学的研究起着指导作用，而部门自然地理学的研究为研究自然环境的整体特征提供了基础。 三、自然地理学的任务：自然地理学除研究自然地理环境各组成要素的特征及它们之间的关系外，还参与自然条件和自然资源的评价。 四、自然地理学与其他学科的关系：自然地理－－植物学、地质学、气象学、环境学、生态学。 第一章 第二节 地球的形状和大小 一、地球的大小及地理意义。通常，地球的形状不是指地球自然表面的真实形状，而是指大地水准面的形状。 所谓大地水准面，就是全球静止海面，它是假设占地表四分之三的海洋表面完全处于静止的平衡状态，并把它延伸通过陆地内部所得到的全球性的连续的封闭曲面，曲面上处处与铅垂线垂直。它是陆地上海拔的起算面。 地球是一个最不规则的扁球体。地球是一个不透明的球体，因接受同一光源(太阳)的照射，而形成半球性的白昼光源(太阳)的照射，而形成半球性的白昼和黑夜。 地球形状的意义1 、不同纬度太阳高度角不同：热量差异。2 、黄赤交角的存在，正午太阳高度角随纬向分异：季节变化。3、为向地带性规律的形成。 地球的大小及地理意义：地球的巨大体积(约为1万亿km3，质量为5.98×1021t)，使它具有强大的地心引力吸引周围的气体，保持着一个具有一定质量和厚度的大气圈。有了大气圈，才能保住水田，形成生物圈。 地理意义1、吸引大气、大气圈。2、保温、减少温差。3、减少紫外线辐射，保护地球生物。 第三节 地球的运动 基本概念。(1)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。(2)太阳日：以太阳视圆面的中心作为参考点，地球上某地经线连续两次通过日地中心连线的时间间隔。一个太阳日比一个恒星日长3分55.909秒。 )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转力。D2vωsinφ。D＝2vωsinφ。v 为运动物体的速度；w为地球自转角速度；φ为运动物体所在纬度。3.地球自转造成同一时刻，不同经线上具有不同的地方时间。 2
4.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。5.地球的整体自转运动对它的局部运动地球的整体自转运动对它的局部运动的影响。昼夜交替。地球自西向东运动，晨昏线自东向西移动。 二、地球的公转1.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365天6时9分9.5秒，称为一个恒星年。而连续两次通过春分点的平均时间为365天5时48分46秒，则称为一个回归年。2.近日点和远日点：大致1月3日，地球最接近太阳，此位置称近日点；大致7月4日，地球最远离太阳，此位置称远日点。4、.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。黄道面与赤道面的交角即为黄赤交角，为23°27’。赤道和黄道面的两个交点称为春分点和秋分点。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23°27’和北纬23°27’之间的地方。地球绕太阳公转的结果，使太阳光线直射范围23°27N和23°27S之间作周期性变动，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。6冬至与夏至。五带的划分与特征1.岁差Precession ：三岁差、章动和极移。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，这就是岁差。2.章动：太阳每年两次，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。附加在圆上的这种短周期摆动叫做章动。极移：由于地球本体相对于地球自转轴的运动，从而造成地极在地表位置的移动，称为极移 第四节 地理坐标。 纬线：所有与地轴垂直的面和地表相。一、纬线与纬度交而成的圆，就是纬线。所有纬线都相互平行，赤道是最大的纬圈。纬度：一地的纬度就是该地铅垂线对赤道面的夹角。。二、经线圈：所有经过地轴的和地球表面相交而成的圆，就是经线圈。每个经线圈都包含两条相差180度的经线条经。一条经线则只是一个半圆弧。 第五节 地球的圈层构造 一、地球的圈层分化 1、地球圈层形成的条件。主要因素是地球的温度变化 2、地球内部圈层的形成高密度、低熔点的铁镍渗透过低密度高熔点的硅酸盐形成地核；硅酸盐上浮，其中较重的橄榄岩下沉形成地幔；较轻的花岗岩和玄武岩上浮而成地壳。 3
3、地球外部圈层的形成原始大气→第二代大气→现代大气地球内部结晶水→水汽→云→降水→水圈原始地壳、大气圈和水圈中的碳氢化合物→生物圈。地球的圈层：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三层：地壳、地幔和地核 二、地球的内部构造 （一）地壳。地壳是指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。地壳的平均厚度为35km，但各地的差异较大。地壳由外向内依次为：风化壳，沉积岩层，硅铝层和硅镁层。地壳体积是地球总体积的1％，质量的0.4％。 （二）地幔。莫霍面以下，深度为35～2 900km的圈层，就是地幔。地幔分上下两层。上地幔深35～1 000km，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表层地理环境的过程都由此发生。下地幔深1 000～2 900km，其下界为古登堡面。 （三）地核。2 900km以下至地心为地核。 第六节 地球表面的基本形态和特征 海陆分布 ★在5.1×108km2的地表面积中，海洋面积3.6×108km2，约占71％；陆地面积一、1.49×108km2，约占29％。★海洋为陆地面积的2.5倍。海陆之别，且以海为主，这是地表结构的最大特点。★海洋不仅面积广大，而且相互连通，组成统一的世界大洋，而陆地却相互隔离，被海洋包围、分割，没有统一的世界。依据地理位置和自然条件的差异，可把世界大洋划分为四大洋即太平洋、大西洋、印度洋和北冰洋。世界海陆分布及各大洲★世界共分为7块：亚洲、欧洲、非洲、澳大利亚、北美、南美和南极。★地球上的陆地，被海洋包围。按照面积大小，可分为和岛屿：大块的陆地叫，小块的陆地叫岛屿。最小的是澳大利亚，最大的岛屿是格陵兰，世界上与岛屿的划分，就是以它们为准的。 海陆按纬度的分布是极不均匀的，北纬40°70°范围陆地面积占该纬度范围总面积的40-70范围陆地面积占该纬度范围总面积的一半以上，是全球陆地分布最集中的纬度带，而南纬50°-60°范围几乎全部为辽阔的海洋所占据。北半球的极地是一片海洋，而南半球的极地却是一块。 4
