《地球概況》 省賽獲獎(jiǎng)

地球概況目標(biāo)了解大氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及在地球系統(tǒng)中的作用，對(duì)大氣中千變?nèi)f化的天氣現(xiàn)象和主要?dú)庀鬄?zāi)害有所認(rèn)識(shí)，了解當(dāng)今的天氣預(yù)報(bào)水平與依賴(lài)技術(shù)。內(nèi)容第一章：大氣概述第二章：千變?nèi)f化的天氣現(xiàn)象第三章：氣象災(zāi)害第四章：天氣預(yù)報(bào)與氣候預(yù)測(cè)

考核每一章留一道作業(yè)題，打印，交到任課老師（投到任課老師的信箱里）。課程結(jié)束后，四道大作業(yè)的綜合評(píng)分即為最后成績(jī)。信箱地址：海洋環(huán)境學(xué)院2樓，進(jìn)門(mén)右手邊故事的開(kāi)始本科生：把肉放鍋里加些東西煮；研究生：這個(gè)是不行的，要寫(xiě)出多少肉，多少其他的佐料，怎么煮，煮多長(zhǎng)時(shí)間；博士：過(guò)了一個(gè)月，出了一本書(shū)，書(shū)名叫“如何做紅燒肉”，打開(kāi)目錄，“第一章，如何養(yǎng)豬”。如何做紅燒肉？?jī)?nèi)容大氣結(jié)構(gòu)

氣候與天氣氣候變化天氣變化地球系統(tǒng)大氣成分演化……畢達(dá)哥拉斯第一個(gè)指出天地是球形的，亞里士多德第一個(gè)給出了證據(jù)。同時(shí)的張衡認(rèn)為“天如雞子，地如雞中黃”。§1.1.1認(rèn)識(shí)地球《淮南子》：天道曰圓，地道曰方。古巴比倫：大地是龜背般隆起的空心山，四面環(huán)海，上蓋天罩。這個(gè)地球儀是1623年專(zhuān)為當(dāng)時(shí)的明朝皇帝所制，是已知最早的描繪中國(guó)領(lǐng)土的地球儀，融合了東西方文化。在對(duì)日食、子午線(xiàn)以及磁傾角等信息的處理上已經(jīng)非常準(zhǔn)確了。中國(guó)地球儀

它是一個(gè)用彩漆描繪的木質(zhì)地球儀，它的制作人據(jù)說(shuō)是耶穌傳教士曼紐爾?迪亞士(ManuelDias)和龍華民(NicoloLongobardi)。地球儀的制作距今已經(jīng)三百八十多年（1623年），色彩仍很鮮艷瑰麗，面漆脫落尚不很?chē)?yán)重。地球儀在原存放于紫禁城中，清滅亡后，逐散落民間。在1938年被一位英國(guó)人佩塞維爾爵士得到。他于1961年將此地球儀捐贈(zèng)給大英博物館，現(xiàn)仍收藏在該館?！?.1.1認(rèn)識(shí)地球我們的定位：從太空中看地球，不僅僅是站在人類(lèi)的角度去看?！?.1.1認(rèn)識(shí)地球太空研究真正意外的收獲是，在人類(lèi)歷史上我們有機(jī)會(huì)第一次從太空遙望地球，從地球之外觀看我們這個(gè)藍(lán)色星球的美景中所獲得的信息，引發(fā)了一整套全新的問(wèn)題和問(wèn)答（LovelockJ,1979）。JamesLovelock

洛夫洛克，1919年7月26出生于英格蘭，畢業(yè)于哈佛大學(xué)，從上世紀(jì)60年代開(kāi)始，以氣象學(xué)家的身份開(kāi)始研究地球。被稱(chēng)為“獨(dú)立科學(xué)家”，和其他科學(xué)家不同，他沒(méi)有大學(xué)教職，不屬于任何研究機(jī)構(gòu)，沒(méi)有學(xué)生。LovelockJ,1979.Gaia:ANewLookatLifeonEarth.

