06- 地球的結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)

1、Email: liufeng Tel: 138-6662-3095 Introduction to Planet Earth Basic Curriculum for Geography Science Lecturer in Chief： Feng Liu Academic Title： Instructor Major Lectured: Geography Science Introduction to Planet Earth Email: liufeng Tel: 138-6662-3095 地球概論 主講教師： 劉 峰 授課專業(yè)： 地理科學(xué) 地理科學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)課程地理科學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)課程

2、 第六章第六章 地球的結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)地球的結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì) Introduction to Planet Earth Liu Feng 地球是一個(gè)球體 一、地球是一個(gè)球體一、地球是一個(gè)球體 二、地球大小的測(cè)定二、地球大小的測(cè)定 三、地球引力與地球形狀三、地球引力與地球形狀 q 地球形狀地球形狀 v 地球形狀是指大地水準(zhǔn)面的形狀地球形狀是指大地水準(zhǔn)面的形狀； v 大地水準(zhǔn)面是指全球靜止海面（海拔起算點(diǎn)）。大地水準(zhǔn)面是指全球靜止海面（海拔起算點(diǎn)）。 第十三節(jié) 地球的形狀和大小 Introduction to Planet Earth Liu Feng 一、一、 地球是一個(gè)扁球體地球是一個(gè)扁球體 q

3、赤道半徑（赤道半徑（a a）= 6 378.140km= 6 378.140km q 極半徑（極半徑（b b）= 6 356.755km= 6 356.755km q 扁率（扁率（f f）= 1/298.275 = 1/298.275 二、二、 地球自轉(zhuǎn)與地球形狀地球自轉(zhuǎn)與地球形狀 q 直接造成地球扁球體的是自轉(zhuǎn)的慣性離心力直接造成地球扁球體的是自轉(zhuǎn)的慣性離心力 q 它的水平分量指向赤道；垂直分量在很小程度抵消它的水平分量指向赤道；垂直分量在很小程度抵消 一部分重力一部分重力 地球是一個(gè)扁球體 Introduction to Planet Earth Liu Feng 地球引力 與 地表慣性離

4、心力 Introduction to Planet Earth Liu Feng q 地理緯度是地面法線同赤道面的交角；強(qiáng)調(diào)弧的度數(shù)地理緯度是地面法線同赤道面的交角；強(qiáng)調(diào)弧的度數(shù) q 地心緯度是地球半徑同赤道面的交角；強(qiáng)調(diào)弧所張的地心緯度是地球半徑同赤道面的交角；強(qiáng)調(diào)弧所張的 球心角球心角 q 除赤道和兩極外，地理緯度除赤道和兩極外，地理緯度 地心緯度地心緯度 q 因經(jīng)線曲率自赤道向兩極遞減；南北緯因經(jīng)線曲率自赤道向兩極遞減；南北緯4545度，二種緯度，二種緯 度的差值最大（度的差值最大（1111 3232 ） q 因南北緯因南北緯4545度的經(jīng)線曲率是平均值，是兩種緯度間差度的經(jīng)線曲率是平均

5、值，是兩種緯度間差 值持續(xù)增加的終點(diǎn)和持續(xù)減小的起點(diǎn)值持續(xù)增加的終點(diǎn)和持續(xù)減小的起點(diǎn) q 圖例比較圖例比較 三、 地理緯度和地心緯度 Introduction to Planet Earth Liu Feng 地球是一個(gè)不規(guī)則的扁球體 一、地球是一個(gè)不規(guī)則的扁球體 q 參考扁球體 v 十分迫近大地水準(zhǔn)面形狀的扁球體； v 以大地水準(zhǔn)面對(duì)于參考扁球體的偏離大小來表示前 者形狀。 q 關(guān)于關(guān)于“梨形地球梨形地球” v 似梨似梨 l 北半球高緯和南半球低緯，水準(zhǔn)面高出扁球體北半球高緯和南半球低緯，水準(zhǔn)面高出扁球體 l 北半球低緯和南半球高緯，水準(zhǔn)面低于扁球體。北半球低緯和南半球高緯，水準(zhǔn)面低于扁球體

6、。 v 非梨非梨 l 忽略了赤道半徑與極半徑的忽略了赤道半徑與極半徑的2121千米的巨大差異千米的巨大差異 l 過分夸大了南北極半徑之間過分夸大了南北極半徑之間4040米的微小差異米的微小差異 l 籠統(tǒng)地說地球呈梨形是不確切的籠統(tǒng)地說地球呈梨形是不確切的 Introduction to Planet Earth Liu Feng q 地球內(nèi)部物質(zhì)的組成和密度隨深度而不同 q 物質(zhì)分布不均勻的情況在地殼最顯著 二、 地內(nèi)物質(zhì)分布和地球形狀 Introduction to Planet Earth Liu Feng 第十四節(jié) 地球的結(jié)構(gòu) 地球的圈層結(jié)構(gòu) 一、一、 地球的外部結(jié)構(gòu)地球的外部結(jié)構(gòu) q

