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1、 课程导航 离开 刷新 关于本课程 第一章：自然地理学与人类环境 第二章：地球与地球表层系统 第三章：地球表层环境与地球表层系统 第四章：岩石圈与地球表层结构和轮廓 第五章：大气圈与气候分异规律 第六章：水圈与水平衡 第七章：生物圈与生态系统 第八章：大气圈与岩石圈的相互作用 第九章：水圈与岩石圈的相互作用 第十章：水圈与大气圈相互作用 第十一章：水圈、大气圈、岩石圈的相互作用 第十二章：生物圈与岩石圈、水圈、大气圈的相互作用 第十三章：水圈、大气圈、生物圈、岩石圈相互作用与地球表层系统 第十四章：地表环境评估与区划 第十五章：地表环境预测 第十六章：地表环境的规划与管理 第十七章：地表环境的
2、优化调控 第一节：日常生活中的自然地理学问题 第二节：自然地理学研究的对象、内容、目的与意义 第三节：自然地理学的性质 第四节：自然地理学与地球表层系统 第一节：宇宙中的地球 第二节：地外系统对地表环境的影响 第三节：地内系统对地表系统的影响 第一节：地球表层系统的组成 第二节：地球表层环境（系统）的结构 第三节：地球表层系统的功能 第四节：人类与地球表层环境 第一节：岩石圈的组成 第二节：岩石圈的结构 第三节：岩石圈的运动 第四节：固体地球表面的结构与轮廓 第五节：构造地貌 第六节：岩石圈与人类 第一节：大气圈的组成与结构 第二节：大气运动 第三节：物质输移 第四节：能量传输 第五节：气候分
3、异规律 第六节：大气与人类 第一节：水圈的组成 第二节：水圈的结构 第三节：水圈的演化 第四节：水的运动 第五节：水分平衡 第六节：水圈与人类 第一节：生物圈的组成 第二节：生物圈的结构 第三节：生物圈的形成与演化 第四节：生态系统 第五节：人与生物圈 第一节：岩石风化与气候 第二节：岩石圈变动与气候 第三节：地貌与气候 第四节：沙尘暴与黄土沉积 第一节：岩石与水 第二节：岩石圈的结构与流域性质和水系发育 第三节：水的分布、负荷均衡与岩石圈的形变 第四节：构造-侵蚀-地貌循环 第五节：流水作用与流水地貌 第六节：海岸线与海岸带 第七节：海啸、泥石流、崩岸、滑坡水、岩相互作用的实例 第八节：河口
4、地貌 第一节：水汽与天气 第二节：水与气候 第三节：大气环流与水的循环 第四节：海气相互作用 第一节：气候海面冰川均衡 第二节：气候水的分布地球自转速度构造运动或形变 第三节：构造运动大气环流水份循环 第四节：水圈、大气圈、岩石圈相互作用与冰川、冰缘地貌 第五节：水圈、大气圈、岩石圈相互作用与黄土地貌 第一节：生物圈与岩石圈相互作用 第二节：生物圈和大气圈相互作用 第三节：生物和水的相互作用 第四节：水圈、大气圈、生物圈物圈的相互作用 第一节：地球表层系统的能量流动与能量平衡 第二节：地球表层系统的物质迁移与循环 第三节：地球表层自然环境的地域分异规律 第四节：土壤与土壤系统 第五节：喀斯特作
5、用与喀斯特地貌 第一节：气候类型划分与气候环境评估 第二节：生物环境分区与评估 第三节：地形、地貌与地质环境评估与区划 第四节：水资源与水资源分布 第五节：土地分类、分级与评估 第一节：地表环境预测的原则 第二节：岩石圈的变化趋势 第三节：大气圈的变化趋势 第四节：水圈的变化趋势 第五节：生物圈的变化趋势 第六节：地球表层环境的变化趋势 第一节：环境规划概述 第二节：环境规划编制 第三节：环境管理及其特征 第四节：环境管理的任务与内容 第五节：环境管理的手段 第六节：环境监测管理信息系统 第一节：优化调控概述 第二节：优化调控原理 第三节：优化调控的途径 第四节：优化调控的方法与模型 退出 第