參與火星研究計(jì)劃的討論（NASA，美國(guó)航天局，實(shí)驗(yàn)計(jì)劃基于火星上的生命跡象和地球上的非常相似，具體做法是抽取火星土壤樣本并判斷其支持細(xì)菌、真菌或其他微生物生存的適宜程度）。機(jī)遇號(hào)火星探測(cè)器提出問(wèn)題：

我們?cè)趺茨軌虼_信火星的生命的方式（若有的話(huà)）會(huì)在基于地球生命方式而設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)之下呈現(xiàn)自身？生命是什么？思考生命的本質(zhì)，希望能找到將生命作為一個(gè)物理過(guò)程來(lái)對(duì)待的綜合定義。LovelockJ,1979.Gaia:ANewLookatLifeonEarth.

生命的過(guò)程需要一個(gè)超過(guò)某些最小值的能量的流動(dòng)，使其啟動(dòng)并持續(xù)下去（貝爾納，薛定諤，魏格納等）。假設(shè)生命一定要利用流動(dòng)的媒體－海洋、大氣或二者兼有－作為原料和廢棄物的傳送帶，則孕育生命活動(dòng)的星球上的大氣將和無(wú)生命存在的星球的大氣截然不同。LovelockJ,1979.Gaia:ANewLookatLifeonEarth.

LovelockJ,1979.Gaia:ANewLookatLifeonEarth

火星上沒(méi)有海洋，生命若想委身于此，就必須利用大氣，由此產(chǎn)生了通過(guò)大氣分析進(jìn)行生命探測(cè)的想法：檢查簡(jiǎn)單的地球大氣化學(xué)構(gòu)成知識(shí)在什么程度上為生命提供證據(jù)？？地球大氣被其表面上的生命即生物圈積極地維持和控制。認(rèn)為，大氣圈可能是生物圈的外延。這使得作者更加關(guān)注地球以及地球大氣層的本質(zhì)。LovelockJ,1979.Gaia:ANewLookatLifeonEarth最終形成：蓋婭假說(shuō)（GaiaHypothesis）地球類(lèi)似于一個(gè)生命有機(jī)體，其表面的沉積物和大氣層的溫度、反應(yīng)氣體的化學(xué)、氧化還原狀態(tài)及pH值等，是由生命有機(jī)體的代謝、行為、生長(zhǎng)和繁殖保持動(dòng)態(tài)平衡的。核心思想：地球是活著的，地球本身就是一個(gè)巨大的有機(jī)體，具有自我調(diào)節(jié)的能力。LovelockJ,1979.Gaia:ANewLookatLifeonEarthGaia（Gaea）

在希臘神話(huà)里，蓋婭是大地女神、大地之母，所有神靈中德高望重的顯赫之神。她是世界的開(kāi)始，在諸神之中最早出現(xiàn)；她是天神和十二泰坦巨神等神祗的母親，是宙斯的祖母，所有天神都是她的子孫后代。至今，西方仍常以“蓋婭”代稱(chēng)地球。小結(jié)一地球是活著的，地球本身就是一個(gè)巨大的有機(jī)體，具有自我調(diào)節(jié)的能力。對(duì)蓋婭學(xué)說(shuō)的發(fā)展：蓋婭不是一個(gè)超級(jí)生命，而是多個(gè)不同層次的生態(tài)系統(tǒng)。系統(tǒng)地綜合分析地球系統(tǒng)科學(xué)

