地理学综合考试第四章李双成-北京大学

1、地理学学科综合水平考试,李双成 北京大学城市与环境学院 2013年3月,第四章 地球表层系统过程,第四章 地球表层系统过程,1. 简述地球的热量平衡 能量转化和守恒定律是宇宙间的普遍规律，它揭示了宏观和微观世界中物质运动的规律。太阳能量转化为能源的现象亦符合此规律。,第四章 地球表层系统过程,1.简述地球的热量平衡 如果地球连续从太阳接受能量，其温度不会持续增加，因为连续的辐射热进入了外部空间。地球温度的计算公式用热量平衡方程表示，输入的能量等于输出的能量。,第四章 地球表层系统过程,1. 简述地球的热量平衡 “太阳常数”是指就日地平均距离来说，在大气上界垂直于太阳光线1cm2的面积在1min

2、内获得的太阳辐射能，通常用I表示（I=8.25J/(cm2*min)）。,第四章 地球表层系统过程,1. 简述地球的热量平衡 从太阳看上去，地球就像一个圆盘，面积为R2=6.4*108cm2（R为地球半径），于是，到达地球的总能量为552.6*1022J/a。实际上，地球是一个旋转球体，而非一个圆盘，太阳能分布在地球表面4R2的面积上，到达地球的能量通量由日夜平均和所有的纬度平均，是太阳辐射通量的1/4。,第四章 地球表层系统过程,1. 简述地球的热量平衡 地球系统单位面积上离开的热量形式很复杂，近似公式为 出去通量=I/4+T4 式中，I为太阳常数；为地球反射率；为Stephen定律常数（5

3、.67*10-12J/(cm2*S*K4)）;T为地球平衡温度。I/4为反射辐射，T4为从地球进入空间的辐射。,第四章 地球表层系统过程,1. 地球的热量平衡 地球热量平衡方程为：I/4=I/4+T4 因此，T=I(1-)/41/4 计算结果，T近似-30，比地表平均温度还低，约为地球上部6.5-8.0km处（对流层中部）的温度。如果地球的反射率因污染而增加，其平衡温度还会降低。,第四章 地球表层系统过程,2. 简述能量在地球表面的转换和传输过程 （1）全球辐射平衡 进入大气顶层的太阳辐射，被大气反射约35%，其丧失在太空，不能用来产生大气的运动。而65%最后达到地面或大洋，作为热吸收，成为驱

4、动地球表面自然地理过程的能量。,第四章 地球表层系统过程,2. 简述能量在地球表面的转换和传输过程 （2）局地的能量传输 到达地面的太阳辐射，其热量的分布层厚度是由表面特性决定的。,第四章 地球表层系统过程,2. 简述能量在地球表面的转换和传输过程 （2）局地的能量传输 接近地面的能量传输是通过水的蒸发、热的传导和长波辐射来实现的。,第四章 地球表层系统过程,2. 简述能量在地球表面的转换和传输过程 （3）全球能量传输 大气环流和大洋环流对太阳能水平方向的再分配起了巨大的作用。如果没有大气的储热和洋流对太阳能的输送，全球的温度分布与现状将会有明显的差异。大气和海洋的环流是全球南北方向热输送的主

5、要动力。,第四章 地球表层系统过程,2. 简述能量在地球表面的转换和传输过程 （3）全球能量传输 大气环流对能量的传输 地球表面不同地区的辐射平衡不同，地面对空气的加热程度也就不均匀。当受热的气体上升时，周围较冷的空气将流进补充，这样在上升区以外的某一地域必有下沉运动来补偿，其结果形成一个简单的环流。,第四章 地球表层系统过程,2. 简述能量在地球表面的转换和传输过程 （3）全球能量传输 大洋环流对能量的传输 风力是洋流的主要动力，地球自转、海陆分布、海底形状等对洋流也有重要的影响。洋流对地球能量的输送起着巨大的作用。,第四章 地球表层系统过程,3.论述能量在地貌形成中的作用 （1）内力影响

