自然地理学 北京大学 期末考试题

2006年考题
太阳常数：当地球处于日地平均距离处，在大气圈热成层顶与辐射方向垂直的平面上，单位面积在单位时间内所接受的太阳辐射。

太阳常数为1367W/m2或4921Kj/m2h，气标准差为1.6W/m2，最大偏差7W/m2 。

风海流：海洋上空的风对海面施加了一种摩擦应力，其驱动海水运动的结果是形成风海流。

净初级生产量：植物在单位面积、单位时间内，通过光合作用固定的太阳能量减去植物因呼吸作用的消耗，剩下的有机物质即为净初级生产量。

潜水：埋藏与饱水带，处于第一个稳定隔水层上含水层中，具有自由水面的地下水。

地转风：当水平气压梯度力和水平地转偏向力达到平衡时，风不直接由高气压区吹响低气压区，而是保持平行等压线方向的运动。

气候变化：指气候相对于平均状态的偏离，具有一个非常宽的时间谱。

土壤肥力：土壤在外界环境条件的影响下，协调植物生理生态要求的能力。

地质循环：固体地球表层与大气圈、水圈之间建造与破坏的相互作用构成的一种循环模式。

1.土壤的性质是气候、生物、地形、母质和时间等成土因素综合作用的结果。

2.形成地貌的外力地质作用包括风化作用、负荷地质作用、地表流水的地质作用、地下水的地质作用、冰川的地质作用、海洋的地质作用、风的地质作用。

3.地球表层系统的驱动力量包括太阳辐射、地球内能和人类活动，地球表层系统的控制过程包括物理气候过程和生物地球化学过程。

4.根据柯本气候分类，温暖气候带分为夏干温暖气候型或地中海气候型、冬干温暖气候型、常湿温暖气候型。

1.Qe是太阳总辐射，包括直接辐射S和散射辐射D；a是反射率；E是地面辐射Ue和大
气逆辐射Ga之差；Re是地面净辐射量，即地面收入的总辐射能量和支出的总辐射能量的差额。

太阳高度、大气中云、水汽、微粒以及大气成分的变化可影响Qe的数量；冰雪覆盖、植被、土壤水分等下垫面性质的变化可影响a值；地面温度、大气湿度、云量以及温室气体含量的变化可影响E值。

2.对于一个具有空间边界的系统来说，输入系统的水量I减去系统输出的水量O等于系统
中的蓄水变化量△S。

全球对年平均水量平衡方程为P陆+P洋=E陆+E洋。

P陆为大陆的降水量，P洋为海洋的降水
量，E陆为大陆的总蒸发量，E洋为海洋的总蒸发量，就多年平均而言，△S为0。

全球陆地系统的多年平均水量平衡方程为P陆=E陆+R。

该式表明，P陆>E陆，陆地多余的水量形成径流R流入海，从而使陆地上的水量不会增多。

全球海洋的多年平均水量平衡方程为P洋=E洋—R。

该式表明P洋<E洋，海洋损失的水量
由陆地径流R补偿，从而使海洋的水量不会减少。

3.夏季陆地上空的空气比海洋上空的空气温暖且稀薄，低压中心在陆地上空，高压中心主
要位于海洋上空；冬季陆地上空的空气比海洋上空的空气寒冷且稠密，气压场正好相反。

海陆之间这种温压场的季节性变化产生季节性转换的风通常称为季风。

1东亚季风分布范围包括中国东部，朝鲜，日本，而南亚季风以印度半岛最为显著
2东亚季风夏季风比冬季风弱，而南亚季风夏季风比冬季风强。

3东亚季风主要由气压差引起的，而南亚季风主要由行星风系的季节位移和海陆热力差异的影响。

1.二氧化碳在大气、海洋、生物圈之间的年交换量处于大致平衡状态。

主要的物理过
程有溶解和释放，生物过程有植物的光合作用，生物的呼吸作用，微生物分解作用，化学过程有化石燃料的燃烧，火山喷发和二氧化碳与海水的反应（CO2+CO32-+H2O↔2HCO3-）
近200年来，在不断加剧的人类活动驱动下，特别是使用化石燃料和大规模砍伐森林所造成的碳的排放，正在引起自然界碳循环自组织系统的失稳。

这些逐年增加的碳排放量很可能是引起全球大气二氧化碳含量增加的主要原因。

如果人类继续增加化石燃料的使用量和森林的砍伐量，海洋吸纳二氧化碳的能力终将会被耗尽，那时，更多的二氧化碳将被保留在大气圈中，导致更为显著的温室效应加剧、全球变暖和海平面上升等一系列人类生存环境的变化。

