第一章地球系统

地理学引论课程性质：专业必选课学时：32主讲教师：赵春子E-mail:czzhao@成绩安排：

平时成绩40％

出勤20％作业20％

期末成绩60％

闭卷考试第一章地球系统第二章地球表层系统第三章地理学的研究对象、性质和任务第四章地域分异规律第五章地理学发展简史第六章地理学的现状和发展趋势第七章地理学的研究和学习方法第一章地球系统一、随着研究地球各分支自然科学本身的成熟，人们发现自身的发展对地球的整体研究，对学科间的联系有强烈的依赖性。二、空间技术的发展使人类有能力瞬间、全面、反复观察整体及运动。

三、人类地质作用的大大增强，在较短的时空尺度内甚至超过自然系统的影响程度。关于地球的新观念：第一节宇宙中的地球

月球彗星仰望苍穹，你都看到些什么呢？

太阳侧视的星系太空“蚂蚁”三裂星云天空中的宝石猫眼星云一、宇宙的构成总星系恒星系恒星行星卫星总星系河外星系银河系太阳系其它恒星系地月系其它行星系恒星不“恒”其它天体星云及星际物质彗星流星其它天体星云及星际物质猎户座马头状星云狐狸座哑铃状星云恒星和星云的比较名称形状组成恒星球状、类球状炽热气体星云云雾状气体与尘埃微粒二、地球在宇宙中的位置（1）宇宙中的银河系银河系银盘直径：十万光年中心厚度：1.2万光年边缘厚度：1000光年太阳系位于银盘外缘，约以250km/s的速度和2.5亿年的周期绕银心旋转（2）银河系中的太阳系

行星远日行星巨行星类地行星天王星、海王星木星、土星水星、金星、地球、火星冥王星失去行星地位

2006年8月24日，在捷克首都布拉格举行的国际天文学联合会大会通过行星的新定义，冥王星终于“惨遭降级”，被驱逐出了行星家族，被列为“矮行星”。按照新的定义，太阳系行星将包括水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。这是美国国家航空和航天局发布的(从画面左上开始到左下)的合成照片。

“行星”指的是围绕太阳运动、自身引力是以克服其它引力而使天体呈圆球状、能够清除其轨道附近其他物体的天体。（3）太阳系中的地球1968年，宇宙飞船从36000km高空拍摄的地球的照片地球的优越性：（2）质量适中，密度较大，决定其引力足以吸收较多的大气和水，不易散失，不易过分浓重，保护生物活动的地球，并保护地面不受流星的撞击。（1）距太阳远近适中，接受太阳能较多地表平均温度15℃，温度适应生物生活。第二节地球的整体性质一、地球的形状、大小与质量二、地球的圈层构造三、地球的物理特性四、地球的化学成分五、地球的运动六、地理坐标与时间一、地球的形状、大小与质量1、地球的形状

地球平均半径：6371.008千米1979年精确测量：赤道半径：6378.137千米极半径：6356.752千米“梨形地球”2、地球的大小与质量

1979年国际大地测量和地球物理协会公布了最权威的地球大小的数据：地球平均半径：6371.008千米地球赤道周长：40075.7千米地球的表面积：51000934千米2地球的质量：5.98×1021吨地球的体积：1.0832×1012千米3地球的平均密度：5.52克/厘米3二、地球的圈层构造地壳：地幔以上部分称为地壳。

1、内部圈层地核：从地心至距地表2900千米的深处为地核。地幔：从2900千米到莫霍面为地幔。地球的同心圈层结构补充：软流层所在的深度温度、压力极大，强大的压力下，岩面处于一种潜在融熔态，就像烧红的玻璃，既不是液态，又有可塑性，以岩浆形式喷出时，由于压力减小，这种可塑性岩石转化成液态。软流层一般被认为是岩浆的发源地，界限为地表到地下60-150ｋｍ，250-400ｋｍ2、大气圈外逸层：指地球大气圈的最外层。这一层离地面最远，人们对其了解也很少。

