第1篇 复习笔记
第1部分 地球·地球环境·地球系统
第1章 地球环境
一、地球环境概述
1. 地球系统地球的形状与大小
地球极半径6356.78km，南极比北极半径短42km。地球赤道半径6378.14km，某些地方相对高出 430km，地球平均半径6371.03km。
2. 地球表面
地球赤道圆周长39840km，地球表面积5.028×108km2。
（1） 海洋面积3.524×108km2，占地球表面约71％。平均水深3729m，最深点-11033m，海洋水面的
隆高最高+76m。海洋水面的低洼最低-104m。
（2） 陆地面积1.484×108km2，占地球表面约29％。南半球陆地面积约占17％，北半球陆地面积约占
39％，陆地平均高度875m。陆地上的最高点珠穆朗玛峰8844.43m，陆地上的最低点死海水面-392m。
二、外部环境：地球在群星之中
1. 银河系中的地球及其地理环境效应 （1） 地球随太阳围绕银河系中心旋转运动
① 太阳绕银河系中心旋转一周约2.8×108～3×108年，平均速度约250km／s，轨道偏心率为0.07～ 0.10。
② 太阳在做追赶旋臂的相对运动，并以19.7km／s的速度向邻近恒星武仙星座的一个点做相对运动。
（2） 地球随太阳穿越银道面运动
太阳在银道面上下往返运动的距离约±300×1013km，时间周期为0.67×108年，两次穿越银道面的时间间隔为（0.33±0.03）×108年。
（3） 地球上可见流星与陨星
① 流星体是星际空间中较细小块体，它们闯入地球大气层时因摩擦而燃烧发光，称流星。 ② 陨星是指质量较大的流星体在地球大气层中未完全烧毁而落到地面上的碎块。陨星降落冲撞地面形成的坑穴，即陨星坑（陨石坑），形状近乎圆形。
2. 太阳系中的地球及地理环境效应 （1） 太阳系
太阳系是由太阳、八大行星和60多颗卫星、众多小行星、彗星以及大量的流星体和行星际物质组成的天体系统。太阳的质量占太阳系总质量的99％以上，以其引力作用使太阳系中的其他成员都围绕它公转。
① 太阳是一个炽热的气体球，质量为1.989×1027t，平均密度为1.409g／cm3，直径约为 139.2×104km，转动惯量约为5.7×1053g.cm2，角动量为1.63×1048.gcm2／s。
② 太阳球的结构
从里向外分为核心、辐射层、对流层、太阳大气等几个部分，太阳大气又可分为光球层、色球层与日冕等几个部分。太阳核心的温度高达1000×104℃以上，光球层温度约为6000℃，色球层与日冕的温度高达几千万摄氏度。
③ 太阳的组成
a. 太阳在约46×108aBP由气体和尘粒物质。物质积聚，使其内部的压强和温度急剧升高，温度升高
到足以发生核聚变，太阳最终成为一颗恒星。
b. 太阳内部的热核反应是4个氢原子核聚变成1个氦原子核，在这种聚变中会有7‰的质量亏损，转
化为光和热。
（2） 太阳辐射能
太阳每秒钟有6×108t的氢聚变为氦，其中有400×104t物质转化为能量。太阳的总辐射值（太阳光度）为3.83×1026J／s，其中到达地球的太阳能量占太阳发出的总能量的1／（22×108）。
（3） 太阳粒子流
① 太阳风
太阳粒子流是自太阳的高温日冕流出的带电粒子流，也称太阳风。在地球轨道附近，太阳风的电子和质子密度大约为8个／cm3，速度为450km／s，有时高达1000km／s。
② 耀斑
耀斑是在太阳的色球-日冕过渡层中发生的一种局部辐射突然增加的太阳活动。短时间内可喷发出数十亿吨的带电粒子，辐射出大量的能量。太阳喷出的带电粒子流在地球轨道附近被约束在地球磁力线上，构成包裹地球的在背太阳风方向延伸较远的辐射带。
③ 太阳黑子
太阳黑子是太阳表面灼热气体的巨大的旋涡，内部气体的运动速度达2000km／s，温度大约为4500℃，其亮度低于周围的光球。直径从1km以下到10×104km以上不等。太阳黑子的多少呈周期性变化，平均周期大约为11年。