二、海陆起伏曲线★★海防分布状况对自然地理环境有着重要的影响。它们常常是产生经向地带性的具体因素。海洋不仅在面积上超过陆地，而且它的深度远超过陆地的高度。海洋的平均深度达3729m，而陆地的平均高度仅875m，大部分(约75％)海洋的深度超过3000m，而大部分(约71％)陆地的高度在1000m以下。地球表面的起伏，基本上在+1000～-6000m之间的范围内。 三、岛屿。★同样被海洋所环绕，但面积比小的小块陆地，称为岛屿。★海洋中的岛屿可分为：1. 岛：位于附近并在地质构造上与相邻有密切联系。例如马达加斯加岛，我国的岛，海南岛等。2. 海洋岛：面积比岛小，与在地质构造上没有直接联系，也不是的一部分。按其成因可分为火山岛和珊瑚岛两类。 四、地球表面的基本特征1.、太阳辐射集中分布于地表，太阳能的转化亦主要在地表进行。2.、固态，液态，气态物质同时并存于地表，使海洋表面成为液－气界面，海底成为液－固界面，陆地表面成为气－固界面，而沿岸地带成为三相界面。3、地球表面具有其特有的由其本身发展形成的物质和现象，如生物，风化壳，土壤层等。4.、相互渗透的地表各圈层之间，进行着复杂的物质，能量交换和循环，如水循环，地质循环等，并且在交换和循环中伴随着信息的传输。5、地球表面存在着复杂的内部分异。6.、地球表面是人类社会发生，发展的环境，尽管随着科学技术的发展人类已有可能潜入深海或上升至宇宙空间，但地表仍然是人类活动的基本场所。 第二章 第一节 地壳的组成物质 一、化学成分与矿物。二、岩浆岩。三、沉积岩。四、变质岩 ★地壳——地球硬表面以下至莫霍面的部分，平均深平均深33 km 33 km ，分布厚薄不均。地壳主要由富含硅和铝硅和铝的硅酸盐的硅酸盐类岩石所组成，因而又称类岩石所组成，因而又称“岩石圈”。 地壳的组成物质 一、化学成分：元素的丰度共占98 ％，即克拉克值， 二、矿物。矿物是化学元素在地质作用下所形成的具有特定理化性质的天然化合物，是构成岩石的基本单元约3000多种天然矿物成岩石的基本单元。约3000多种天然矿物。如：石英是矿物，白糖不是矿物；人造金刚石是“人工矿物”。1、矿物的 5
四种形成方式：升华（硫磺）、结晶（石英）、凝固（蛋白石）、重结晶（石棉）、。2、矿物的（鉴定）特征：①矿物的形态。矿物单体的形态：柱状或针状、板状和片状、立方体、八面体；矿物集合体形态：粒状、致密状、块状、土状、晶簇、结核状、鲕状、肾状、葡萄状、钟乳状……②矿物的光学性质。矿物对光线的吸收、反射和折射表现出的各种性质。颜色：取决于矿物的化学成分及其结构如颜色、条痕、光泽、透明度等条痕：矿物新鲜粉末的颜色，光泽：矿物表面对光线的反射性质而成，透明度：指光线透过矿物多少的程度◆光泽。金属光泽：反光极强，如光亮的金属器皿金属光泽：反光极强，如光亮的金属器皿。半金属光泽：反光强度介于金属光泽和非半金属光泽：反光强度介于金属光泽和非金属光泽之间，比较暗淡金属光泽之间，比较暗淡。非金属光泽：无金属感的光泽。主要为透非金属光泽：无金属感的光泽。主要为透明或半透明矿物。如：金刚明或半透明矿物。如：金刚光泽、玻璃光泽、油脂光泽光泽、玻璃光泽、油脂光泽松脂光泽、土状光泽松脂光泽、土状光泽…………③矿物的力学性质。硬度、解理与断口、韧性。硬度: 是指矿物抵抗外力刻划、压入、研磨的能力。解理与断口：矿物受外力作用沿一定方向破裂并产生解理面的性质叫解理。矿物受外力作用不规则破裂并产生凹凸不平的形状叫断口。.◆韧性：矿物抵抗切割、锤击、弯曲、拉引等外力作用的能力称韧性.④矿物的其它性质。比重：矿物重量与4℃时同体积水的重量之比，称为矿物的比重。轻矿物1～35：——石英、长石等造岩矿物；重矿物3.6 ～6：——赤铁矿闪锌矿等金属化合物；极重矿物＞6：——金、方铅矿等重金属矿物。方铅矿等属矿物。磁性：矿物可被磁铁吸引或本身能吸引铁屑等物体的性质。一些含铁、钴、镍等矿物有磁性，如磁铁矿。矿物的其它性质◆电性——导电性：导体（金属矿物）、绝缘体（非金属矿物）、半导体；——压电性：某些矿物晶体具有机械能和电能互相转换的能力，如压电石英。◆发光性：矿物在外来能量（如紫外线、X射线、加热等）的激发作用下而发出射线加热等）的激发作用下而发出可见光的性质。分荧光（力消则灭）和磷光两种。如萤石、钻石等等。 3、七种主要造岩矿物“ 硅酸盐类＋含氧盐类”最多，石英、钾长石、斜长石、角闪石、辉石、橄榄石、云母，这七种主要造岩矿物都属于硅酸盐矿物。 ★造岩矿物按一定结构集合而成的地质体称为岩石，依据其成因可分为岩浆岩、沉积岩、变质岩三大类。★岩浆是来自上地幔熔融状物质，主要成分为硅酸盐金属硫化物氧化物和部分挥发为硅酸盐、金属硫化物、氧化物和部分挥发物。 （1）岩浆岩的矿物组成。 6
超基性岩SiO含量小于40%，主要矿物橄榄石、辉石，代表岩石：橄榄岩。基性岩SiO含45～52，主要矿物：钙斜长石、辉石，代表岩石：辉长岩、玄武岩。 中性岩：二氧化硅52～65 %，主要矿物：角闪石、长石，代表岩石：。酸性岩：二氧化硅＞65％、主要矿物：石英、云母、长石、代表岩石：花岗岩、流纹岩。 （2）岩浆岩的产状、结构与构造 ◆产状（据岩体形状与上覆岩层的关系）可分为：◇整合侵入体◇整合侵入体。 岩盆（岩盖）：一般是由粘性较大的中、酸性岩浆顺岩层层理贯入，并将上覆岩层拱起而成的中间凸起、边部变薄的穹窿状岩体。 岩床：流动性较大的岩浆顺着岩层层理侵入形成的板状岩体称岩床，其特点是主要由基性岩构成。 ◇不整合侵入体。岩基：出露面积一般大于100km2，甚至＞几万km2，厚达10—30km；多由花岗岩类岩石构成，岩体切穿围岩层理。岩株：出露面积＜100km2，平面形状多为浑圆形；主要由中、酸性岩石组成，与围岩呈不谐和关系。