廣義：地球系統(tǒng)科學(xué)跨越一系列自然科學(xué)與社會(huì)科學(xué)，地球系統(tǒng)是把地球看成一個(gè)由相互作用的地核、地幔、巖石圈、水圈、大氣圈、生物圈（包括人類(lèi)社會(huì)）和行星系統(tǒng)等組成部分構(gòu)成的統(tǒng)一系統(tǒng)。重點(diǎn)研究各組成部分之間的相互作用，以解釋地球的動(dòng)力、演化和全球變化（畢思文，2009）?！?.1.2地球系統(tǒng)地球系統(tǒng)的內(nèi)涵精髓：系統(tǒng)地球觀。強(qiáng)調(diào)：地球的各個(gè)組成作為統(tǒng)一的整體大氣圈、水圈、巖石圈和生物圈等之間的相互作用物理的、化學(xué)的和生物的基本過(guò)程的相互作用人類(lèi)與地球科學(xué)內(nèi)部作用

相互聯(lián)系起來(lái)進(jìn)行綜合研究。地球圈層地核地幔巖石圈水圈大氣圈生物圈人類(lèi)圈§1.1.2地球系統(tǒng)的組成§1.1.2地球系統(tǒng)在地球演化歷史（46億年）過(guò)程中，各圈層在地球上出現(xiàn)的時(shí)間有先后，每一個(gè)圈層本身有各自的特點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)、演化規(guī)律，構(gòu)成一個(gè)復(fù)雜的子系統(tǒng)。大氣圈氣象學(xué)巖石圈地質(zhì)學(xué)大洋海洋學(xué)

……相互作用地球系統(tǒng)總——分——總地球系統(tǒng)的圈層結(jié)構(gòu)、物質(zhì)組成及其基本性質(zhì)地殼地幔外地核（液）內(nèi)地核（固）地球內(nèi)部圈層劃分依據(jù)

——地震波縱波（P波）primary橫波（S波）primary分類(lèi)特點(diǎn)

傳播速度傳播介質(zhì)狀態(tài)縱波較快固體、液體橫波較慢固體

33km2900km圈層劃分地核利用時(shí)間差預(yù)警橫波比縱波強(qiáng)得多，振幅是縱波的3～10倍，是造成地震災(zāi)害的主要因素。利用這兩種波速的時(shí)間差，一旦監(jiān)測(cè)到縱波，就趕在破壞性強(qiáng)的橫波到來(lái)之前發(fā)出預(yù)警呢？汶川地震的震中映秀與受災(zāi)最嚴(yán)重的北川的直線(xiàn)距離約120公里，如果在映秀監(jiān)測(cè)到縱波后就立即向北川發(fā)出預(yù)警，那么北川就可以有約30秒的反應(yīng)時(shí)間，甚至足以組織學(xué)生撤離教學(xué)樓了。地震速報(bào)系統(tǒng)示意圖日本人的做法日本在全國(guó)建了1000個(gè)地震臺(tái)，大約20公里就有一座，在烈度達(dá)到5弱以上時(shí)發(fā)出預(yù)警。日本自2004年2月起開(kāi)始測(cè)試全國(guó)地震預(yù)警系統(tǒng)，到2006年6月止，共發(fā)布了855次預(yù)警，其中只有26次是假警報(bào)。在2007年10月正式投入使用后該系統(tǒng)暴露出很大局限性，在數(shù)據(jù)分析、計(jì)算上出了很多問(wèn)題。地核地幔洋殼(6km)陸殼(33km)平均17km2900km33km莫霍界面古登堡界面地殼：位于莫霍面以上，平均厚度為17千米；地殼地核地幔1000km上地幔下地幔33km軟流層莫霍界面古登堡界面地幔地幔:位于莫霍面與古登堡面之間，厚度約為2800千米;分為：上地幔和下地幔。2900km地幔莫霍面古登堡面上地幔下地幔地幔地幔:由富含鎂鐵的硅酸鹽類(lèi)組成由上而下,鐵、鎂含量漸增呈固態(tài)巖石圈

巖石圈——地殼和上地幔頂部（軟流層以上），由堅(jiān)硬的巖石組成的圈層部分。軟流層軟流層:上地幔上部，可能是巖漿的主要發(fā)源地之一地殼莫霍界面古登堡界面地核地核地核:位于古登堡面以下直至地心，厚度約3400千米。分為：內(nèi)核和外核。外核內(nèi)核地核:組成物質(zhì)可能是高溫高壓狀態(tài)下的鐵和鎳