控制对策有1.减少化石燃料的燃烧，开发新能源。

2.植树造林，控制森林砍伐量。

3.增加陆地区域的水体面积。

4.碳的填埋。

2.从输入端来看，主要表现为“生态包袱”。

由于地表系统中的自然物质是有限的，
对这些资源的开发越剧烈，人类对自然界自身演化过程中的扰动作用就越大，环境对人类的负面回馈作用也就越大且越深远，这样人类为改善其生存环境质量所需投入的附加自然之物和能量就会越大，从而引发一个正反馈效应。

从输出端来看，主要表现为废水、废气、固体废弃物的排放，农药、化肥的施用和流失。

当排放量超过大气、水体、土壤和生物对于各种污染物的容纳能力时，便会引起大气环境、水环境、土壤和生物的污染事件，最终危及人类自身的生存。

废弃物从输出端排放的数量取决于从输入端获取的数量，根据质量守恒原理，人类圈的资源和原材料应等于作为产品和器件的储存量与废弃物输出量之和。

一般来说，人类从自然界获取的资源数量越多，经生产和消费过程中排放的废弃物数量就越多，同时为了处理，处置这些废弃物所需消耗的附加自然物质和能量就越多，这样必然加剧资源和原材料的消耗，从而引发另一个正反馈效应。

由此可见，改善人与环境在废弃物输出端相互关系的根本途径仍然是尽可能减少物质和能量向人类圈的输入量，并提高废弃物的循环利用效率。

2008年考题
一名词解释16分
土壤肥力，生物多样性，流域，气候变化，垂直地带性，地质循环，净辐射，地砖流
二单项选择题4分
1有关土壤物理性质的描述，正确的是
A土壤颗粒越小，孔隙度越小
B土壤孔隙度越大，孔隙度越大
C土壤孔隙度越小，导热率越大
D土壤孔隙度越大，通气性越好
2有关ENSO的描述，正确的是
A两次厄尔尼诺事件之间必有一次拉尼娜事件出现
B在正SOI期间，往往会发生厄尔尼诺事件
C当厄尔尼诺发生时，赤道东太平洋温跃层加深
D当拉尼娜发生时，沃克环流减弱
三填空题20分
1 自然土壤剖面从地表向下划分为—————五个基本剖面。

2 形成地貌的外力地质作用包括———————等。

3 地球表层系统的驱动力量包括———，地球表层系统的控制过程包括——。

4 根据柯本气候分类，温带气候C分为———三个气候型。

四简答题30分
1 解释一般水量平衡方程I-O=±ΔS的含义，写出全球、全陆地和全海洋的多年平均水量平衡方程并解释其含义
2 为什么说土壤的性质是气候、生物、地形、母质和时间等成图因素综合作用的结果？
3 认识地球表层系统的能量充分开放和物质微弱开放对人类的发展有什么意义?
五论述题30分
1 读图阐述二氧化碳在大气、海洋、陆地生物圈之间的年交换量特征（单位10的9次方吨碳）和主要的物理、化学和生物过程，并分析近50年来大气二氧化碳浓度持续增加的主要原因、影响和控制对策
2 读图阐述对流层大气环流形成的机理与过程
注：图本身没有太多信息，图在教材上有。

2008年答案
自然地理学考试试题答案
名词解释
土壤肥力：土壤在外界环境条件影响下，协调植物生理生态要求的能力。

衡量的标准是土壤中水、热、气、肥周期性动态达到稳、均、足、适地满足植物需求的程度。

生物多样性：生物界的多样化和变异性，以及生物生存环境的复杂性，主要指遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。