岩墙和岩脉：岩浆沿着岩层裂隙或断层贯入所形成的板状岩体称岩墙，其产状一般较陡。而一种近似岩墙的岩体称为岩脉。一般说，岩墙与围岩之间没有成因上的联系，而岩脉则有成因上的密切关系。◆结构。 地表岩浆的温度约700 —1500 ℃；岩浆冷却速度：慢快；结晶：粗细；伟晶（＞10mm ）→ 粗粒（5 ～10mm ）→ 中粒（2 ～5mm ）→ 细粒（0.2 ～2mm ）→ 隐晶质→ 玻璃质。岩浆冷却速度先慢后快：斑状结构。◆◆构造。 块状构造：矿物无序排列（深成岩）；斑杂构造：矿物成分和结构上的差别（浅成岩）。流纹构造：矿物和气孔因熔岩流动而定向排列（喷出岩）；气孔构造；熔岩气体挥发而残留气孔（喷出岩）；杏仁构造；岩石中的气孔被次生矿物充填而成（喷出岩）。 （3）岩浆岩的主要类型。 岩浆岩的主要类型。酸性岩、 中性岩、 基性岩、 超基性岩 喷出 流纹岩、 安山岩、粗面岩、 玄武岩、 浅成 花岗、 斑岩、正长斑岩、 辉绿玢岩 ---------- ---------- 深成 花岗岩 正长岩、闪长岩 辉长岩 辉岩橄榄岩 7
2、沉积岩、沉积岩是在地表或接近地表的常温沉积岩是在地表或接近地表的常温常压条件下，先成岩石的风化作用产物以及生物作用和火山作用的产物，在原地或经外力搬运所形成的沉积层，再经成岩作用而成的岩石。。沉积岩是地球陆地上分布面积最广的岩石类型，约达75﹪，而在我国更达77 . 3％；其中最多的是页岩，其次为砂岩和石灰岩。 （1）沉积岩的形成过程。 风化——机械的、化学的、生物的；-------剥蚀与搬运——机械的、化学的；-----沉积——机械的、化学的、生物的；----------成岩——压固、胶结、重结晶。 （2）沉积岩的基本特征 ①层理：水平层理，交错层理； ②结构●碎屑结构：是指由碎屑物质被胶结而成的结构。碎屑岩。●化学结构和生物结构：指由化学成因形成的（如粒状、鲕状等）和生物遗体所构成的（如贝壳结构、珊瑚结构等）结构。化学岩或生物化学岩。 ③层面构造。如波痕、雨痕、干裂等等。 ④结核：指沉积岩的异体包裹物，其形状多样，大小由几毫米至几十厘米，成分与周围岩石显著不同。如石灰岩中的燧石结核、砂岩中的铁结核等等。 ⑤化石 （3）沉积岩的主要类型①碎屑岩类由碎屑物质经压紧、胶结而成；包括：砾岩和角砾岩、砂岩、粉砂岩、黄土②粘土岩类。由50％以上粘土物质组成，具有典型的泥质结构，硬度低。如泥岩、页岩等等③生物化学岩类。包括：硅质岩、石灰岩、白云岩等等 ◆风化——地表的岩石在阳光、空气、水和生物的作用下遭受破坏的现象。 ●物理（机械）风化：物理风化作用的方式主要有：▲热力风化日夜和季节温度变化可使岩石▲热力风化：日夜和季节温度变化可使岩石表里产生不均的膨胀与收缩而最终破碎；▲融冻风化：岩石裂隙和孔隙中的水分因冰冻而最终使岩石破碎，又称冰劈作用；▲层裂：地下深处的岩石，因承受上覆岩石的巨大静压力，呈坚实致密状。岩石一旦上升，上覆岩石被剥蚀而出露地表，静压力释放，体积膨胀而破碎。 8
●化学风化：▲溶解作用：水溶解矿物的现象；矿物溶解的难易主要决定于矿物的溶解度。因此矿物有易溶矿物和难溶矿物，一般说来，其难易顺序如下：氯化物＞硫酸盐＞碳酸盐＞硅酸盐。常见的造岩矿物，其溶解度大小顺序如下：方解石＞白云石＞橄榄石＞辉石＞角闪石＞斜长石＞钾长石＞黑云母＞白云母＞石英。▲氧化作用：矿物在氧的作用下，使其中低价元氧化作用矿物在氧的作用下，使其中低价元素变为高价元素，低价化合物变为高价化合物的现象；如:黄铁矿氧化为褐铁矿FeS2 →→ Fe2O3· 3H2O ●生物风化：生物在其成长、新陈代谢和死亡过程中，都可引起岩石的破碎和分解。生物风化作用很普遍，也是在已知各星体中只有地球才有的一种独特的地质作用。生物风化作用的方式可分为两种生物的物理风化作用；生物的化学风化作用。 成岩作用一 ●压固作用：沉积物层因重压而排出水分，孔隙度减少，体积缩小，沉积物固结变硬。这是粘土沉积物的主要成岩方式，如页岩。含水矿物也会失水而变为新矿物，如：蛋白石→玉髓，石膏→硬石膏，褐铁矿→赤铁矿等等。 成岩作用二 ●胶结作用：指填充在沉积物孔隙中的矿物质将分散的颗粒粘结在一起。最常见的胶结物质是硅质SiO2 、钙质CaCO3 、铁质Fe2O3 、粘土质和火山灰等等。这是碎屑沉积物的主要成岩方式，如砾岩、砂岩。★胶结方式之一：基底胶结。颗粒散布在胶结物之间，互相不接触。这种胶结方式很牢固★胶结方式之二：孔隙胶结 胶结物充填在颗粒的孔隙之间，颗粒互相接触。这种胶结方式的牢固性比基底胶结稍差。★胶结方式之三 接触胶结：只有在颗粒的接触处才有胶结物存在，岩石多孔隙，透水性强这种性强。这种胶结方式最不牢固。 成岩作用三●重结晶作用：指沉积物受温度和压力影响，由非结晶→结晶、细粒结晶→粗粒结晶的作用。通常颗粒细、易溶解的沉积物容易产生重结晶作用而形成坚硬岩石。这是化学岩和生物化学岩的主要成岩方式，如石灰岩、白云岩。①层理层理。不同的矿物成分、粒度大小、排列方位、颜色特征的岩石组分更迭出现所表现出的成层性。●碎屑结构 粒度：碎屑颗粒的大小称为粒度。砾（直径＞2mm）、砂（ 2 ——0.05mm）、粉砂）、粉砂（0.05 ——0.005mm）、粘土（＜0.005mm）；▲磨圆度：指碎屑颗粒的棱角被磨蚀圆化的程度。 3、变质岩◆ 岩浆岩、沉积岩或先成变质岩等固态原岩在地壳运动、岩浆活动等作用下，导致其矿物成分化学结构和构造发生变化，称为变质作用，所形成的岩石即为变质岩。 9
