第一章 地球系统地理科学导论天体系统图解宇 宙尚未认识的空间总星系河外星系银河系恒星世界太阳系九大行星及其卫星小行星流星体彗星星际物质太阳其他行星及其卫星地月系宇宙大爆炸学说第一章地球系统 宇宙大爆炸理论是关于宇宙形成的最有影响的一种学说,诞生于上世纪 20年代,40年代得到补充和发展,但一直寂寂无闻。
1948年,美国天体物理学家 伽莫夫 等将广义相对论融入到宇宙理论中,正式提出宇宙大爆炸理论。认为大约在 150亿年 前,
宇宙所有的物质处于极度高温和极大密度的状态,这种状态被形象地称为,原始火球,。所谓原始火球也就是一个无限小的点。火球爆炸,宇宙物质开始向外大膨胀,密度逐渐变稀,温度也逐渐降低,直到今天的状态。现在的宇宙仍会继续膨胀,
也就是无限大,有可能宇宙爆炸的能量散发到极限的时候,宇宙又会变成一个原始火焰即无限小的点。这一理论能圆满地解释许多天体物理学问题。
银河系地球在宇宙中 —— 银河系 ( P13)第一章地球系统 晴朗的夜空,银河系象一条白茫茫的光带。整个星系呈扁圆盘状,称之为银盘。直径约 8万光年,中心突起部分称核球,直径约 1万光年。中心还有银核。银河系的外围是更大的近似于球状的系统称银晕,直径
10万光年。
银河系约有 1500亿颗恒星。银河系整体朝麒麟座方向以 214km/s的速度运动,其中的天体绕银河系中心旋转。
地球在宇宙中 —— 太阳系第一章地球系统 太阳系 距银心 3.3万光年,中心天体是太阳。太阳的质量占太阳系的
99.87%,其强大的引力吸引行星围绕公转。
太阳类地行星:质量小、密度大、中心有结核、金属元素比例高。
巨行星:质量大、密度小、主要由氢、氦、氖等元素组成。
远日行星:质量和密度介于上述之间,由氮、碳、氧及氢化物组成。
宇宙因素的地理效应第一章地球系统 1.太阳能是地球表层的基本能源,是地球生命的源泉,
2.太阳光源使地球上有了昼夜交替和季节变化。
3.太阳活动对地球上的气候和生物过程产生强烈影响。如地球上的洪涝灾害、疾病、
磁场变化等。
讨论,香港旅美宇航科学家翁玉林认为,
1644年明朝灭亡与太阳黑子消失关系密切。明朝灭亡前后约 70年,太阳黑子消失。那时欧洲出现小冰河时期,中国气候突变,天灾令农作物失收,迫使满州人四出讨伐,既为土地也为食物,是促使明朝政治巨变的幕后原因之一。
—— 太阳的影响第一章地球系统宇宙因素的地理效应 —— 月球的影响月球质量仅有地球的 1/81,半径只有地球的 1/4多点,体积是地球的 1/49。月球上无大气和水。月面高低起伏。
1.月球对地球的引力产生潮汐现象。当月球引力与太阳引力结合时,形成大潮。由于月球公转时离地球距离在变化,再加上地球自转及地轴倾斜等原因,海水形成了半日潮、全日潮、月周期潮和半月周期潮等。
月地引力是地表地理过程节奏性的重要因素。
2.月球是人类迈向太空的第一站。
3.月球在夜晚反射太阳光提供照明并形成月相变化。
地球 ( P28)
第一章地球系统地球是一个不规则的椭球体。南半球短粗,北半球细长。
赤道半径 6378.1km,
极半径 6356.8km。赤道周长 40076km。
内部圈层地壳地幔地核地壳与人类的关系十密切。大陆地壳分上下两层,以康德拉不连续面分隔,上部为硅铝层,下部为硅镁层(玄武岩层),海洋地壳薄,很多地方缺失硅铝层。地壳连同地幔顶部的坚硬岩层合起来称岩石圈。
注意图中各层的分界大气圈层结构 ( P31)
第一章地球系统对流层平流层中间层暖层外逸层大气圈分层注意图中的高度界限和飞行器活动。
1.集中大气质量的 3/4和几乎全部水汽及杂质; 2.低纬度厚于高纬度; 3.夏季厚于冬季;
4.热力梯度明显,为 6℃/ 千米;
5.垂直运动显著 ;6.主要天气现象都在这里。
1.大气盛行平流运动; 2.有同温层; 3.空气干燥,少有天气现象发生; 4.离地面 25~30km
处有臭氧层,保护地球生物。
1.空气稀薄; 2.温度随高度增加而下降; 3.有垂直运动;
4.顶部偶有夜光出现。
1.温度随高度增加而迅速上升;
2.紫外线被空气大量吸收。
人类了解甚少,与星际空间无明显界线。
地球自转的地理效应 ( P38)
第一章地球系统
1.昼夜更替
2.地转偏向力经线不同,地方时不同。东早西晚。
自然 要素或现象的昼夜更替。
生物活动的昼夜更替。
全球大气三圈环流形成。
改变全球大洋环流方向。
导致河岸不对称。
讨论,你所了解的自然现象或社会现象中,哪些与地球自转有密切关系?
