《中国地质大学(北京)地球科学概论地球的外部圈层》由会员分享，可在线阅读，更多相关《中国地质大学(北京)地球科学概论地球的外部圈层（38页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二章 地球的外部圈层全球大气环流主要内容一、大气圈（本章主要内容）二、水圈（本章主要内容）三、生物圈一、大气圈大气圈是因地球引力而聚集在地表周围的气体圈层。 大气圈的结构从下向上可分为对流层、平流层、中间层、热层和外逸层或散逸层一、大气圈 1. 大气圈的结构 （1）对流层（1）对流层大气圈最下面的一层，厚度随纬度而异，赤道附近厚1718km，两极仅89km。特点： 空气强烈对流； 温度随高度增加而降低； 气象要素（温度、湿度、气压等）水平分布不均匀，形成复杂的天气现象； 受人类活动影响显著。（2）平流层从对流层顶至3555km高空的大气层，气流以水平方向运动为主。 基本不含水汽和尘埃物质，不
2、存在对流层中的各种天气现象； 该层的上部（3055km）存在多层臭氧层； 下部温度随高度增加保持不变或略升高，但升至30km以上时，由于臭氧层吸收了大量紫外线，温度升高。一、大气圈 1. 大气圈的结构 （2）平流层（3）中间层自平流层顶至85km左右高空的大气层。 由于没有臭氧吸收太阳辐射的紫外线，气温随高度增大而迅速下降，至中间层顶界气温降至-83-113； 由于下热上冷，再次出现空气的垂直运动； 顶部出现弱电离现象。一、大气圈 1. 大气圈的结构 （3）中间层（4）暖层（电离层）从中间层顶到800km高空的大气层。 空气很稀薄，质量占大气圈总质量的0.5%; 在太阳辐射和宇宙高能粒子作用下
3、，温度迅速升高，再次出现温度随高度增加而升高的现象 ，到500km高空处温度高达1201；由于紫外线和宇宙射线的作用，氧、氦被分解成为原子，处于电离状态，能反射不同波长的无线电波。一、大气圈 1. 大气圈的结构 （4）暖层(电离层 )（5）散逸层（外逸层）位于800km以上至20003000km的高空。 大气圈与星际空间的过渡地带； 空气极为稀薄； 温度随高度增加而升高； 因离地球太远，地球引力作用弱，空气 粒子运动速度快，气体质点不断向星际空 间扩散。一、大气圈 1. 大气圈的结构 （4）暖层(电离层 )2. 大气运动（1）大气运动的动力气压梯度力：可分解为水平气压梯度力和垂直气压梯度力，是
4、大气运动的原动力。地转偏向力：由地球的自转和球面效应引起，它使从低纬度向高纬度运动的大气向东偏转，从高纬度向低纬度运动的大气向西偏转。此外还有惯性离心力、摩擦力等。一、大气圈 2. 大气运动 （1）大气运动的动力（2） 大气环流大范围的大气运动状态低纬环流中纬环流高纬环流大气环流模式图之一一、大气圈 2. 大气运动 （2）大气环流一、大气圈 2. 大气运动 （2）大气环流大气环流模式之二地球旋转使大气运动方向偏转（水流也要偏转）。在北半球，南北向运动的气流向右偏转，在南半球向左偏转，这就是科利奥力效应。注意：此模式的中纬环流的大气运动方向与前一个模式有所不同。 低纬环流赤道地表空气受热上升，在
5、赤道地表形成“赤道低压带”；赤道上空形成高压带 ，分别向两极运动；在地转偏向力的作用下向东偏转，在纬度30附近的高空其运动方向与纬线 基本平行，不能继续 向两极运动，转而向地面运动，在地面形成“副热带 高压带 ” 。一、大气圈 2. 大气运动 （2）大气环流 低纬环流 中纬环流与高纬环流 两极大气冷却收缩，形成“极地高压带”；在南纬与北纬60附近形成一个相对的“副极地低压带”；从极地高压带到副极地低压带之间形成“极地东风带”，从副热带高压带到副极地低压带之间形成“盛行西风带”；极地东风与盛行行西风在副极地低压带相遇时形成上升气流，构成中纬环流和高纬环流。一、大气圈 2. 大气运动（2）大气环流
6、 中纬环流与高纬环流3. 大气圈的演化初始大气圈包括CO2、N2和其它气体，CO2可能高达20%一、大气圈植物出现后，大气的成分开始变化，光合作用释放的O2开始在大气中聚集现代大气圈主要由N2 、O2和局部小量富集 的H2O、CO2及其它 气体组成。O2与CO2 的比率由植物与动物 维持恒定(0.03%)二、水圈 1. 水的类型1. 水的类型按天然水所处的环境可分为海水、陆地水和大气水 。（1）海水：水圈的主要组成部分 海水的运动：波浪、潮汐、海流（洋流）和浊流几种运动形式波浪：水体呈波状起伏的运动方式。相当于一半 波长的深度是波浪作用折下限深度。印度洋的海 啸潮汐：全球性海水周期性涨落的现象