◆由岩浆岩变质而成的岩石称为正变质岩，而由沉积岩变质而成的岩石称为副变质岩 ◆变质岩是具有一定结构、构造的重结晶岩石。 ①变质作用因素 ◆温度：是变质作用最主要、最活跃的因素——地热、岩浆热、摩擦热；◆压力：包括静压力和定向压力使岩石中的矿物定向排列，产生片理构造，并形成比重大的新矿物。；◆化学性质活跃的气体和溶液◆接触热变质作用（岩浆热力）： ②变质作用类型及其岩石。◆动力变质作用（构造运动所致）：构造角砾岩、碎裂岩、糜棱岩等等。◆接触热变质作用（岩浆热力）：斑点板岩、角岩、大理岩、石英岩等等。◆接触交代变质作用（岩浆分异的化学性质活跃的气体和溶液）：矽卡岩◆区域变质作用（构造运动岩浆活动）板岩、千枚岩、片岩、片麻岩等等。◆混合岩化作用或超变质作用（区域变质作用之高温深处）：混合花岗岩. 第二节 地壳运动与地质构造 一、地壳运动：地球内部动力作用所引起的地壳结构改变和地壳内部物质变位的运动，称为地壳运动，也叫 “ 构造运动 ” 。★构造运动按发生时间分为：◆（古）构造运动——晚第三纪末期以前（约3百万年前）；◆新构造运动——晚第三纪末期和第四纪；◆现代构造运动——五六千年前至现在。 （一）地壳运动的基本形式 1、水平运动： 指地壳物质大致平行地球表面，沿着大地水准球面切线方向进行的运动。“ 造山运动 ” 其速度为（ 几 — 几十mm）／a 。 2、垂直运动：指地壳物质沿着地球半径方向进行的缓慢升降运动。“ 造陆运动 ”：水平运动是主导的，而垂直运动是派生的。 （二）确定地壳运动的方法 ★地质历史时期地壳运动的确定：主要依据地壳运动过程中所遗留下来的地质记录，包括地层剖面中的岩相变化、岩层厚度、以及岩层的接触关系等等。 1、沉积岩相分析法：岩相是岩层形成环境的物质表现，即沉积物的特征及其生成环境的总和。◆沉积相的分类◆海侵（浸）层位与海退层位▲当地壳下降时， 陆相向海相转变，也叫“ 海侵层位 ”。海侵层位特点：在垂直剖面上，自下而上沉积物颗粒由粗变细；由于海洋面积扩大，新形成的岩层分布面积大于老岩层面积，形成超覆现象。▲海退层位。当地壳上升时， 10
海相向陆相转变 ，也叫“ 海退层位 ”。海退层位特点：在垂直剖面上，自下而上沉积物颗粒由细变粗；由于海洋面积越来越小，新形成的岩层分布面积小于老岩层面积，形成退覆现象。▲沉积旋回。一套海侵层位和一套海退层位，称为一个沉积旋回。一般海侵层位厚度大，保全较好；而海退层位厚度较薄，不易保全，甚至会出现沉积间断。 2、厚度分析法：沉积物的厚度主要决定于地壳的下降幅度。如果海底稳定，则沉积物厚度不会超过海水深度；如果海底不断上升，则沉积物厚度必然小于海水深度；当海底缓慢下降时，可形成巨厚的沉积物，如天津蓟县一带震旦亚界浅海相岩层厚度近10000米。 3、岩层接触关系分析法：①整合接触：在地壳相对稳定的条件下，岩层沉积连续，且下老上新，没有岩层缺失，这种关系叫整合接触。特点：岩层相互平行，时代连续，岩性和古生物特征呈递变状态。说明:该地区未发生过显著的升降运动，古地理环境没有显著的变化。②不整合接触：地壳运动使沉积中断，形成时代不连续的岩层，这种关系称为不整合接触，分两种：▲平行不整合： “ 假整合 ”特点： 不整合面上下两套岩层的产状彼此平行，但时代不连续，曾发生过沉积间断，故两套岩层的岩性和其中的化石群也明显不同。说明：该地区曾有过显著的升降运动，古地理环境有过显著的变化。▲角度不整合：特点：不整合面上下两套岩层成角度相交，上覆岩层覆盖在倾斜岩层或褶皱岩层上。时代不连续，岩性和古生物特征突变；不整合面上往往保存有古侵蚀面。说明：该地区地壳有过显著的升降运动和褶皱运动，古地理环境发生过极大的变化。 二、地质构造 ★地质构造——地壳运动所造成的岩层产状和构造形态的改变称为地质构造。引起地质构造的力主要有压应力、张应力和扭应力等三类，可分别形成压性、张性和扭性构造。◆ 四种主要地质构造类型：水平构造、倾斜构造、褶皱构造、断裂构造。 ★岩层及岩层产状 ◆岩层——具有层状结构、由两个平行或近乎平行的界面所的、岩性近似的岩石。岩层的上下界面称为层面；同一岩性的岩层中夹有其它岩性的薄层称为夹层；两种或两种以上不同岩性的岩层在垂直方向上多次重复交互，而且厚度相近的称为互层。 （一）水平构造◆是指层面水平或基本水平（ 倾角＜ 5°）的岩层。◆典型的水平岩层没有走向和倾向，倾角为 0°。◆水平构造常见于构造运动相对微弱的地区， 沉积岩层得以保持水平状态。 11
（二）倾斜构造◆指经构造运动后，层面与水平面形成一定夹角（ 5°～ 85°）的岩层。倾斜方向一致、倾角相当的一系列岩层称为单斜岩层。单斜岩层可以是褶皱或断层构造的一部分。单面山岩层倾角 ＜ 40°猪背岭岩层倾角＞ 40°顺向坡逆向坡 （三）褶皱构造◆指岩层在侧向压应力作用下发生弯曲的现象，但仍基本保持其连续完整性。◆褶皱构造的基本单位是褶曲。褶曲是岩层的一个弯曲，两个或两个以上的褶曲的组合称为褶皱。◆按轴面及两翼产状，褶曲可分为四类①直立褶曲（对称褶曲）：轴面直立，两翼倾向相反、对称 ，翼角大致相等；②倾斜褶曲（不对称褶曲）：轴面倾斜，两翼倾向相反 ，翼角不等；③倒转褶曲：轴面倾斜，两翼倾向相同，其中一翼岩层形成倒转（老岩层在上，新岩层在下），两翼相等或不等；④平卧褶曲（横卧褶曲）：轴面水平或近乎水平，两翼岩层也近乎水平。一翼岩层正常，另一翼发生倒转。◆按平面形态，褶曲可分为三类①短轴褶曲：其平面呈长圆状，长／宽约 3／1 ～ 10／1 之间；②线状褶曲其平面呈长条状，长／宽一般＞10／1 ； （四）断裂构造。岩石所受应力超过其自身强度的极限而发生破裂，导致岩层丧失其连续性的现象，称为断裂。岩块沿断裂面发生明显位移的断裂构造，称为断层。岩块沿断裂面没有发生明显位移的断裂构造，称为节理。1、断层要素①下盘；②上盘；③断层线；④断层面；⑤断层破碎带；2、断层的主要类型①垂直断层：两盘相对垂直位移，断层面垂直；②平移断层（平推断层）：断层两盘沿断层面走向作水平相对位移，断层面陡直，为较强烈的水平挤压作用形成3、断层的组合◆阶（梯）状断层两条或两条以上倾向相同而又相互平行的正断层组合，其上盘依次下降呈阶梯状。例如：断块山地。◆地堑两条或两组正断层组合而成，断层面之间的岩块相对下降，两侧的岩块相对上升。——地堑常常形成狭长的凹陷谷地。地垒与地堑相反，地垒是断层面之间的岩块相对上升，两侧的岩块相对下降。——地垒常常形成块状山地。 第三节 大地构造学说 ★大地构造学说（地壳运动学说）：地质构造的分布规律，地壳运动发生的时间、运动方式和规模，以及地壳运动的起和动力来源 一、◆板块构造学。在20世纪60年代末兴起的，是在漂移、海底扩张学说的基础上，综合了大洋和的地质研究资料发展而来，所以又称为 “ 全球构造理论 ” ，是当今最盛行的大地构造学说。（一）漂移说1、漂移说的起源1912 12
