高一地理宇宙中的地球学法指导(五)

宇宙中的地球学法指导（五）第四节地球的圈层构造学习目标及学法指导学习目标知道地球拥有明显的圈层构造；认识地球的内部圈层、划分依照及其主要特点；认识地球的外面圈层及其主要特点；认识地球的垂直分层及其与人类活动的关系；培养自学能力和解析问题、解决问题的能力，成立辩证唯物主义观和正确的环境观。学法指导本章教科书依照由远及近的序次，先介绍了地球所处的宇宙环境、尔后介绍太阳系的中心天体太阳与地球的关系。从第三节开始，将眼光移向地球，介绍了地球的运动，本节主要表达地球的圈层构造。地球是一个拥有圈层构造的天体，这是地球经过长远演化形成的，也是地球最明显的结构特点。要认识人类赖以生计的地理环境，就必定认识地球的圈层构造。过去的教材一般是将地球的内部圈层和外面圈层放在不相同的章节分开来讲，但考虑到利于学生形成地球圈层结构的整体看法，因此本节将两部分放在一节中表达。人们对于地球的构造直到近来才有了比较清楚的认识。整个地球不是一个均质体，而是拥有明显的圈层构造。地球每个圈层的成分、密度、温度等各不相同。在天文学中，研究地球内部构造对于认识地球的运动、起源和演化，商议其他行星的构造，以致于整个太阳系起源和演化问题，都拥有十分重要的意义。地球圈层分为外面圈层和内部圈层两大部分。对于地球外圈中的大气圈、水圈和生物圈，以及岩石圈的表面，一般用直接观察和测量的方法进行研究。而地球内圈，目前主要用地球物理的方法，比方地震学、重力学和高精度现代空间测地技术观察的反演等进行研究。地球各圈层在分布上有一个明显的特点，即固体地球内部与表面之上的高空基本上是上下平行分布的，而在地球表面周边，各圈层则是相互浸透甚至相互重叠的，其中生物圈表现最为明显，其次是水圈。本节内容也据此分为两部分：一是内部圈层；二是外面圈层。内部圈层部分第一介绍了1/7对地球内部探测的主要手段---地震波。依照地震波在地下不相同深度流传速度的变化差异和变化，将地球内部分为地壳、地幔和地核。在这三个圈层中，与人类关系最亲近的是地壳。外面圈层部分主要介绍了大气圈、水圈和生物圈。在这几个外面圈层中，重点介绍了大气圈，而且在大气圈中还介绍了大气的垂直分层，这是由于大气的垂直分层是地球大气最主要的特征，大气的分层构造与大气的热量、运动以及好多大气现象都有亲近的关系，因此这部分内容是学习第二章内容的基础。在大气的垂直分层中，尤以对流层最为重要，由于我们人类就生活在对流层的底部，而且对流层的天气变化最频频，是众多天气现象的发生地。本节知识重点地球的内部构造及地壳；大气的组成和垂直分层本节知识难点地幔及软流层，对流层和平流层的温度随高度变化的原因骨干知识归纳地球的内部构造及地壳地球内部圈层的划分依照是地震波，结合教材中图1-4-1，简单认识横波和纵波的定义及主要特点，横波只穿过固体，纵波可穿过固体、液体平和体。分类流传速度流传的媒介共同点纵波较快固体、液体、气体流传速度都随所经过物横波较慢固体质的性质而改变在三大内部圈层中，与人类关系最为亲近的是地壳。其中地壳与上地幔顶部组成了我们所认识的岩石圈。圈层名称不连续面深度（Km）特点地壳（莫霍界面）（古平均171000①由岩石组成的固体外壳②大陆地壳厚、海登堡界面）29005000洋地壳薄6370①固态②上部存在一个软流层（可能是岩浆上地幔地的起源地）幔下地幔①可能为固态②温度、压力和密度均增大地外核凑近液态、横波不能够经过核内核温度、压力和密度都很大2/7大气的组成与垂直分层大气特别是低层大气的各种组成物质对生命活动和地理环境的产生重要的影响。干洁空气中各组成成分的比率在自然状态下是固定的。教材既指出干洁空气中主要成分N2和O2的重要性，又重申指出微量成分CO2、O3等的重要作用。大气中的水汽和固体杂质不相同于干洁空气之处，在于它们在大气中的含量因时因地而异。教材在说明大气主要组成成分对人类生命活动及其生计环境的重要作用此后，又指出人类活动对大气组成成分的影响。由于人类活动排放到大气中的CO2、氟氯烃化合物等的含量增加，造成的大气污染以致大气组成成分比例的变化。比方使大气中的CO2增加，O3减少。尽管这种变化是缓慢的，但已经组成对人体、生态环境以致社会、经济各方面的危害，而且这种危害是全球性的。依照大气的温度、密度和大气运动情况，将大气划分为对流层、平流层和高层大气。垂直分层高度特点对人类活动影响高度因纬度而异与人类关系最为亲近，低纬17—18千米①气温随高度增加而递减②空气对流对流层中纬10—12千米人类就生计在对流层底运动明显③天气现象复杂多变高纬8—9千米部3/7对流层顶到50—55①基层气温随高度变化很小，在30千米臭氧层吸取太阳紫外平流层以上，气温随高度增加速速上升②大气线，是人类生计环境的千米以平流运动为主③有利于高空翱翔天然屏障平流层顶到大气上在80—500千米高空，大气处于高度电高层影响无线电短波通讯界离状态大气温度随高度变化曲线：逆温现象：对流层由于热量主要直接来自地面辐射，因此海拔越高，气温越低。