④ 太阳风暴
太阳风暴是太阳因能量增加向空间释放出的大量带电粒子形成的高速粒子流。太阳风暴平均每10- 11年一次，所释放的能量会对地球上的电子通信、输电及对人类的宇宙航行等有严重的影响。
（4） 太阳引力
太阳对地球的引力可据牛顿创立的万有引力公式计算：
式中，G为引力常数，通用的值为6.6720×10-8cm3／（g.S2）；m1、m2分别为相距的两质点的质量值。
（5） 地球公转
地球公转是地球围绕太阳的周年旋转运动。
① 地球公转轨道为椭圆形，长半径为1.4959×108km，短半径为1.4957×108km，偏心率为0.016722。 ② 太阳位于地球公转椭圆轨道内的一个焦点上，地球的近日距离为1.471×108km，远日距离为 1.521×108km，近日点时间为每年的1月3日或4日，远日点为每年的7月2日或3日。
③ 地球公转的平均速度为29.79km／s，地球的绕日运动在等时间内扫过的面积相等，因而在地球近日点时公转速度最快，达30.27km／s，远日点时最慢，仅29.27km／s。
（6） 公转轨道偏心率的变化
① 公转轨道偏心率的变化范围为0.0005～0.0607。偏心率最大的时候，地球的远日距为 1.581×108km，比近日距要远0.171×108km左右。偏心率最小的时候，公转轨道近于正圆。
② 地球公转轨道偏心率的变化，可能是近百万年以来地球气候准10×104年周期性冰期间冰期交替变化的主要原因：
冰期时代，高纬地带发育厚逾3000m的冰盖，纬向气候带均向赤道方向推移，中国东部季风气候区发展冷槽，比世界同纬度其他地区更为偏冷、偏干一些。
（7） 岁差
岁差是地球自转轴的进动引起春分点在黄道上反地球公转方向的缓慢运行，使回归年比恒星年略短的现象。
3. 八大行星与地球的地理环境效应 （1） 八大行星
① 地球族行星
地球族行星是指离太阳较近的水星、金星、地球、火星。共同特点是体积小、平均密度大、自转速度慢、卫星数少。
② 大行星
大行星是离太阳较远的木星、土星、天王星和海王星。共同特点是体积大、平均密度小、自转速度快、卫星数多。
③ 行星运动的共同特征
主要表现为运动方向的同向性、轨道的近圆形及运动的共面性。八大行星都围绕太阳作同方向自西向东的轨道运动，且轨道平面都接近于太阳的赤道平面。
（2） 行星引力
① 格里宾等认为，当八大行星都在太阳的同一侧排列时，对太阳施加的潮汐力可达到最大值，会引起太阳黑子增多和爆发，较多的太阳粒子到达地球的高层大气，导致地球大气的气团异常移动，并由此改变地球自转速度和触发地震。
② 梅乌斯认为，不可能出现八大行星于太阳同一侧直列的“日心会聚”，且行星对太阳的潮汐效应极微。
（3） 太阳系中的小行星
太阳系中的小行星是指火星与木星轨道之间的谷神星、智神星等约2400多颗小行星。它们的形状不规则，绕太阳旋转的周期为1～14年左右，很可能曾是一颗大行星遭撞击破碎的产物。
（4） 彗星
彗星的运动轨道为椭圆，受行近的恒星的引力摄动而改变轨道，当运行到离太阳较近时，由冰与尘埃冻结而成的彗核的表层，会蒸发成带尘的彗星大气（彗发），受太阳辐射作用而发出荧光，并形成长上千万千米的彗尾。
4. 在地-月系中的地球及其地理环境效应 （1） 月球
① 月球是地球唯一的一颗卫星。月亮最初形成于47亿年前，月海中最激烈的玄武岩溢流发生在38 亿～31亿年前，之后月球基本终止演化。地月质量比约为81：3，地月平均密度比约为1652。
② 月球表土层是几十亿年来由微陨石、宇宙线与太阳粒子轰击产生的岩石碎块屑简单堆积而成。月球重力只有地球的1／6。月球上缺水，无大气。
（2） 地-月系统
① 地-月系统中最为突出的是引力作用。