年，德国学者魏格纳（A . Wegener）提出了“ 漂移说 ” 。1880～1930）2、漂移说的主要观点：2.5 亿年前的石炭纪后期----泛泛大洋观点:泛\\大洋受地球自转离心力和潮汐力的作用，从中生代开始，泛逐渐破裂、分离，由硅铝层组成的、较轻的陆壳在较重的硅镁层洋壳之上漂移，直至形成今天的海陆分布格局。3、漂移说的主要论据①轮廓相吻合：②地质构造的连续性：③古生物群、古气候的分布4、漂移说的致命缺陷①能漂浮吗？即驱动机制问题。花岗岩的熔点比玄武岩低，如果地温高至玄武岩岩层熔化并容许漂移的程度，而花岗岩却依然保持固态浮于其上，这是违反物理定律的。 （二）海底扩张说。洋底在洋中脊处产生，在海沟处消亡；地幔物质热对流是海底扩张的驱动力。海底扩张说较完满地解释了海洋中的地壳运动问题，为板块构造学说奠定了基础。（二）海底扩张说1、观点海底扩张说认为：大洋中脊是新地壳的产生地带，洋脊裂谷是海洋地壳的张裂带，地幔物质以岩浆的形式沿裂谷涌出，然后冷凝成新洋底，并把原来的洋底向两侧推移扩张。由于岩浆不断溢出和冷却，新洋底不断地沿洋中脊产生，不断地向两侧推移扩张（扩张速率约为每年几厘米），因而造成洋中脊的岩石和沉积物的年龄最新，向两侧越来越老。当洋壳与陆壳相遇时，由于洋壳密度大，便俯冲到陆壳之下，进入地幔逐渐熔化而消失，并在洋壳俯冲之处形成深海沟；就这样，洋底从洋中脊中不断产生扩张，又在海沟处不断俯冲消亡，大约 2亿年时间，洋底就可更新一次。洋底在洋中脊处产生，在海沟处消亡；地幔物质热对流是海底扩张的驱动力。海底扩张说较完满地解释了海洋中的地壳运动问题，为板块构造学说奠定了基础。 （三）板块构造学说1.观点。地球的岩石圈并非浑然一体，而是被一些构造活动带（如大洋中脊、海沟、大断裂等等）分割成若干块体，这些块体就是岩石板块，简称板块；板块的驱动力来自地幔的热对流，每个板块都驮在地幔软流圈上漂移运动，板块之间的相互作用而产生的一系列构造现象，称为板块构造。板块的内部是比较稳定的，而板块的边界则是构造活动带。板块相背运动处，是新海底产生的地方；而在板块相向运动处，则形成深海沟或山脉。2、板块边界的基本类型①扩张型板块边界：大洋中为洋中脊 上为裂谷带边界两侧板块受拉张作用而相背分离运动，地幔物质裂谷上涌，造成大规模的岩浆侵入和喷出或形成新洋底。②汇聚型板块边界边界两侧板块相向运动，在此对冲、挤压、聚合，其构造活动异常复杂剧烈。按板块汇聚性质，又可分为岛弧海沟型和地缝合线型。③平错型板块边界这种边界一般分布在大洋中，边界两侧板块发生相互剪切、水平错动。在海洋探测时，发现大洋中脊被一系列垂直洋脊走向的横断层所切断；这些横断层不是一般的平移断层， 13
而是一面向两侧，一面发生水平错动，威尔逊称之为转换断层。3、板块的划分。1968年，法国地质学家勒比雄将全球岩石圈划分为六大板块，即太平洋板块、亚欧板块、印度洋板块（包括澳大利亚）、非洲板块、美洲板块和南极洲板块。只有太平洋板块几乎全是海洋，其余五个既包括大块陆地，又包括大片海洋。 第四节 地壳的发展历史 一、地质年代。在内外动力作用下，地壳的组成、结构、构造及外部特征不免发生变化。一系列变化构成的连续事件可以清晰的反映地壳演化的历史。通常以地质年代表示这种演化的时间与顺序，地质年代有相对年龄和绝对年龄之分。 （一）相对年代法或古生物地层法。依据地层下老上新的沉积顺序，地层剖面中的整合不整合关系，标准古生物化石与生物群体进行比较，确定某个地层或事件的相对年代的方法，称为相对年代法或古生物地层法。 （二）绝对年代法。通过矿物或岩石的放射性同位素的测定，依据放射性元素衰变规律计算其年龄，即距今天的年数。 二、地壳发展简史1、太古代 2、元古代 3古生代 4、中生代 5、新生代、 46亿年前-----至 25 亿年前、距今 25 — 6 亿年前。6—2.3亿年前。距今 2.3 — 0.7 亿年前。 三、火山与地震属性 ★火山和地震属于快速的构造运动，都是地球内部能量的强烈释放形式。◆ 目前已知的最大规模的火山喷发，发生于二叠纪（2.5亿年前）形成面积达几百万平方公里的 “ 西伯利亚熔群 ”导致当时＞95% 的物种灭绝。（一）火山。岩浆喷出地表的活动称为 “ 火山喷发 ” ，或称为 “ 火山活动 ” 。1、火山的类型◆根据火山活动状况分类。活火山： 现在尚在活动或周期性活动的；死火山： 史前曾经喷发而有史以来不再活动的；休眠火山：有史以来曾经有过活动，但长期以来处于静止状态的。2、火山的喷发形式包括裂隙式和中心式两种。◆ 裂隙式：岩浆由地壳的裂缝溢出地表。多为基性熔岩， 形成熔岩被，一般没有固体喷发物。多见于大洋中脊裂谷带。◆ 中心式：岩浆沿管形通道喷出地表▲宁静式（夏威夷式）:基性岩浆喷发；只有熔岩流，无火山碎屑，多形成盾形火山锥；▲爆炸式（培雷式）：中、酸性岩浆喷发；爆炸力强，含气体多，火山碎屑多， 形成锥形火山锥；▲中间式（斯特龙博利式）：中、基性岩浆喷发；爆炸力小，火山碎屑少。3、火山的喷发物◆气体喷发物：水汽占60～90﹪，还有SO2、CO2、H2S 等等。◆液体喷发物（熔岩）：基性熔岩粘性小，温度高，流速快，可形成熔岩流和熔岩被；酸性熔岩粘性大，温度低，流速小，常形成熔岩锥。◆固体喷发物（火山碎屑）：指由火山口喷射到天空 14
的熔岩碎块和围岩碎块。包括火山灰、火山渣、火山弹等等。4、火山的构造◆火山通道：指岩浆喷发通过地壳所形成的通道。◆火山锥：由火山碎屑物和熔岩堆积而成的锥体。盾形火山——基性岩浆喷发，坡度一般＜10°；锥形火山——中酸性岩浆喷发，坡度30°～ 35° 。◆火山口：即火山锥顶部的岩浆出口，多为圆形凹地，可积水成火山口湖。5、火山的分布◆目前全球有 2000多座死火山，500 余座活火山。火山沿构造板块的边界呈带状分布，大致可分为四个主要火山带。①环太平洋火山带：62％以上的活火山分布于此，有 “ 火环 ” 之称。②地中海火山带：横亘亚欧南部，西起伊比利亚半岛，东至喜马拉雅山以东与环太平洋火山带汇合。④大西洋海底隆起火山带：③东非火山带：沿东非大裂谷分布。★中国的火山我国已发现的火山锥660多座，绝大多数是第四纪死火山，活火山约12座。①环蒙古高原带：吉林、黑龙江、晋北、内蒙古等地，如山西大同火山群、黑龙江五大连池火山群。②环青藏高原带：如云南腾冲、昆仑山；③环太平洋带：吉林长白山—江苏—安徽——雷州半岛—海南岛。 二、地震 1、地震的概念▲地壳的快速震动称为地震。岩石圈和上地幔的断裂引起。 ▲陆震 海震。如果震级相同，海震要比陆震的破坏性小，因为陆震横波和纵波都能传到地面，而海震只能把纵波传播上来。