一般情况下，海拔每上升1000米，气温下降6°C。有时出现以下情况：①海拔上升，气温高升；②海拔上升1000米，气温下降幅度小于6°C。这就是逆温现象。逆温现象经常出现在近地面气温较低的时候，如冬季的清早。逆温现象使空气对流运动减弱，大气中的污染物不易扩散，大气环境较差。水圈与生物圈外面圈层除了包括岩石圈、大气圈之外，还包括水圈、生物圈等（以下列图），这些圈层之间相互联系、相互限制，形成人类赖以生计和发展的自然环境。水圈是由地球表层水体组成的连续但不规则的圈层。它包括地表水、地下水、大气水、生物水等。水圈的水处于不中止的循环运动之中。4/7生物圈是地球表层生物及其生计环境的总称。它占有大气圈的底部、水圈的全部和岩石圈的上部。它是大气圈、水圈和岩石圈相互浸透、相互影响的结果。例题解析对流层中的上升气流会使翱翔中的飞机颠簸.以致对流层气流上升的原因是：上层实质气温低于理论气温(按垂直递减率计算的气温)。以下列图表示四种对流层气温分布情况,回答(1)-(2)题。①图表示的气温降低速率在( )A.3000米以下低于垂直递减率B.3000～6000米高于垂直递减率C.6000米以低等于垂直递减率D.6000米以下均低于垂直递减率飞机能够在5000米高度平稳翱翔的是( )A.①B.②C.③D.④解析:对流层大气气温垂直递减率为每上升1000米气温下降6℃,结合读图计算不相同高度气温,判气绝温降低速率。(1)据图①气温分布情况，读取6000米高度气温约为-35℃，3000米高度气温约为-15℃，而近地面气温凑近20℃，计算3000米以下温差约35℃，大于垂直递减率，3000米与6000米温差约20℃，与垂直递减率上升3000米气温降低18℃，高于垂直递减率。故B选项正确。(2)对流层中上升气流使飞机翱翔颠簸，而上下温差小，5/7对流稍微则利于飞机翱翔。由四幅图判读可知图④5000米高度处气温较高，与近地面温差小，气流较平稳，利于飞机翱翔。故D选项正确.答案：(1)B(2)D知识扩展软流层地壳下面是地球的中间层，叫做“地幔”，厚度约2865公里，主要由致密的造岩物质组成，这是地球内部体积最大、质量最大的一层。地幔又可分成上地幔和下地幔两层。一般认为上地幔顶部存在一个软流层。由于人类还没有直接接触此层，故对其性质都是推测的，依照地震波流传速度的性质。在岩石坚硬处流传快，反之慢。此处地震波流传速度明显减缓，因此被认定较软，并可能有必然流动性，故名软流层。科学家们推测，此层变软的原因是地球内部放射性元素齐聚衰变产热。我们都知道豆子在热时变软，岩石也相同。软流层经最新的测量，被认为仍是固体。但在热量集中的地方，可能有局部熔融，被认为是岩浆的源地。有人曾依照岩石的导热性推测软流层的温度，结果发现在100km深度上温度可达1300℃左右，这个温度与从火山口流出的熔岩的温度十分凑近，这忧如证明：火山熔岩就来自于软流层，换句话说软流层忧如就是岩浆的起源地。地震波的探测原理地震波是地震发生时，地下岩石碰到强烈冲击所产生的弹性震动流传波。地震波是弹性波，它能穿过包括地核在内，在整个地球流传。地震波可分为纵波、横波、面波和界面波四各种类。纵波（P波），也称疏密波，经过物体时，物体质点的震动方向与地震波流传的方向一致，流传速度最快，周期短，振幅小，能经过固体、液体平和体流传。地震发生后，纵波最先到达地面，引起地面上下颠簸。横波（S波），经过物体时，物体的质点震动方向与地震波流传方向垂直，在地壳中传播速度比纵波慢，周期较长，振幅较大，只能经过固体介质流传，比纵波到达地面晚，横波能引起地面摇晃。纵波、横波合称体波，体波在地球体内部能够向任何方向流传。6/7面波（L波），也称地面波，是纵波或横波到达地面后，从震中沿地面表层向四周流传的次生波。面波振幅较体波明显，波速比体波小，周期较体波长。利用面波的波散现象，可计算相应地区的地壳和上地幔的构造情况和性质。界面波是在两个弹性层之间的平界面周边流传的地震波。由于不相同的地震波，拥有不相同的性质和流传特点，因此能够利用地震波来探测地球的内部构造。目前生界上最深的钻井只有10公里多一点，能直接取样观察的最深矿井仅有3公里。当先人们还不能够对地球整个内部进行直接观察研究，主若是利用地震波研究地球的内部结构。从地球大陆的地表面往下到33公里深处，横波速度每秒约4公里，纵波速度每秒约8公里。从33公里往下到2900公里深处，横波速度由每秒4公里多增快到每秒7公里以上，纵波速度由每秒8公里左右增快到每秒13公里以上。从2900公里往下到5000公里深处，横波完好消失，纵波流传速度突然下降到每秒8～10公里左右。从5000公里往下到地心，无横波流传，纵波速度又逐渐增快到每秒约11公里左右。从地震波在地球内流传的情况表明，在大陆33公里深处以下，横波和纵波的速度明显加快，证明是密度很大的可塑性固体层，因此地下33公里深处是地震波流传的一个不连续面，这个不连续面是莫霍洛维奇发现的，因此叫莫霍