地球大气层结构示意图对流层：是大气中最接近地球固体表面和水面的圈层。平流层：是对流层顶至离地面50千米高度的大气层，大气盛行平流运动。中间层：是平流层以上至85千米的大气层。

热成层：是中间层顶至250千米高度处或500千米高度处的大气层。电离层：指热成层上部至1000千米以上高空处的大气层。

地球上的所有生物及其生存环境的总和。包括平流层下层、整个对流层、土壤圈，水圈和岩石圈的上层。3、水圈4、生物圈5、智慧圈

主要由海洋、河流、湖泊、地下水、冰川、高山积雪等组成。水圈中的水通过三态相变循环运动相互联系，形成特殊的圈层。

指人类及人类生存环境的总和。由于人类改造了环境，现代地理科学的主要任务就是研究智慧圈的空间结构、发展演化和它与其他圈层的关系。三、地球的物理特性地磁：地球磁场是一个偶极磁场，具有正极和负极，即南极磁和北极磁。地球的重力：地球上任何物体都受两个力的作用，一是地心引力，二是地球自转产生的惯性离心力，两者之合力即为地球的重力。地热：地球内部的热能称为地热。火山、地震和温泉

对地球化学成分的研究，很早就引起了科学家的兴趣。19世纪末美国地球化学家克拉克对16千米厚的地壳做了6000个岩石样品分析，计算出各种元素在地壳中的平均百分含量，称为克拉克值，又称为地壳元素丰度。克拉克值又分为质量克拉克值和原子克拉克值两种，质量克拉克值是指元素占地壳质量的百分比；原子克拉克值是指各元素所含原子数占地壳总原子数的百分比。

四、地球的化学成分元素地球地壳地幔地核氧304644

铁3569.986硅152823

硫1.9

7.4镁134196镍2.4

钙

铝1.181.6

钠0.572.10.84

钾1

钴0.13

0.4铬0.26

0.38

其他<1<1<1<1表：地球整体及各圈层的化学成分（质量克拉克值）五、地球的运动1、地球的自转（1）地球自转的性质极移：地轴在地球内部的位置并非是一成不变的，而是有着微小的移动，这种变化称为极移。地轴进动：地轴在天空中的位置有周期性变化，这就是地轴的进动。极移与地轴进动D黄轴：黄道面的中心垂直线即为黄轴。

B天极：就是地轴延长线与天球的交点。A天球：对于球心来说，球面上的点都是等距的，在人眼中无限的天空就是一个球面，这就是天球。C黄道：地球围绕太阳公转轨道面无限延展与天球相交的大圆叫黄道。地轴以黄轴为轴做周期性圆锥形运动就是地轴的进动。

地球自转的速度单位时间内地球上某点绕地轴转过的角度。地球上某点在单位时间绕地轴所转过的距离。除两极外，地球各地角速度都为15′/秒线速度随纬度增加而降低，赤道上为465米/秒，纬度30°处为403米/秒，纬度60°处为233米/秒。极点的角速度和线速度都为0角速度线速度地球自转的周期地球自转的周期：地球自转的周期是地球绕轴旋转360°所需的时间。恒星日是恒星（或春分点）连续两次通过同一子午圈的时间，约23小时56分4秒。太阳日是太阳连续两次通过同一子午圈的时间，即24小时。太阴日是月球连续两次通过同一子午圈的时间，平均为24小时52分。地球自转的周期地球自转的周期：地球自转的周期是地球绕轴旋转360°所需的时间。（2）地球自转的地理效应科里奥利力昼夜更替大气运动洋流河流世界时间地球公转的周期为1年。太阳连续回归到同一恒星方向上的时间为恒星年，长度为365天6时13分53.2秒。2、地球的公转地球绕日地共同质量中心的运动称为地球的公转。轨道是近于正圆的椭圆形。黄赤交角四季的形成根本原因是地轴的倾斜和地球保持这种倾斜角度沿公转轨道绕太阳平行运动。同一纬度不同地区同一时间接受热量不同产生了四季不同纬度不同地区同一时间接受热量不同形成五带地球自转赤道平面黄道平面黄赤交角太阳直射点的回归运动昼夜长短的变化和太阳高度的季节变化四季的更替地球公转二十四节气歌