▲海震有可能掀动上覆的海水形成巨大的海浪，称为海啸。▲地下发生地震的地方叫震源；▲震源在地面上的垂直投影叫震中；▲从震中到震源的距离叫震源深度；▲从观测点（如地震台）到震中的距离，叫震中距。震中距＜100km的地震，叫地方震；100～1000km的叫近震；＞1000km的叫远震。▲地震预报的三要素：发震时刻、震中、震级 2.地震波的特性。地震的能量是以波的形式向四周传播出去的。地震波包括体波和面波，而体波又分为纵波和横波。纵波 P ： 又叫压缩波，其振动方向与波的传播方向一致，引起地面上下跳动。纵波传播速度快、周期短、振幅小。 3 震级和烈度◇震级: 地震释放能量的大小通常里氏震级来划分，共分 9 个等级。震级差一级，能量相差30倍。如：一个7级地震相当于32个6级，或1000个5级地震。按照震级大小，可以把地震划分为：1、超微震：震级＜1的地震，人们不能感觉，只能用仪器测出；2、微震：震级＞1，＜3的地震，人们也不能感觉，只有靠仪器测出；3、弱震：又称小震，震级＞3，＜5的地震，人们可以感觉到，但一般不会造成破坏；4、强震：又称中震，震级＞5，＜7的地震，可以造成不同程度的破坏；5、大地震：指≥7级的地震，常造成极大的破坏。▲1900年以来发生的最强烈地震△1960年5月22日， 15
智利，9.5 级（为有史以来记录到的最大震级， 引发的海啸高达30余米，1万余人丧生）；△19年，阿拉斯加威廉王子湾，9.2级；△1957年，阿拉斯加安德烈亚诺夫群岛，9.1级；△1952年，俄罗斯堪察加半岛，9.0级；△2004年12月26日，印尼苏门答腊，9.0级，海啸波高 11 ～ 17米，＞22.7万人死亡。▲烈度是指地震对地面和建筑物的破坏程度。▲烈度划分各国不同，一般划分为 12 度。▲一次地震只有一个震级，但可有不同的烈度。例如：唐山大地震汶川大地震 4、地震的分类地震按震源深度可分为三种类型◆浅源地震：0 ～ 70 km ；绝大多数地震属于此类，占地震总数的72.5％◆中源地震：70 ～ 300 km ；占地震总数的 23.5 ％ ;◆深源地震：＞ 300 km ； 占地震总数的 4 ％ ; 有记录的最深为 720 km 。 5、地震的成因90％以上为构造地震。另有火山、水库、塌陷、爆破等引起地震。地震活动带的分布；①环太平洋地震带：②地中海—喜马拉雅③洋脊裂谷地震带：④断裂谷地震带：分布于一些区域性断裂带或地堑构造带；中国地震的分布我国地处世界两大地震带之间，是一个多地震国家。地震主要分布区如下：①及其附近海域；②西南地区：云南中、西部，川西，藏东南等地；③西北地区：甘肃河西走廊，宁夏六盘山一带，天山南北麓等地；④华北地区：渭河、汾河河谷，京津唐地区，河北平原，鲁中至渤海周围等地；⑤东南沿海地区。 第三章 大气与气候 基本概念 ★大气过程：指大气圈中存在的各种物理过程，如辐射过程、增温冷却过程、蒸发凝结过程等。 ★气象（天气现象）：指由大气过程所形成的风、云、雨、雪、雾、露、霜、冰等千变万化的物理现象。 ★天气：某地区短时间内大气过程和现象的综合。即短时间内风、云、降水、温度和气压等气象要素连续变化的综合现象。其特点是多变。 ★气候：指某地区多年间常见的和特有的大气过程和现象的综合。 第一节 大气的基本特性 一、大气的组成◆地球大气由多种物质混合组成，包括干洁空气、水汽、悬浮尘粒和杂质等。 1、干洁空气（干空气）：不包含水汽和固体杂质的整个混合气体； 16
①主要成分：N2、O2、Ar，占干空气容积的 99.97％、占干空气质量的 99.95％； ②次要成分：CO2、O3、CO、CH4、H2S、SOx 等等。干空气中，以氮、氧、二氧化碳、臭氧最重要。 2、水汽：大气中的水汽主要来自水面的蒸发、植物的蒸腾。集中分布在 3km 高度以内，是大气中唯一可以发生相变的大气组分。 3、杂质（气溶胶粒子）：指大气中悬浮着的各种固体杂质和液体微粒（如小水滴、小冰晶）。集中分布于大气层底部。 4、大气污染：指由于人类活动的影响，使局部乃至全球范围的大气成分发生了对生物体有害的变化。进入大气中的有害气体和烟尘，称为大气污染物，主要有粉尘、烟尘、SOx、NOx、CO、CO2、H2S、HC等等。 二、大气的结构 （一）大气压力 1、气压：静止大气中任一高度单位面积上所承受的空气柱重量，叫大气压力，简称气压。气压的测量单位是帕（Pa），气象学采用百帕（hPa）为单位，1 hPa ＝ 10-2 N／cm2 ；当选定温度为 0℃ ，纬度为 45°的海平面 时，气压为 1013.25 hPa，称为一个标准大气压。地面气压在980 — 1040 hPa 之间变化，平均为 1013 hPa ；2、气压的变化：气压随高度和时间而变。 ①气压随高度的变化与气温和气压条件有关。在气压相同条件下，气柱温度越高，单位气压高度差越大，气压随高度递减越缓慢，气压垂直梯度越小；在气温相同条件下，气压越高，单位气压高度差越小，气压随高度递减越快，气压垂直梯度越大； ②气压随时间的变化分为周期性变化与非周期性变化两种。周期性变化：日变化、年变化；非周期性变化：因气压系统移动和演变而产生。无固定周期，变化幅度大。 3、气压场和气压系统： ①等压线和等压面：某一水平面上气压相等各点的连线，称为等压线；空间气压相等各点组成的面，称为等压面，它是一个起伏不平的曲面。 ②气压场：气压的空间分布称为气压场 17