流域：每条河流和水系从一定的陆地范围内获得水量补给的集水区。

气候变化：指气候相对于平均状态的偏离，它具有一个非常宽的时间谱。

垂直地带性：自然景观及其组成要素大致沿等高线方向延伸，随地势高低变化发生有规律的垂直分化。

地质循环：岩石圈与大气圈、水圈之间建造与破坏的相互作用所构成的一种循环模式，包括水循环、岩石循环和构造循环三个次级循环。

净辐射：在某段时间内，物体单位面积上能量收支的差值。

地面净辐射指地面收入的总辐射能量和支出的总辐射能量的差额。

地转流：当海水沿着压力梯度力方向流动时，受到地转偏向力的作用，当两种力达到平衡时，形成的大致垂直于洋面坡度绕涡旋流动的海流。

单项选择题
1. C；
2. C
填空题
(1)枯枝落叶层、(2)腐殖质层、(3)淋溶层、(4)淀积层、(5)母质层
（6）风化、（7）负荷、（8）地表水/地面流水、（9）地下水、（10）冰川、（11）海洋、（12）风
（13）太阳辐射、（14）地球内能（15）人类活动；（16）物理气候过程（17）生物地球化学过程
（18）冬干温暖/Cw（19）夏干温暖/Cs（20）、常湿温暖/Cf
简答题
1．解释一般水量平衡方程I－O=±△S的含义，写出全球、全球陆地和全球海洋的多年平均水量平衡方程并解释其含义。

水量平衡方程的含义：输入系统的水量I减去输出系统的水量O等于系统中的蓄水变化量△S。

全球多年平均水量平衡方程：P
陆+P
洋
=E
陆
+ E
洋。

其含义是：由于就多年平均来说，△S趋于零，所以，
输入系统的水量等于输出系统的水量，即大陆总降水量P
陆与海洋总降水量P
洋
之和等于大陆总蒸发量E
陆
与海
洋总蒸发量E
洋
之和。

全球陆地多年平均水量平衡方程：P
陆=E
陆
+R。

该式表明，P
陆
> E
陆
, 陆地多余的水量形成径流R入海，
从而使陆地上的水量不会增多。

全球海洋多年平均水量平衡方程：P
洋= E
洋
－R。

该式表明，P
洋
< E
洋
, 海洋损失的水量由陆地径流R补偿，
从而使海洋的水量不会减少。

2.为什么说土壤的性质是气候、生物、地形、母质和时间等成土因素综合作用的结果？
气候因素通常指温度和降水条件，它决定着风化作用的强度和类型，从而影响土壤的无机组成和质地，通过淋溶作用影响土壤剖面的分化；生物因素指生物群落的组成、结构和功能，它决定着土壤的有机组成和腐殖质，以及生物小循环的性质、速度和强度；地形因素指土壤发生的坡度、坡向和海拔高度等，它通过对水热条件的再分配，决定着风化作用的强度和类型，影响土壤的无机组成和质地，并通过决定母质的存留状况，影响成土过程；母质因素指土壤发育的母质，它决定着土壤的无机组成；时间因素指土壤的成土年龄，它决定着土壤的发育程度和剖面分化的状况。

上述成土因素既单独又组合地作用于土壤的形成过程。

3.认识地球表层系统的能量充分开放和物质微弱开放对人类的发展有什么意义？
（1）太阳辐射能是地球表层系统最重要的能源。

由于地球表层系统与其环境之间不断进行着能量的交换，并且能量交换的数量巨大，所以，它在能量方面是充分开放的。

从而，为人类提供了取之不尽、用之不竭的能源。

大力开发和利用太阳能，实现“阳光经济”，将成为21世纪人类文明发展的必由之路
（2）地球表层系统与环境之间物质交换的数量与系统内的物质总量相比是很少的。

可见，地球表层系统在物质方面是微弱开放的，因此，地球表层的物质资源是有限的。

地表物质资源的有限性要求人类社会应当更节约、更有效和尽量循环地利用各种自然资源，以保证代际之间资源的合理分配，实现可持续发展。

这就要求人类在生产和消费过程中，尽可能地延长原生资源和物质从摇篮到坟墓（废物）的利用时间；尽可能地减少单位社会服务或单位产品的资源投入量；尽可能地提高废物的重复利用率。

论述题
1. 首先对图进行说明
（1）在大气与生物圈的二氧化碳交换过程中，有102个单位的二氧化碳经过植物的光合作用被固定在陆地，同时有50个单位的二氧化碳经过植物的呼吸作用、50个单位的二氧化碳经过动植物残体的分解作用返回大气圈，还有1单位的二氧化碳流向河流，因此陆地环境中剩下1单位的二氧化碳。

（2）在大气与海洋二氧化碳循环过程中，有92单位的二氧化碳通过物理化学过程从大气进入海洋，有90单位经过物理化学过程从海洋进入大气，化学反应如下：
CO
2+H
2
O H
2
CO
3
H
2CO
3
H+ + HCO
3
—
HCO
3— H
+
+CO
3
2—
加上从大陆流向海洋的1单位二氧化碳，因此每年有3单位的二氧化碳留在海洋。