6、（2）外力影响 寒带气候地貌 温带气候地貌 热带气候地貌,第四章 地球表层系统过程,3.论述能量在地貌形成中的作用 寒带气候地貌,第四章 地球表层系统过程,3.论述能量在地貌形成中的作用 温带气候地貌,第四章 地球表层系统过程,3.能量在地貌形成中的作用 热带气候地貌,第四章 地球表层系统过程,4.环境化学演化的几个基本规律 （1）地表环境物质来源的变化 随着地球物质核转变产生的地能逐渐变小，由地球深部进入地表环境中的化学物质不断减少。生物合成的物质和人工合成的物质从无到有，不断增多。,第四章 地球表层系统过程,4.环境化学演化的几个基本规律 （2）环境要素在化学上的相互联系 地理环境各圈层的

7、化学成分演化虽各有自己的化学演化过程，但每一个圈层的化学性状都在与其他圈层相互的化学作用下发生。,第四章 地球表层系统过程,4.简述环境化学演化的几个基本规律 （3）环境化学演化的量变和质变 地表环境化学演化的每一阶段，各圈层的化学性质反映出当时整个环境化学本质和性状。随着地球演化，地表环境化学的性状和环境质量由量变到质变。,第四章 地球表层系统过程,4.简述环境化学演化的几个基本规律 （4）元素运动的周期性和方向性 在地表环境的化学演化中，化学元素的运动、迁移和转化，分散和集聚，分配和组合呈现一定的螺旋式和周期性及方向性。,第四章 地球表层系统过程,5.简述地表环境中化学元素的集散方式、影响

8、因素及其他地理分异规律 （1）地表环境中化学元素的分布 生物体含有70多种化学元素，其中25种化学元素是动、植物生长、发育、繁殖所必需的营养元素，还有一些元素，虽然生物需要量甚少，但不可缺少，无论缺少哪一种，生物都会发育异常，这些元素称为微量元素。,第四章 地球表层系统过程,5.简述地表环境中化学元素的集散方式、影响因素及其他地理分异规律 （2）地表环境中化学元素的迁移 地表环境中化学元素的迁移方式 (a)水迁移 (b)大气迁移 (c)生物迁移,第四章 地球表层系统过程,5.简述地表环境中化学元素的集散方式、影响因素及其他地理分异规律 （2）地表环境中化学元素的迁移 地表元素迁移的影响因素 (

9、a)内在因素 (c)地球化学环境 (d)地表的自然地理条件 (d)人为影响,第四章 地球表层系统过程,5.地表环境中化学元素的集散方式、影响因素及其他地理分异规律 （3）地表化学元素的地域分异 地表化学元素的集散 自然地理环境中化学元素的地带性分布是一定地理环境条件下元素迁移的结果。 中国土壤微量元素的地域分异规律 中国地表元素迁移的地域分异规律与中国南热北寒、东湿西干的地理特征是一致的，与影响元素迁移的生物、气候特征的变化是吻合的。,第四章 地球表层系统过程,6.试述地表化学元素集散的实践意义 （1）在农业方面 （2）在畜牧业方面 （3）在卫生保健事业方面 （4）在找矿方面 （5）在环境保护

10、方面,第四章 地球表层系统过程,6.试述地表化学元素集散的实践意义 （1）在农业方面,第四章 地球表层系统过程,6.试述地表化学元素集散的实践意义 （2）在畜牧业方面,第四章 地球表层系统过程,6.试述地表化学元素集散的实践意义 （3）在卫生保健事业方面,第四章 地球表层系统过程,6.试述地表化学元素集散的实践意义 （4）在找矿方面,第四章 地球表层系统过程,6.试述地表化学元素集散的实践意义 （5）在环境保护方面,第四章 地球表层系统过程,7.何谓地球上的水分循环和水量平衡 随着水文测验的发展，人类对水分循环的认识得以深化，表现在利用质量守恒定律去研究水分循环，这就是水量平衡的概念。,第四章

11、 地球表层系统过程,7.何谓地球上的水分循环和水量平衡 随着水文测验的发展，人类对水分循环的认识得以深化，表现在利用质量守恒定律去研究水分循环，这就是水量平衡的概念。,第四章 地球表层系统过程,7.何谓地球上的水分循环和水量平衡 水分循环是指在太阳辐射能的作用下，水从海陆表面蒸发，上升到大气中，成为大气的一部分。水汽随着大气的运动转移并在一定的热力条件下凝结，因重力作用降落形成降水。一部分降水在地表被植物拦截和被植物散发，一部分渗入土壤形成壤中流和地下径流，还有一部分被蒸发重新进人大气，剩余的降水才能形成地表径流，流人大海或蒸发进入大气。水分循环又叫水循环，或水文循环。水量平衡是指水循环的数量