③气压系统的基本类型：包括低气压、高气压、低压槽、高压脊、鞍（鞍型气压区）等等，统称为气压系统。◆低气压：简称低压，其等压线闭合，中心气压低，等压面向下凹陷如盆地，空气向中心辐合，气流上升；◆高气压：简称高压，其等压线闭合，中心气压高，等压面向上凸出如山丘，空气向四周辐散，气流下沉；低压槽 ◆低压槽：由低压向外延伸出来的狭长区域，等压线不闭合略呈“U”型或“v”型的低压区域（像水槽，中间气压低，两侧气压高）称为低压槽。在槽内各等压线弯曲最大处的连线，称为槽线。槽线附近空间等压面形如山谷，空气向槽内辐合上升； ◆高压脊：简称脊，由高压向外延伸出来的狭长区域，在脊中各等压线弯曲最大处的连线，称为脊线。脊线附近空间等压面形如山脊，空气向外辐散； ◆鞍（鞍型气压区）：两个高压与两个低压相对应的中间区域，其附近空间等压面形状似马鞍。 （二）大气分层 ◆根据大气在垂直方向上的温度、成分、密度、电离等物理性质和运动状况，将之分为 5 层。 1、对流层：大气的最低层，自地面到 8—18km，平均11km。特点——剧烈的垂直对流运动，气温随高度的升高而降低，对人类和地球生物影响最大。 2、平流层：从对流层顶到 55km 高度为平流层。特点——气流以水平运动为主，气温随高度的升高不变或微升，大气透明度良好。 3、中间层从平流层顶到 85km 高度为中间层。特点——温度随高度升高迅速降低（因为没有臭氧吸收太阳紫外辐射，而氮、氧能吸收的太阳短波辐射又大部分被上层的大气吸收了）；存在强烈的垂直对流，所以该层又称为高空对流层 4、暖层。从中间层顶到 800km 高空为暖层。特点：空气稀薄；温度因大气强烈吸收太阳紫外辐射而随高度上升迅速升高；高度电离；常常出现极光。 5、散逸层（外层）800 — 约3000km 的大气层。特点：空气极其稀薄；气温很高，而且随高度升高；地球引力小，高速运动的分子可逃逸至宇宙空间。 三、大气的热能 18
★地球大气系统的能源主要是太阳辐射。 （一）太阳辐射 太阳辐射能特点：太阳表面温度约6000K，其辐射能绝大部分集中在波长0.15 — 4.0 um之间因而称为短波辐射而对流层大气和地面温度为250 — 300K，辐射波长主要在 3 — 120 um 之间，为长波辐射。 1、大气上界的太阳辐射 ◆太阳常数（S0）：在日地平均距离上，大气顶界垂直于太阳光线的单位面积上每分钟接受的太阳辐射，称为太阳常数，即 1367W／m2 。 ◆太阳辐射强度：单位时间内垂直投射在单位面积上的太阳辐射能。 2、太阳辐射在大气中的减弱过程 ◆大气的吸收：能吸收太阳辐射的物质包括臭氧、氧、水汽、二氧化碳、云、雨滴、气溶胶粒子等，它们选择性吸收太阳辐射（太阳光谱的两端）。 ◆大气的散射和反射：空气质点小，选择散射短波辐射；而水滴、尘埃等质点大，散射无选择性，称为漫射。散射波长集中于可见光波段。云层、气溶胶粒子等有较强的反射作用，如云层平均反射率达50—55％。 3、到达地面的太阳辐射 ◆包括两部分：直接辐射（S）和散射辐射（D），两者之和称为太阳总辐射（S＋D）。 ◆直接辐射：其强弱受太阳高度和大气透明度影响。贝尔（Beer）削减定律S ＝ I0 P m I0：太阳常数；P：大气透明度；m：大气质量。 ◆散射辐射：其强弱受太阳高度、大气透明度、云的特性（云量、云状）和海拔高度等影响。 ◆太阳总辐射。影响直接辐射和散射辐射的因素，也是影响总辐射的因素，所以总辐射也有日变化、年变化和纬度变化。在我国，年总辐射量最高的地区是海拔高度大的（212—252W／m2），干旱少云的、青海、黄河流域次之（159—212W／m2 ），而云、雨较多的长江流域与华南大部却较少（119—159W／m2 ）。4、地面对太阳辐射的反射。到达地面的总辐射一部分被地面吸收，另一部分被反射。反射部分占总辐射量的百分比称为反射率（r）。反射率的大小取决于：地面性 19
质（水面、陆面）；地面状态（颜色深浅、粗滑、干湿）。陆面反射率约10—30％，洁白的新雪反射率可达90—95％；水面反射率平均约10％。 （二）地面辐射与大气辐射。 地面和大气在吸收太阳辐射的同时，又按其自身温度日夜不停地向外放射长波辐射。 1、地面辐射：地面以电磁波的方式向上发射指向大气的辐射，称为地面辐射。其波长为3— 80? ，最大辐射能量波长在9.6 ? 。地面辐射大小主要取决于地面温度（平均300K）。 2、大气辐射：大气主要靠吸收地面辐射而增温。大气按其自身温度，以电磁波的方式向四面八方发射长波辐射，称为大气辐射。它的波长为 7 —120? ，最大辐射能量波长在15 ? 。 3、大气的保温效应：大气辐射向下指向地面的部分，方向与地面辐射相反，称为大气逆辐射。大气逆辐射几乎全部为地面所吸收，这对地面因辐射而损耗的能量得到一定的补偿，所以大气对地面有保温作用。这种作用称为大气保温效应或温室效应。 （三）地气系统的辐射平衡。把地面和对流层看作一个统一体，称为地气系统。地气系统在一定时间内辐射能收入与支出的差，称为地气系统净辐射:地气系统净辐射随纬度而变，低纬为正值，有热量剩余；高纬为负值，热量亏损，以南、北纬30°附近为转折点。高低纬地区之间的气温差异，推动大气环流和洋流的运动。 四 气温。 气温是大气热力状况（即空气冷热程度）的数量度量。目前，气象观测和记录的气温，是指离地面一定高度上（我国规定离地面1.5m高），放在百叶窗箱里的温度计测得的空气温度。通常以摄氏（℃）和华氏（℉）两种温度单位表示，我国采用摄氏度数为单位。 （一）气温的时间变化 1、气温的日变化：指一天内气温的高低变化，它有一个最高值（出现在午后两小时左右）和一个最低值（出现在日出前后），气温日变化过程是一条正弦曲线。指一年内气温的高低变化。年最高气温出现在夏至后的7月或8月，年最低气温出现在冬至后的1月或2月。 2、气温的年变化 20
（二）气温的空间分布 大气温度在水平方向上和垂直方向上的分布都是不均匀的。 1、 气温的水平分布：主要受纬度、海陆分布、地形起伏、大气环流、洋流等因素影响。 ① 气温随纬度增高而递减，北半球南北温差冬大夏小，南半球则季节相反； ② 冬季北半球等温线在凸向赤道，在海洋凸向极地。 ③ 高温带（冬、夏月平均温均＞24℃）不是出现在赤道，冬季在 5 ° —10 ° N，夏季在 20 °N左右，该带称为热赤道。 ④ 洋流的影响也较大，冬季太平洋和大西洋北部等温线急剧向北凸出，反映黑潮暖流、阿留申暖流、墨西哥湾暖流的强大增温作用；夏季北半球等温线沿非洲和北美西岸向南凸出，反映了加那利寒流和加利福尼亚寒流的影响。 ⑤南半球冬夏最低气温都出现在南极，北半球则夏季在极地、冬季在高纬东部、西伯利亚和格陵兰。最高气温北半球夏季出现在低纬内部热带沙漠地区。在我国，最低气温为 －53℃，出现在黑龙江的漠河；最高气温48.9℃，出现在的吐鲁番。 2、 气温的垂直分布。 每上升单位距离气温的降低值，称为气温直减率，以 r 表示，单位为℃／100m 。对流层大气平均 r ＝ 0.65 ℃／100m 。气温直减率一般夏季和白天大冬季和夜晚小。逆温：指对流层内发生温度随高度增加而上升的局部反常现象。出现逆温的气层称为逆温层，它的状态稳定，会阻止下层空气的垂直对流运动，因此又叫阻挡层。成因：辐射逆温、平流逆温、下沉逆温、锋面逆温、融雪逆温。 第二节 大气水分和降水 一、 大气湿度。 大气中水分含量的多少，称为湿度，即空气的干湿程度。 （一）湿度的表示方法 1、水汽压： 指大气中水汽部分的分压力，用 e 表示，单位是 hPa 。空气中水汽含量越多，水汽压越大。 21