7、巖石圈巖石圈 q 水圈水圈 q 大氣圈大氣圈 q 生物圈生物圈 q 智慧圈智慧圈 Introduction to Planet Earth Liu Feng 二、 地震波與地球內(nèi)部結(jié)構(gòu) 體波體波 地地 震震 波波 面波面波 縱波縱波 橫波橫波 q 地球內(nèi)部結(jié)構(gòu) v 地殼 v 地幔 v 地核 圖6-1 地球的內(nèi)部結(jié)構(gòu) （P波）波） （S波）波） Introduction to Planet Earth Liu Feng 地球的表面結(jié)構(gòu) 一、 地球表面的海陸分布 半 球海洋面積%陸地面積% 北半球60.739.3 南半球80.919.1 東半球62.038.0 西半球80.020.0 Introd

8、uction to Planet Earth Liu Feng q 大陸分類大陸分類 v 亞洲；亞洲； v 歐洲；歐洲； v 非洲；非洲； v 北美洲；北美洲； v 南美洲；南美洲； v 大洋洲；大洋洲； v 南極洲。南極洲。 q 島嶼分類島嶼分類 v 大陸島；大陸島； v 火山島；火山島； v 珊瑚島。珊瑚島。 二、 陸地 Introduction to Planet Earth Liu Feng 地球表面的海陸分布及 大陸輪廓的特征 q 地球表面的海陸分布及大陸輪廓的特征 大陸的東西邊緣多有隆起的高山，中部有大陸的東西邊緣多有隆起的高山，中部有 低陷的平原低陷的平原 大西洋兩岸的輪廓具有較

9、好的吻合大西洋兩岸的輪廓具有較好的吻合 較大的島嶼群大多位于大陸東岸，且多有較大的島嶼群大多位于大陸東岸，且多有 系列島弧分布系列島弧分布 各大陸形狀多是北部較寬而南部狹窄各大陸形狀多是北部較寬而南部狹窄 Introduction to Planet Earth Liu Feng q 海的分類海的分類 v 地中海；地中海； v 內(nèi)海；內(nèi)海； v 邊緣海邊緣海。 q 洋的分類洋的分類 v 太平洋；太平洋； v 大西洋；大西洋； v 印度洋；印度洋； v 北冰洋。北冰洋。 q 大洋海底地形的共同特征大洋海底地形的共同特征 v 大洋邊緣有海陸間的過渡地帶大洋邊緣有海陸間的過渡地帶( (大陸架大陸架)

10、 )； v 大陸架向海的一方有大陸坡大陸架向海的一方有大陸坡；外側(cè)可能伴有深海溝；外側(cè)可能伴有深海溝 v 海盆是大洋的主體部分。海盆是大洋的主體部分。 三、 海洋 Introduction to Planet Earth Liu Feng 第十五節(jié) 地球內(nèi)部的物理性質(zhì) 一、 地磁和地磁要素 磁北極 磁極 磁軸 磁南極 磁場(chǎng)：由磁力作用的空間。 地球的磁性 Introduction to Planet Earth Liu Feng q 磁場(chǎng)強(qiáng)度：表征磁場(chǎng)特征的要素磁場(chǎng)強(qiáng)度：表征磁場(chǎng)特征的要素 q 磁傾角：地球磁場(chǎng)強(qiáng)度的方向?qū)τ谒矫娴母┙谴艃A角：地球磁場(chǎng)強(qiáng)度的方向?qū)τ谒矫娴母┙?q 磁偏角：地

11、球磁場(chǎng)強(qiáng)度水平分量的方向，即在地理子磁偏角：地球磁場(chǎng)強(qiáng)度水平分量的方向，即在地理子 午線與地磁子午線之間，總存在一個(gè)偏角，叫磁偏角午線與地磁子午線之間，總存在一個(gè)偏角，叫磁偏角 地磁和地磁要素 Introduction to Planet Earth Liu Feng q 偶極磁場(chǎng)地磁要素的分布偶極磁場(chǎng)地磁要素的分布 v 地磁南北兩極互為對(duì)峙點(diǎn)；地磁南北兩極互為對(duì)峙點(diǎn)； v 地磁赤道是距地磁南北兩極各為地磁赤道是距地磁南北兩極各為 90 90 的大圓；的大圓； v 地磁強(qiáng)度和地磁傾角，都隨地磁緯度的增高而增大。地磁強(qiáng)度和地磁傾角，都隨地磁緯度的增高而增大。 q 由于非偶極磁場(chǎng)的存在，地球磁場(chǎng)實(shí)