6、十一章 水圈、大气圈、岩石圈的相互作用第二节 气候-水的分布-地球自转速度-构造运动或形变气候的变化会改变地球表面水的分布，引致地球自转速度的变化，从而进一步导致构造运动或岩石圈的变动，岩石圈的变动或构造运动又反过来影响大气环流和气候。一、气候变化与地球表面水的分布气候的冷暖变化，导致冰川的进退和海平面的升降，从而引起地球表面水的重新分布。现在地球表面海洋与陆地的分布状况是，大陆主要集中分布在北半球中高纬度地区和南半球高纬度地区（南极洲），而海洋集中分布在低纬地区与南半球的中纬地区。在北纬 30o70 o之间，陆地占地球表面的 53.55%，海洋只占到 46.45%；在南纬 70o90 o之间
7、，大陆占 76.13%，海洋只占 23.87%；而在南北纬 30o 之间，大陆只占 25.8%，海洋却占到 74.2%。当冰期来临，海洋水蒸发减少，海平面减低，而中高纬度大陆冰盖发育、扩展，势必导致地球表面水的质量中心向高纬度偏移。二、地球表面水的分布与地球自转速度根据角动量守恒原理，地球在自转过程中角动量是保持不变的。即 I=C其中 为地球自转的角速度，I 为地球转动惯量,C 为常数。由此可以看出，地球自转的角速度 与地球转动惯量 I 成反相关关系：当地球转动惯量增大时，地球自转的角速度就会减小；反之，当地球转动惯量减小时，地球自转的角速度就会增大。转动惯量等于物体内所有质点的质量(m)与它
8、对旋转轴的的转动半径(r)平方的乘积的总和，即I=mr2。在地球总质量不变的情况下，转动惯量的变化取决于半径 r。当转动半径 r 增大时，转动惯量增大，从而导致转动速度的变缓；当转动半径 r 减小时，转动惯量减小，从而导致转动速度加快。这个道理可以用一个普通的例子来说明：譬如一个花样滑冰运动员两臂并拢在高速旋转，当他伸开双臂，速度立刻就会减慢。地球表面的物体或物质都在随地球的转动而转动，它们的转动半径随纬度的变化而变化。在赤道上地球表面的物体的转动半径最大，向极地地区逐渐变小。到南极或北极点上，由于地轴（地球旋转轴）通过那里，故转动半径为零。也可以这么说，同样一个物体，如果位于赤道附近，它的转
9、动惯量是最大的，如果将之移动到极地地区，它的转动惯量将逐渐减小到零。前面的分析表明，当冰期来临，地球表面将有较多的水以冰的形式集中分布到中高纬大陆地区，从而使地球表面的水的质量中心向高纬度偏移。地球表面的水的质量中心向高纬度偏移，将导致地球自转转动惯量减小，从而使地球自转的速度加快。当间冰期来临，中高纬度大陆地区的冰盖融化，融水回到海洋，地球表面的水的质量中心将向较低纬度迁移，从而导致转动惯量的增大和地球自转的速度变慢。三、地球自转速度的变化与构造运动或形变李四光创立的地质力学学说，将构造运动或形变与地球自转速度的变化有机地联系在一起，来解释构造运动或形变的力源问题。地质力学认为，地壳运动的起
10、源是地球自转速度的变化。在地球自转过程中，除两极以外，地球表面上的任一点，都受到不同程度的离心力的作用。 图 11-2 地球自转离心力图解如图 11-2 所示，地球上任意一点 A，在地球自转过程中都存在一个离心力。即F=mv2/r=m2 r。式中，m 为物体的质量，v 为 A 点上地球自转的线速度， 为地球自转的角速度，r 为 A 点距离旋转轴的半径。由此可以看出，离心力 F 随着旋转半径 r 的增大而增大。由于旋转半径 r 从赤道向两极逐渐减小，因此离心力 F 也由赤道向两极减小。一般来说，离心力 F 可以分解为两个分力，一个是垂直地面的垂直分力 f1 , 它与重力作用方向相反，并与重力相抵