时间变化自然节律生物行为大气环流大洋环流河道演变地球自转图示第一章地球系统描述,左图反映的地球自转有哪些基本特征?
思考,图中表示昼与夜的阴影有明显不同,为什么?
地球公转的地理效应 ( P41)
第一章地球系统
1.形成四季 太阳光太阳光太阳光春季,12.22~3.21
夏季,3.21~6.22
秋季,6.22~9.23
冬季,9.23~12.22
冬至春分夏至秋分
(1)太阳直射点变化
(2)正午太阳高度变化
(3)昼夜长短变化
(4)生物活动节律
(5)人类社会活动变化
2.长周期气候变迁原因,
地球偏心率 (e)变化黄赤交角 (ε )变化地轴进动与岁差变化地理座标 (P44)
第一章地球系统经线与经度纬线与纬度经纬网读图指出 经线和纬线的基本特征。
极地的经纬网试在图中描绘南回归线、北回归线、南极圈、
北极圈,20° W
线和 160° E线并表述其特殊意义。
时区与区时 (P45)
第一章地球系统
1.时刻的概念与地方时。
2.划分时区的规定。
3.确定国际日期变更线。
1884年,华盛顿国际子午线会议规定:全世界按统一标准划分时区,实行分区计时制。以本初子午线为基准东西经各 7.5° 为零时区,零时区向东向西每
15° 划分一个时区,全球划分为 24个时区,每个时区相差 1小时。东 12时区和西 12时区都是半时区,共用
180° 经线的时间。并在 180° 经线附近划出一条国际日期变更线。
问题,中国使用东 8区的区时作为标准时间对新疆来说就不太方便,为什么?
地球的演化 (P47)
第一章地球系统天文时代:
(距今 150亿年至距今 46亿年)
地质时代:
(距今 46亿年至距今 30亿年)
生物时代:
(距今 34亿年至距今 300万年)
人类时代:
(距今 300万年以来)
地球作为天体的形成阶段。
地球内部构造形成阶段。
生物产生与进化时代。
人类的出现与进化。
火山爆发形成原始大气地球的演化 —— 天文时代 (P47)
第一章地球系统一个由岩浆构成的炽热球体地球作为天体的形成阶段,距今约 46亿年前至 150
亿年。比较认可的观点是 18世纪康德、拉普拉斯提出的星云说。其根据是太阳和行星的物质组成相近,年龄差别不大,以及运动特征,由此推断太阳和太阳系的行星都是太阳星云形成的。
地球的演化 —— 地质时代 (P48)
第一章地球系统地球内部构造的形成阶段。物质彼此撞击的动能和地球收缩的位能以及放射性元素衰变释放热能使内部增温。密度高而熔点低的物质流向地心,密度低的物质上浮,完成分层过程。原始大气形成,主要成份是水蒸气、
甲烷、氨气、氢、二氧化碳等。已发现的最古老的岩石距今 36~38亿年。
地球的演化 —— 生物时代第一章地球系统最早的原始生命是菌藻类,距今 34亿年前,靠无氧发醇方式获得能量,以原始海洋中的有机分子为养料,
是异氧生物。距今 27亿年前蓝绿藻出现。它能在光合作用下把水和 CO2合成有机物并释放游离态的氧,改变了大气成份。距今 10~15亿年出现了真核细胞。距今 4亿年生命从水体表层发展到陆地。距今 6000万年出现了哺乳动物。
地球的演化 —— 人类时代 (P49)
第一章地球系统人类时代是人类产生和人类文明发展的时代。距今 300万年前人类出现。
1.非洲南方古猿
2.直立人,距今 30万年,分布在欧亚非三洲,身高约
160cm,脑量 800-1200ml,
能用火,打制石器。
3.早期智人,距今 5
万年,体质接近现代人,人工取火,
标准化石器,脑量
1300— 1700ml。 4.晚期智人,距今 1万年,有艺术品和装饰品 。
山顶洞人地球表层的构造 ( P59)
第一章地球系统地球表层学是研究地球表层(一个非生物、生物和人的巨系统)的状态、结构、功能、演化等规律的科学。
地球表层指与人类直接有关的一部分地球环境,其范畴大致上始大气对流层顶,下至岩石圈上部,包括大气、
水、岩石、生物在内的特殊圈层。
岩石圈大气圈水圈生物圈智慧圈我国科学家钱学森教授于 1983年倡议创建
,地球表层学,,并认为,是门跨地理学、地质学、气象学、工农业生产技术、技术经济和国土经济的新学科,。
土壤层风化壳沉积岩层硅铝层硅镁层下层自由大气层顶层海洋河流湖泊沼泽地下水高山积雪冰川植物动物微生物地球表层的能量转换与物质循环 ( P61)第一章地球系统
1.太阳能在无机界的转换
2.太阳能在有机界的转换
3.地球内能和引力能的转换
4.地质大循环
5.大气环流
6.水循环
7.生物 — 非生物循环能量转换物质循环主要现象大气运动水体运动生命活动地壳运动火山活动地震潮汐风化滑坡陨击思考,将现象与过程关联,哪些现象不在上述过程之列?