12、際上是一個(gè)傾斜由于非偶極磁場(chǎng)的存在，地球磁場(chǎng)實(shí)際上是一個(gè)傾斜 偏心偶極磁場(chǎng)偏心偶極磁場(chǎng) 二、 地磁要素的分布 Introduction to Planet Earth Liu Feng q 長(zhǎng)期變化，來源于地球內(nèi)部的物質(zhì)運(yùn)動(dòng) q 短期變化，來源于電離層及太陽活動(dòng)的影 響 q 平靜變化：包括太陽日變化、太陰日變化 和季節(jié)變化 q 干擾變化：區(qū)域性、全球性、磁暴 三、 地磁要素的變化 Introduction to Planet Earth Liu Feng q 地球磁層：地球磁場(chǎng)在太陽風(fēng)中“挖” 出一個(gè)口袋形的空洞，叫做地球磁層 q 輻射帶：范艾倫輻射帶 四、 地球磁層和輻射帶 五、 地球磁場(chǎng)的

13、成因 Introduction to Planet Earth Liu Feng 地球的質(zhì)量和密度 一、一、 地球的質(zhì)量和平均密度地球的質(zhì)量和平均密度 二、二、 地球內(nèi)部的密度地球內(nèi)部的密度 圈層圈層上限深度上限深度 （km) 上限密度上限密度 （g/cm） 下限深度下限深度 （km） 下限密度下限密度 （g/cm） 地殼地殼 0152.83 地核地核 153.312 8785.62 外核外核 2 8789.895 16112.70 內(nèi)核內(nèi)核 5 16112.706 37113.00 33 Introduction to Planet Earth Liu Feng 一、 地面重力及其緯度分布

14、地面重力因緯度而不同，其原因是由于地面上地面重力因緯度而不同，其原因是由于地面上 的引力和自轉(zhuǎn)的慣性離心力，都因緯度而不同。地的引力和自轉(zhuǎn)的慣性離心力，都因緯度而不同。地 面上的引力兩極最大、赤道最小。面上的引力兩極最大、赤道最小。 二、 地球內(nèi)部的重力 q 地面以上，重力因高度而不同地面以上，重力因高度而不同 q 地面以下，重力因深度而不同地面以下，重力因深度而不同 地球的重力和壓力 Introduction to Planet Earth Liu Feng q 從地面到地心，地球內(nèi)部的壓力一直隨深度的從地面到地心，地球內(nèi)部的壓力一直隨深度的 增加而增加。壓力增加的速度因深度而不同增加而增加

15、。壓力增加的速度因深度而不同 q 同一深度壓力的大小相同。地球表面存在海洋同一深度壓力的大小相同。地球表面存在海洋 和陸地的差異和陸地的差異 三、 地球內(nèi)部的壓力 Introduction to Planet Earth Liu Feng 一、一、 地球內(nèi)部的溫度地球內(nèi)部的溫度 q 地溫梯度：地內(nèi)溫度隨深度而增加的速度地溫梯度：地內(nèi)溫度隨深度而增加的速度 v 地內(nèi)溫度隨深度增加而升高，地心是全球地內(nèi)溫度隨深度增加而升高，地心是全球 最高溫度所在；最高溫度所在； v 溫度隨深度升高的速度，卻隨深度的增加溫度隨深度升高的速度，卻隨深度的增加 而降低。而降低。 地球內(nèi)部的溫度和熱源 Introduction to Planet Earth Liu Feng q 地面熱能來源：太陽地面熱能來源：太陽 + + 地球內(nèi)部地球內(nèi)部 q 地球內(nèi)部熱源地球內(nèi)部熱源 v 地內(nèi)物質(zhì)因受到壓縮增溫而放出熱量；地內(nèi)物質(zhì)因受到壓縮增溫而放出熱量； v 內(nèi)物質(zhì)分異成地殼、地幔和地核過程中，重物質(zhì)下內(nèi)物質(zhì)分異成地殼、地幔和地核過程中，重物質(zhì)下 沉輕物質(zhì)上升，因降低重力位能而產(chǎn)生大量熱能；沉輕物質(zhì)上升，因降低重力位能而產(chǎn)生大量熱能； v 而地球自轉(zhuǎn)速度減慢過程中所消耗的動(dòng)能一部分轉(zhuǎn)而地球自轉(zhuǎn)速度減慢過程中所消耗的動(dòng)能一部分轉(zhuǎn) 化為熱能。化為熱能。 v 地球內(nèi)部放射性物質(zhì)衰變地