外核:呈液體或熔融狀態(tài),它們相對(duì)地殼流動(dòng),可能是地球磁場(chǎng)產(chǎn)生的主要原因.內(nèi)核:呈固態(tài)

地球圈層地核地幔巖石圈水圈大氣圈生物圈人類(lèi)圈§1.1.2地球系統(tǒng)地球外部圈層1.水圈海洋表層環(huán)流垂直結(jié)構(gòu)垂直速度Titanic的悲劇

對(duì)于泰坦尼克號(hào)海難事故，最普遍為人們所接受的是泰坦尼克號(hào)撞上在海上漂流的巨型冰山。氣象原因：海霧導(dǎo)致能見(jiàn)度低，冰山距船只有460米時(shí)才被發(fā)現(xiàn)，而這艘萬(wàn)噸巨輪又是以每小時(shí)22.5海里的高速向前行駛。深層洋流。深海環(huán)流全球溫鹽環(huán)流構(gòu)成的輸送帶2.冰雪圈冰雪圈的5個(gè)組成部分：海冰、大陸冰原、季節(jié)性雪蓋、永動(dòng)土和高山冰川，前兩者是最重要部分。相對(duì)于液態(tài)和氣態(tài)的水，冰和雪具有相對(duì)的穩(wěn)定性。冰雪圈覆蓋全球海洋的7％，多年冰覆蓋陸地表面的11％，但其覆蓋范圍可變。冰雪圈的分布范圍對(duì)地球表面溫度非常敏感。冰、雪和凍土分為常年（多年）性和季節(jié)性。冰雪圈的重要性：淡水來(lái)源，反照率。

衛(wèi)星觀測(cè)到的北半球雪蓋和海冰月平均分布曾經(jīng)現(xiàn)在睡的好香啊ZZzzz“地毯”都沒(méi)有,咋睡覺(jué)啊?整個(gè)極地生態(tài)系統(tǒng)，從浮游動(dòng)物到海鳥(niǎo)到譬如海豹之類(lèi)的大型生物，與北極海冰關(guān)系密切。北極海洋附近的降雪減少，海豹們難以尋覓雪洞作為藏身之處來(lái)取暖并躲避北極熊。剩余的全年結(jié)冰的區(qū)域?qū)⒊蔀楸臼兰o(jì)末北極熊和環(huán)斑海豹的最后立足之地。4.生物圈生物圈是地球上所有動(dòng)物、植物和微生物等生物有機(jī)體及其活動(dòng)空間的總稱(chēng)。生物圈占據(jù)了包括大氣圈對(duì)流層下部、幾乎整個(gè)水圈以及巖石圈表層的薄層范圍。地表面以上100米至水面200以下米之間，集中了絕大部分生物。迄今為止，生物圈是地球環(huán)境特有的組成部分。生物圈的兩個(gè)重要部分：植被和海洋浮游生物。生物圈產(chǎn)生的“泵”的作用：以生物過(guò)程推動(dòng)能量、水、物質(zhì)、動(dòng)量的輸送。38億年前生命出現(xiàn)5.4億年前生命大爆發(fā)4億年前陸地出現(xiàn)生物3億年出現(xiàn)最早的森林2.3億年前恐龍開(kāi)始出現(xiàn)6500萬(wàn)年前恐龍滅絕240萬(wàn)年前人類(lèi)出現(xiàn)對(duì)人類(lèi)賴(lài)以生存的地球系統(tǒng)有了不斷深化的認(rèn)識(shí)對(duì)人類(lèi)在地球系統(tǒng)中的位置有了比較清醒的認(rèn)識(shí)近萬(wàn)年的人類(lèi)文明史人類(lèi)已經(jīng)有能