春雨惊春清谷天

夏满芒夏暑相连

秋处露秋寒霜降

冬雪雪冬小大寒二十四节气歌

春雨惊春清谷天

夏满芒夏暑相连

秋处露秋寒霜降

冬雪雪冬小大寒春夏秋冬前一天前一天前一天前一天复习思考：1）为什么说地球是椭圆的？为什么说地球的形状是“梨形”的？为什么实际看到的地球却是非常完美的球体？2）M面和C面是什么分界线？3）为什么对流层在赤道与极地、冬季与夏季厚度不一样？4）太阳也是恒星为什么太阳日与恒星日不一致？恒星年与回归年不一致？六、地理坐标与时间1、地理坐标本初子午线赤道时区本初子午线2、时区与国际日期变更线日出而作日落而息以本初子午线为基准东西经度各7.5°为零时区，零时区向东西每15°划分一个时区，每一个时区相差一小时。东12时区和西12时区都是半时区共用180°经线的时间。各国一般多以首都所在时区为国家的标准时。时区本初子午线180°经线附近划出一条国际日期变更线（又称“日界线”、“国际改日线”）。由东向西越过这条线，日期增加一天；由西向东越过这条线，日期减少一天。国际日期变更线国际日期变更线阅读材料：北京时间

我国的标准时叫北京时间。在天文上，北京时间是东经120°的时间(北京在东经116°19’)，目口东8区的区时。按国家规定，北京时间适用于全国，这样有利子全国各地区经济文化交流。按经度相差1°地方时相差4分钟计算，北京时间比上海慢6分钟，比乌鲁木齐快2小时10分。地方时相差过大，作息时间就须作出调整，如乌鲁木齐早晨上班时间一般是北京时间10点左右，而午休则从北京时间14点开始。课外知识：极光在地球南北两极附近地区的高空，夜间常会出现灿烂美丽的光辉。它轻盈地飘荡，同时忽暗忽明，发出红的、蓝的、绿的、紫的光芒。这种壮丽动人的景象就叫做极光。

在太阳创造的诸如光和热等形式的能量中，有一种能量被称为“太阳风”。太阳风是太阳喷射出的带电粒子，是一束可以覆盖地球的强大的带电亚原子颗粒流。太阳风在地球上空环绕地球流动，以大约每秒400公里的速度撞击地球磁场。地球磁场形如漏斗，尖端对着地球的南北两个磁极，因此太阳发出的带电粒子沿着地磁场这个“漏斗”沉降，进入地球的两极地区。两极的高层大气，受到太阳风的轰击后会发出光芒，形成极光。在南极地区形成的叫南极光。在北极地区形成的叫北极光。

极光常常出现于纬度靠近地磁极地区上空大气中的彩色发光现象。一般呈带状、弧状、幕状、放射状，这些形状有时稳定有时作连续性变化。由于地磁场的作用，高能粒子转向极区，所以极光常见于高磁纬地区。在大约离磁极25°—30°的范围内常出现极光，这个区域称为极光区。在地磁纬度45°—60°之间的区域称为弱极光区，地磁纬度低于45°的区域称为微极光区。极光下边界的高度，离地面不到100公里，极大发光处的高度约110公里左右，正常的最高边界为300公里左右，在极端情况下可达1000公里以上。早在2000多年前，中国就开始观测极光，有着丰富的极光记录。在地平线上的城市灯光和高层建筑可能会妨碍我们看光，所以最佳的极光景象要在乡间空旷地区才能观察得到。在加拿大的丘吉尔城，一年在有300个夜晚能见到极光；而在罗里