，约占，约占29。从从 天天 空空 看看 海海 陆陆世世 界界 海海 陆陆 分分 布布 及及 各各 大大 洲洲各大陆面积及其占全球陆地面积和全球面积的百分比各大陆面积及其占全球陆地面积和全球面积的百分比海海 陆陆 随随 纬纬 度度 分分 布布 示示 意意 图图大大 陆陆 星星 二二 海陆起伏曲线海陆起伏曲线 三三 岛屿岛屿 同样被海洋所环绕，但面积比大陆小的小块同样被海洋所环绕，但面积比大陆小的小块陆地，称为陆地，称为 岛屿。岛屿。 海洋中的岛屿可分为：海洋中的岛屿可分为： 1. 大陆岛：位于大陆附近并在地质构造上与大陆岛：位于大陆附近并在地质构造上与相邻大陆有密切联系。例如马达加斯加岛，我国相邻大陆有密切联系。例如马达加斯加岛，我国的台湾岛，海南岛等。的