a. 在太阳系内，月球与其绕转的地球的质量比，高于其他卫星与其绕转的行星的质量比。月球对
地球的引力比太阳对地球的引力大。
b. 地-月引力导致在地球表面产生比较规则的潮波，包括海潮、湖海潮与固体潮等，并对大气环流
也有一定的影响。海潮被认为是地质历史时期地球自转速度稳定放慢的原因。
② 在地-月系统中地球和月球均绕地-月系公共质心运动。地-月系公共质心距离地心4.671×103km， 月地平均距离3.844×105km，近地距离3.564×105km，远地距离4.067×105km。
③ 地球与月球绕地-月系公共质心的旋转运动有以下几方面的变化：
a. 由于月球在旋转轨道上有远地与近地之别，远地时地-月距离比近地时地-月距离远约
5.03×104km，使地球围绕地-月公共质心旋转的惯性离心力发生变化。
b. 月球对地球的引潮力实际上是月球的引力与地球绕地-月公共质心旋转的惯性离心力的合力。 c. 以地-月系统绕太阳公转，真正的公转轨道是地—月系统公共质心的轨道，地心的运动轨道可能
在公转轨道以内，可能在公转轨道之外，可能超前于地-月公共质心，可能落后于地-月公共质心。
三、地球内部的地热流及其地理环境效应
1. 地热
地热来自被吸收到地球上来的原始地球物质，所具有的运动能量在集聚中转化为地球所具有的热能。
（1） 原始地球物质被后来增加的微星体层掩埋，转化为地热。
（2） 原始地球物质不断吸纳后来投落的微星体所带入的能量，特别是摩擦产生的热能和压缩增温效
应所产生的热能。
（3） 放射性元素的自发衰变释放热量，并由于导热率低而积累。
表1-1 地球各圈层的放射性产热量（10J／a）
圈层 235U 238U 232Th 40K 合计 占总产热量的比例／％ 地壳 地幔 地核 合计 占总产热量比例 ／％ 2. 地热流
22.6 5.9 0.8 537.1 144.2 16.7 544.2 168.5 14.6 158.8 46.0 —— 1262.8 364.5 32.2 1659.5 100 76.3 21.7 2.0 29.3 1.7 698.1 41.7 727.3 44.3 204.8 12.8 100 地热流是地球内部积累的热能向表面扩散。地热流值为地球岩石的导热率与地热增温率的乘积。全球每年的地热流量为10.24×1020J，平均每平方厘米地面上每秒钟散热约1.47JHU。
（1） 地热流的地区差异
① 大陆上构造运动不活跃地区，如加拿大的中部和东部前寒武纪岩层出露的广大地区大约为 4.18×10-6J／（cm2.S）。
② 在最新造山带、火山活动区即构造运动活跃地区，如阿尔卑斯或美国西部约为8.4×10-6J／ （cm2.S）。
（2） 岩石的导热率
表1-2 岩石的导热率[10-3J／（cm.℃）]
岩石名称 花岗岩 粗玄岩 片麻岩（垂直于片麻理） 片麻岩（平行于片麻理） 石英岩 石灰岩 导热率 25～38 29～33 21～38 26～46 29～79 17～29 含水的海洋沉积物 7～10 岩石名称 白云岩 砂岩 页岩 岩盐 导热率 38～59 17～46 13～25 54～71
3. 地球物质的分异运动 （1） 地球物质的分异运动
地球物质的分异运动是指在地球自身旋转的情况下，若干比重和密度比较大的原始地球物质就向地心方向渗聚，并挤动原处内部的其他物质向外运动，从而产生地球内部物质的对换和在地球内部逐步出现按物质比重和密度大小从里向外的分层结构。
（2） 地球化学元素的分带
地球化学元素的分带受地球内部物质的翻转对流和按物质密度的分层所产生的地球化学元素分布的分带性特征的制约。分异的结果是使地球内部产生相对稳定的密度圈层结构，并使放射性产热物质集性产热较易向地表传导。
（3） 地球内部温度的变化
杨达源自然地理学第2版知识点总结课后答案