人类对环境的影响 ( P71)
第一章地球系统
—— 影响岩石圈
1.人工地貌过程
2.人类沉积物的形成
3.人类对土壤的影响
4.触发地壳运动工程建筑填海造陆围湖造田修建水库修筑梯田挖河修堤矿山开采废物堆放
……
庄浪梯田香港填海工程长江同马大堤列举你所熟悉的人类对岩石圈影响方面的案例。
人类对环境的影响 ( P74)
第一章地球系统
—— 影响大气圈
1.改变大气成份
2.大气污染
3.改变大气环流
4.营造气候条件后果,
形成温室效应使臭氧层破坏酸雨城市热岛环流有人认为,现代工业的大规模发展会使地球上的气温升高,谈谈你的认识。
人类对环境的影响 ( P77)
第一章地球系统
—— 影响水圈
1.改变水系
2.改变水循环
3.污染水体三北防护林体系佛子岭水库 淮河污染人类对环境的影响 ( P80)
第一章地球系统
—— 影响生物圈
1.森林面积缩小
2.草原退化
3.生物多样性降低
4.改变生物基因
5.提高生物数量联合国粮食与农业组织 2000年 10月 8
日发表的一份报告称,世界范围内的破坏森林现象虽然仍很严重,但近 10年来全球森林面积缩小速度已明显呈下降趋势。森林面积缩小的最主要原因是垦林种粮,其次是工业用材和生活燃柴,以及过度放牧、森林火灾和病虫害等。
基因技术复活史前猛犸象计划思考题第一章地球系统
1.简述天体系统的构成。
2.太阳和月球对地球有哪些影响?
3.列举并解释因地球自转而产生的地理现象。
4.描述地球演化的各个阶段的特征。
5.论述南北半球各季节太阳高度和日照时数的特点。
6.时区是如何划分的?这样做有什么意义?
7.地球表层存在哪些圈层?论述各圈层之间的关系。
8.地球表层有哪些能量转换过程和物质循环过程?
9.论证太阳能是生命运动能量的源泉。
10.地球的内能有哪些释放形式?列举现象说明。
11.阐述生物 — 非生物物质循环过程。
12.举例说明人类对环境的有利影响和不利影响。
宇宙大爆炸视频第一章地球系统九大行星运动特征第一章地球系统太阳黑子活动与降水变化第一章地球系统地球自转视频第一章地球系统太阳能在无机界的转换 ( P62)
第一章地球系统
1.太阳能在全球的分布
2.气压梯度推动气流运动
3.全球大气环流
4.海陆热力环流
5.山风与谷风太阳能在有机界的转换 ( P64)
第一章地球系统思考,
1.为什么说太阳能是生命运动能量的源泉?
2.太阳能能够在有机界流动,最关键的环节是什么?
3.解释食物链各营养级的能量转化的
1/10定律。
列举各种力的作用所产生的现象。
印尼的火山爆发地球内能和引力能的转换 ( P66)
第一章地球系统地热能地壳运动岩浆活动火山活动地震地球的引力太阳的引力月球的引力其他天体引力滑坡模型钱塘潮地质大循环 ( P67)
第一章地球系统地表物质经过风化、搬运、沉积、成岩过程,然后随地壳隆起成陆地,再经风化、搬运、沉积,形成沉积岩,周而复始的过程。
水循环 ( P69)
第一章地球系统
1.太阳能在无机界的转换
2.太阳能在有机界的转换
3.地球内能和引力能的转换
4.
5.大气环流
6.
7.生物 — 非生物循环地下径流注意图中蒸发、蒸腾、降水、输送、下渗、径流等环节。
生物 — 非生物循环 ( P70)
第一章地球系统