2、绝对湿度： 指单位体积湿空气所含有的水汽质量，又称为水汽密度， 用 a 表示，其单位为 g／m3 或 g／cm3 。空气中水汽含量越多，绝对湿度就越大。 由于水汽含量难以直接测量，通常以 e 代替 a 。饱和水汽压与相对湿度 3、饱和水汽压： 指一定体积空气在一定温度条件下所能容纳的最大水汽量所具有的压力，用 E 表示，其单位与水汽压相同。饱和水汽压随温度升高而增大，随温度降低而减小。 4、相对湿度： 指空气中实际水汽压与同温度下的饱和水汽压之比的百分数，用 f表示，即：f ＝ e ／E ×100％——相对湿度大小直接反映空气距离饱和的程度，当 e 不变时，气温升高饱和水汽压增大，相对湿度减小。饱和水汽压与相对湿度 5、露点： 指空气中水汽含量不变，气压保持一定时，气温下降到使空气达到饱和时的温度。用 Td 表示。在饱和空气中，T－Td ＝ 0 ；而在未饱和空气中，则T－Td ＝＞ 0。T－Td 差值越大，相对湿度越小，反之相对湿度越大。气温降到露点，是水汽凝结的必要条件。 （二）湿度的变化与分布 1、日变化： 相对湿度的日变化主要取决于气温。气温高相对湿度小，气温低相对湿度大。因为气温增高时，饱和水汽压增大比水汽压增大要快得多，气温降低时相反。因此，相对湿度最高值出现在清晨气温最低时，最低值出现在午后气温最高时。 2、年变化： 相对湿度的年变化，一般是冬季最大，夏季最小。但季风气候区相反，夏季大冬季小，因为夏季风来自海洋，而冬季风来自。 3、湿度的空间分布相对湿度的空间分布特征取决于纬度和海陆分布状况。赤道地带终年高温多雨，而高纬度地带则全年低温，所以相对湿度都较高≥80％。副热带区域，相对湿度较低，约50％。通常，相对湿度小海洋大。在，距离海洋越近，相对湿度越大；距离海洋越远，相对湿度越小。 二、水相变化 （一）水相变化过程 1、水相变化与潜热交换：蒸发——由水变成水汽；凝结——由水汽变成水；冻结——由水变成冰；融解——由冰变成水；凝华——由水汽直接变成冰；升华——由冰直接变成水汽。 22
◆水的相变过程伴随着能量转化和交换，这种能量称为潜热（能）。潜热交换 ◆由水的相变导致的热量吸收和释放过程，称为潜热交换（过程）。蒸发、融解、升华——吸收潜热；凝结、冻结、凝华——释放潜热。 2、蒸发及其影响因素。当 e ＜ E 时，出现蒸发；当 e ＞ E 时，则出现凝结。 ◆蒸发量：因蒸发而消耗的水量，以水层厚度mm 表示。蒸发 1 mm 厚的水，相当于 1 m2面积上蒸发 1000g 的水量。 ◆蒸发速率：单位时间从单位面积上蒸发出来的水分质量，单位为 g／cm2 · s 。——蒸发受气象因子和地理环境影响。蒸发面温度越高，蒸发越快、蒸发量越大。蒸发量变化与气温变化基本一致，即每天午后最大日出前最小；夏季大冬季小；海洋大、小。 3、凝结及其条件——空气中水的凝结必须具备两个条件： ◆空气要达到饱和或过饱和状态； ◆要有凝结核。——空气达到饱和或过饱和的途径： ◆增加空气水汽含量，如暖水面的蒸发； ◆降低气温，大气中水的凝结主要由于空气冷却而产生（绝热冷却：云、雨产生的主要方 式；辐射冷却和平流冷却：雾、露、霜等产生的主要方式 ）。 ▲凝结核——指具有吸湿性、可作为水汽凝结核心的微粒。其含量随高度递减；陆地多海洋少；城市多乡村少，工业区最多。 三、水汽凝结现象 1、地面凝结现象（露和霜）——当近地面层空气冷却至露点温度以下时，水汽会凝结在地面或地面物体上。 ◆露：如果露点温度高于 0 ℃，水汽凝结为液态，称为露； ◆霜：如果露点温度低于 0 ℃，水汽凝结为固态，称为霜； ◆霜冻：是指温度下降到足以引起农作物受害或死亡的低温。 23
★露和霜的形成条件：近地面层空气湿度要大；有利于辐射冷却的天气条件；地面或地物热传导不良。 2、空中凝结现象（云和雾） ★雾：指漂浮在近地面层、由水汽凝结（凝华）而成的小水滴或小冰晶构成的可见集合体。当能见度小于 1 km 称为雾；1 — 10 km的称为轻雾。 ◆雾的类型：最常见的是辐射雾和平流雾，还有蒸气雾、上坡雾和锋面雾。辐射雾——因地面辐射冷却，使近地面层空气变冷，水汽凝结而成；多出现于秋冬季节无云的夜晚，谚语有 “ 十雾九晴 ” 之说。平流雾——暖湿气流移到冷的下垫面上，冷却降温，水汽凝结而形成；出现范围广。 ★云——指高悬于空中、由水汽凝结（凝华）而成的小水滴或小冰晶构成的可见集合体。云是气块上升过程绝热冷却降温，使水汽达到饱和或过饱和发生凝结而成。 ◆云的成因：对流运动——主要形成积状云；系统性上升运动——主要形成层状云；波状运动——主要形成波状云；地形作用——比较复杂，可以形成各种云。 ◆云的分类：按国际分类法，根据云的形成高度，结合云的形态特征、结构、成因，将云分类如下:。卫星云图。云的类型。低云100 ——2000m积云 Cu由水滴组成，云底平坦，垂直向上发展，常常产生大量降水及阵性降水。积雨云 Cb层积云 Sc层云 St雨层云Ns中云＜6000m高层云 As由水滴和冰晶组成，可降水或变雨层云。高积云 Ac高 云＞6000m卷云 Ci由冰晶组成，一般不产生降水。卷层云 Cs卷积云 ◆云量——天空被云遮蔽的程度叫云量，以0 ～ 10 的成数表示。云量的多少与纬度、海陆分布、大气环流等因素有关。晴天：0～4； 多云：5 ～ 8； 阴天：9 ～ 10 。 四、降水——指从云层中降落到地面的液态或固态水。包括雨、雪、霰、雹等。 ◆降水量：指降落到地面上的雨和融化后的雪、霰、雹等集聚在水平面上的水层厚度，单位为 mm 。 ◆降水强度：指单位时间内的降水量，单位mm／h或mm／d 。 ◆水分条件指降水量与实际蒸发量之差。降水量＞蒸发量时，气候湿润；降水量＜蒸发量时，气候干燥。 （一）降水的形成——降水从云中来，但有云未必有降水 24
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