11、消；另一个是与地面相切的水平分力 f2，正是这个分力导致地球表层（地壳或岩石圈）由高纬向低纬的水平移动。可以计算，这个水平分力在极地与赤道都等于零，而在中纬度最大。当地球自转速度变快，离心力增大，使地球表层向低纬度地区移动。由于地球表层与内部物质组成的不均匀性，地球表层运动的幅度与速度不同，便导致某些地区的挤压、某些地区的拉张和某些地区的剪切。纬向构造带及其派生构造就是这样形成的。地球自转速度的变化，对水圈也产生不可忽视的影响。当地球自转速度变快，离心力增大，使海水从高纬度地区向低纬度地区集中，引起低纬地区的海侵和高纬地区的海退；当地球自转速度变慢，离心力减小，使海水从低纬度向高纬度地区移动，
12、引起低纬地区的海退和高纬地区的海侵。当地球自转速度发生变化时，不仅导致了南北向的水平切向应力的变化，而且也引起了东西向切向分应力与惯性力的变化。当地球自转速度变快，产生一个自西向东的切向分力，同时还产生一个与这个力大小相等而方向相反的惯性力。当地球自转速度变慢，所产生的切向力与惯性力的方向正好相反。好像人们乘车一样，当车速发生变化时，就会出现前仰后合的现象。车速加快，人向后倒；车速变慢，人向前倾。同样的道理，当地球自转速度变快，地球表层就会向西漂移；当地球自转速度变慢，地球表层就会向东漂移。在这个东西向的切应力与惯性力的作用下，地球表层将发生东西向的移动。由于地球表层与内部物质组成的不均匀性，
13、地球表层运动的幅度与速度不同，便导致了东西向的挤压、拉张或剪切。经向构造带及其派生构造就是这样形成的。四、气候水的分布地球自转速度-构造运动或形变通过上述分析讨论，可以看出气候的变化，引起地球表层水的分布发生变化，导致地球自转速度发生变化，从而引致岩石圈的变动和构造形变。岩石圈的变动和构造形变，反过来又导致气候的变化、水的分布的变化，以及地球自转速度的变化。岩石圈的变动和构造形变，导致了地球表层物质的重新分配。例如，大陆的漂移，导致了大陆纬度的变化，造山、造陆运动，使地球表面起伏增大。这些不仅会改变大气环流、水圈的结构与轮廓，而且还会相应改变地球的转动惯量，从而改变地球自转的速度。地球自转速度
14、的改变，不仅会引起新的岩石圈的变动，而且还会通过改变地表水平切向应力而改变地表水的分布，通过改变洋流运行速度以及改变大气角动量来改变大气环流和气候。研究表明，地球自转速度的变化，与厄尔尼诺现象之间存在明显的相关关系（郑大伟，1988；任振球，1990）。在厄尔尼诺年，由于地球自转速度减慢，在南北纬 10o 之间的低纬度地区，海水可以获得平均0.5 cm/s 的向东的相对速度，大气可以获得 1m/s 的向东的相对速度。也就是说，地球自转速度的减慢，使赤道附近的海水和大气获得了较多的向东的角动量，引起赤道洋流减弱，导致赤道东太平洋涌升流减弱，从而导致赤道东太平洋海水温度的升高的厄尔尼诺现象的出现（
15、图 11-3）。 图 11-3 地球自转对厄尔尼诺的影响的可能途径（任振球，1990）大气环流、海水运动，都可以通过角动量的传递影响与改变地球自转的速度。全球的相对西风角动量1 月份比 7 月份要大 4.21032gcm/s，这就是 1 月份地球自转速度比 7 月份要慢的原因。气候水的分布地球自转速度-构造运动或形变之间的关系，可用图 11-4 简要表示。 图 11-4 气候变化-水的分布-地球自转速度-构造运动或形变现代自然地理学试卷一答案 卷 1 套答案要点 一、名词解释1、回归线：一年中地球表面太阳直射的南北界线。2、分水岭：两个流域之间由地面最高点连接组成的山岭高地。3、石环：由于融冻作用形成的由石块或者砾石组成的环状地貌。4、山谷风：由于山坡与谷地受热与冷却的速度不同，而产生的白天吹向山坡，夜晚吹向谷地的风。5、副热带：位于热带两测由下沉气流控制的气候干燥的地带。6、食物网：由生物组成的生物之间食与被食的关系网7、气旋、反气旋：围绕着低压或者高压中心所形成的旋转着的