12、表示在给定任意尺度的时域空间中，水的运动（包括相变）有连续性，在数量上保持着收支平衡。,第四章 地球表层系统过程,8.何谓四水转化系统？水量转化的区域结构规律是什么？ “四水转化”就是指大气水、地表水、土壤水与地下水之间的交换或转化，即四水系统中水的往返流通与相变。,第四章 地球表层系统过程,8.何谓四水转化系统？水量转化的区域结构规律是什么？ 区域四水转化的结构实际上是对不同流域水量平衡因素的结构分析。降水是一个地区的总水源，区域地表水、土壤水与地下水均是区域降水的派生物。因此，不同气候背景下的降水量是四水转化结构的首要因素。另外，区域地貌和下垫面因素也是影响四水转化结构的重要因素。,第四章

13、 地球表层系统过程,9.什么是水分循环的界面调控和土壤水分调控？ 水分循环系统是一个由多层次多界面耦合形成的动态系统，水分从大气到地表，从地表到地下不同层次中发生的交换活动，必然要通过一系列的系统界面和发生在界面上的流通过程，而人类社会的经济生活和生产实践正是从水分循环系统的不同界面上源源不断地获得水资源。,第四章 地球表层系统过程,9.什么是水分循环的界面调控和土壤水分调控？,第四章 地球表层系统过程,9.什么是水分循环的界面调控和土壤水分调控？ 土壤层的水分状况不仅是作物生产潜力的重要因素，而且还是陆地水分循环的关键环节。因此，土壤水分的调控无论在农业生产实践方面还是水分循环控制的理论方面

14、都具有重要的意义。土壤水分调控实际上就是调控土壤水分平衡要素，通过某些措施来改变水量平衡分量值，而达到调节土壤水分状况的目的。,第四章 地球表层系统过程,10.试述生物圈中能量流动（原书循环？）的过程和规律 （1）能量在生物圈中的固定和转化 （2）能量被生产者和消费者利用的情况,第四章 地球表层系统过程,10.试述生物圈中能量流动的过程和规律 （2）能量被生产者和消费者利用的情况,第四章 地球表层系统过程,11.简述生物地球化学循环的类型 （1）根据生物圈的分类 气体型循环和沉积型循环 （2）根据循环的范围、线路和周期的分类 生物小循环和地质大循环,第四章 地球表层系统过程,12.简述水分循环

15、、碳循环、氮循环、磷循环和硫循环的过程 （1）水分循环,第四章 地球表层系统过程,12.水分循环、碳循环、氮循环、磷循环和硫循环的过程 （2）碳循环,第四章 地球表层系统过程,12.水分循环、碳循环、氮循环、磷循环和硫循环的过程 （3）氮循环,第四章 地球表层系统过程,12.水分循环、碳循环、氮循环、磷循环和硫循环的过程 （4）磷循环,第四章 地球表层系统过程,12.水分循环、碳循环、氮循环、磷循环和硫循环的过程 （5）硫循环,第四章 地球表层系统过程,13.何谓土壤-植物系统？ 土壤和植物是自然环境极其重要的组成部分，是自然环境中最活跃、最复杂的两个因素。它们相互联系、相互制约、相互渗透构成一个复杂的系统，并对地表共同发生作用，进行着一系列的自然地理过程，例如，风化、物质交换等，在自然地理系统中被看成是物质和能量传输的主要调节者。,第四章 地球表层系统过程,13.何谓土壤-植物系统？ 在自然地理环境中，土壤和植物之间物质的交换、循环是一个复杂的系统，一般称之为植物和土壤系统或土壤-植物系统。,第四章 地球表层系统过程,14.试述人类活动对地球能量运动的影响 （1）造成热污染,第四章 地球表层系统过程,14.试述人类活动对地球能量运动的影响 （2）增加CO2浓度,第四章 地球表层系统过程,14.试述人类活动对地球能量运动的影响 （3）增加大气中固体粒子数量,第