7、，是在引潮 力作用下形成的。二、水圈 1. 水的类型 （1）海水 海水的运动波浪模型及有关术语波长波长递减波高增加波高波峰波谷 浪击带 浪基面浪基面深度=波长的一半2004年12月26日印度洋的海啸泰国普吉岛海啸过后的情景这次由苏门答腊岛西北部8级地震引发的海啸使印度洋沿岸30万人罹难二、水圈 1.水的类型 （1）海水 海水的运动海流（洋流）：大洋中沿一定方向有规律移动的海水，分表层洋流和深层洋流。表层洋流主要由信风和海水密度差异引起，方向以水平为主，又可分为暖流和寒流；深层洋流主要由海水温度和盐度差异引起，方向既有水平运动，也有垂直运动。全球主要洋流二、水圈 1. 水的类型 （1）海水 海水
8、的运动浊流向大陆坡下运动，剥蚀大陆边缘，扩大海底峡谷，形成海底扇和浊积岩 ，浊积岩中发育粒序层理浊流：海洋中载有大量悬浮物质的高密度水下重力流，一般形成于大陆架外缘、大陆斜坡上部或河口三角洲前缘等处。深海扇粒序层浊流沉积模型浊积物二、水圈 1.水的类型 （2）陆地水 地面流水（2）陆地水：主要包括地面流水、地下水、湖泊、沼泽与冰川等。 地面流水：沿陆地表面流动的水体（河流、洪流等）。地面流水的水质点运动方式：层流和紊流。层流是水质点相互平行而不相混合的水流，在 地面流水中比较少见；紊流是水质点的运动速度 和方向随时发生变化的水流，是地面流水主要的 运动方式。二、水圈 1.水的类型 （2）陆地水
9、 地面流水自然界河流由于受到不平整河床的影响，往往呈紊流方式流 动层流紊流实际的河流二、水圈 1.水的类型 （2）陆地水 地下水 地下水：埋藏在地表以下岩石和松散堆 积物空隙中的水体，往往含有复杂的化学 成分。根据运动特征和埋藏条件可分为包气带 水、潜水和承压水三种基本类型。包气带水：在岩石中空隙未被地下水充满的 情况下，埋藏在包气带水中的地下水。二、水圈 1.水的类型 （2）陆地水 地下水地下水的垂直分 层土壤风化的基 岩孔隙基岩( 砂岩)潜水面饱和带不饱和带二、水圈 1.水的类型 （2）陆地水 地下水潜水：埋藏在地表以下第一个稳定隔水层以上、具有自由表面的重力水，也称饱水带水，其自由表面称
10、潜水面。承压水：埋藏在两个稳定隔水层之间透水层内的地下水，又称层间水。二、水圈 1.水的类型 （2）陆地水 地下水承压水示意图潜水面不透水岩石自喷井饱和带不透水岩石蓄水层二、水圈 1.水的类型 （2）陆地水 湖泊与沼泽 湖泊与沼泽湖泊：是陆地上较大的集水洼地。湖水主要来自大气降水、地面流水和地下水，其次是冰川融水和残留海水。湖水通过蒸发、下渗和流泄等方式不断消耗。有出口流泄的湖称为泄水湖，无出口的湖称为不泄水湖。湖水的化学成分主要与湖水的来源及自然地理条件有关。沼泽：陆地上潮湿积水、喜湿植物大量生长并有泥炭堆积的地方。小型湖泊小型沼泽二、水圈 1.水的类型 （2）陆地水 冰川 冰川冰川：是由积
11、雪形成的、并能运动的冰体，它是陆地上以固体形式存在的水。现在陆地上的冰川主要集中在地球两极和高山地区。雪花转变成冰川冰的过程雪花粒状雪积雪冰川冰二、水圈 1.水的类型 （2）陆地水 冰川陆地表面的冰川可分为大陆冰川和山岳冰川。大陆冰川：分布在高纬度和极地地区的冰川，又称冰盾或冰盖。特点：雪线位置低，分布面积大，冰层厚，流动速度稍快。如格陵兰岛的冰川。山岳冰川：分布于高山地带的冰川。特点：雪线位置高，规模小，冰层薄，受地形控制，呈线状分布。二、水圈 1.水的类型 （2）陆地水 冰川冰 川二、水圈 1.水的类型 （3）大气水（3）大气水大气水：存在于大气圈中的水，以气态的形式 存在，绝大部分分布于
12、大气圈的平流层中。大气水主要来源于海水和陆地水的蒸发、植物 叶面的蒸腾作用以及火山活动。常用湿度来表示大气中水的含量。相对湿度是空气实际水汽压与当时同温度下饱 和水汽压的百分比，绝对湿度是指一定量空 气中的水汽质量与该定量空气的体积之比。二、水圈 2.水圈的循环2. 水圈的循环水在自然因素和人为因素的影响下处于不断的 运动和转换之中，这就是水圈的循环。渗透沉淀沉淀三、生物圈地球表层由生物及其生活活动的地带所构成的连续圈层，是地球上所有生物及其生存环境的总称。生物按其性状可分为原核生物界、真菌界、植物界和动物界。生 物 圈 的 演 化三、生物圈大气圈、生 物圈、水圈 、岩石圈、 地幔和地核 系统的相互 作用使地球 从距今46亿 年来逐渐成 为一个动态 行星岩石圈地核地幔对流 生物圈气体释放大气圈 脱气作用思考题 海水有哪些运动方式？各有何特点？ 陆地水有哪些存在形式？ 片流与洪流、层流与紊流各是什么含义？