（3）每年人类毁林释放出1.5个单位的二氧化碳，化石燃料燃烧释放6单位的二氧化碳。

本来大气与地表间的二氧化碳循环大致是地表净收入，但是由于人类活动的作用，每年大气中新增的二氧化碳含量就等于1.5+6－2－2=3.5单位，二氧化碳的浓度持续增加。

原因：导致浓度增加的主要原因在于人类对森林的不断砍伐以及持续使用化石燃料
影响：将导致温室效应愈发显著，全球气温升高，海平面不断上升等。

控制对策：保护森林，禁止乱砍乱伐，植树造林；减少化石燃料的使用，提倡新能源，如太阳能、风能等。

2. 读图阐述对流层大气环流形成的机理和过程
地球-大气系统所接受的辐射能在各纬度分布的不均匀，产生由赤道指向两极的温度水平梯度。

这样，在大气低层便产生从极地指向赤道的气压梯度，而在对流层的中、上部则产生从赤道指向极地的气压梯度，从而导致空气的经向运动。

从赤道辐合上升的空气到了高空，在气压梯度力的作用下由低纬向高纬运动，当空气离开赤道后，便受到随纬度升高而增大的地转偏向力的作用，使沿经向运动的空气质点逐渐转变为向偏东方向运动，大约在纬度30º附近，气压梯度力与地转偏向力达到平衡，形成西风，从而使得自赤道源源不断地向高纬运动的空气在纬度30º附近发生辐合和质量的堆积，导致地面气压的升高，同时，自赤道向北运动的空气还逐渐冷却，因而产生下沉运动，形成副热带动力高压。

下沉的空气到低层沿经向分为两支辐散，向低纬运动的空气质点在地转偏向力的作用下转为东北信风（北半球）和东南信风（南半球），流向赤道低压带，这两股气流汇合的地带称为热带辐合带。

暖空气在热带辐合带内上升到高空，并产生向极地辐散的气流，形成哈得莱环流圈。

从副热带高压向高纬运动的低层空气因受到地转偏向力的作用，转变为西南风，而从极地高压流向较低纬度的低层空气，则为东北风，这两支气流在副极地地带相遇。

由于来自极地和高纬的空气冷而干，而来自较低纬度的空气暖且湿，所以，这种大范围不同性质的空气块在副极地相遇便形成了锋区，称为极锋。

暖湿空气密度较小，沿极锋锋面滑升，当它达到对流层上部时又南北分流，向南的一支在对流层上部与哈得莱环流圈高层来自赤道的更加暖湿的空气在副热带相遇，形成副热带锋区。

这支高空气流与低层的西南气
流一起构成费雷尔环流圈，方向与哈得莱环流圈正好相反。

向北的一支流向极地，变冷下沉，并在低层回到较低纬度的地区，形成了极地环流圈。

上述气压带、风系和三圈环流的形成机理可概括为一种具有负反馈回路的图解模型。

前两张部分课件总结：
第一章
1.第一讲
地理学的定义：
研究对象：
核心：
基本假设：
三个逻辑意象：
独特视角：
地理学分类：
基础科学层次：
应用技术层次：
1.第二讲
系统：
环境：
二者关系：
系统的结构：
系统的功能：
二者关系：
系统的类型：1. 2 3 地球—封闭系统；地球表层—开放系统
系统的热力学性质：孤立系统dS>=dQ/T
开放系统:ds=dSi +dSe 耗散结构：
系统的性质：1 整体涌现性 2. 3 定义 4 定义
反馈：定义
正反馈负反馈
关系相辅相成、互相转化
模型：定义分类：实物图解数学
地球表层系统：定义它是地球上最有序的部分、是受人类活动影响最为剧烈的部分边界：（区别与地球能量系统的上边界）
性质：能量物质
第二章：太阳
第一讲：
核反应区：V 1.6% m 一半。

800-1500万K 辐射区：一半49.9% 70万K
对流区：48.4% 0.1% 6000K
光球：光能基本全来于此太阳黑子光斑色球：日全食可看到日珥耀斑
日冕：带电微粒子流
太阳辐射=带电微粒子流辐射+电磁波辐射8%紫外线区域+47%可见光+45%红外线
太阳常数：定义大小标准差误差
太阳活动：太阳活动因子
太阳常数的基本恒定是地球表层系统维持
自稳定状态的主要原因。

太阳常数变化的主要原因：太阳活动
通常用太阳黑子的多少近似地表示太
阳活动的强弱。

天文辐射的时空分布特征：12345
天文辐射季节变化直接原因根本原因。