第二章 地球的外部圈层

数名科学家得出结论： 在现有技术条件下， 人类还无法模拟出一 个类似地球一样的、 可供人类生存的生态 环境。
实验向世人昭示了： 迄今为止，地球仍 是人类惟一的家园， 人类应当努力保护 它。
一 水圈的组成
水圈（hydrosphere)指由地球表层水体所构成的连 续圈层，以气态、固态和液态三种形式为主。海洋 占97%，大陆表面水占2.15%，地下水占0.6%。 据天然水所处的环境不同，分海水、陆地水和大气 水三类。 来自于：地球的内部；彗星的撞击；陨石的撞击。
4、冰川
发育在高纬度地区或高山上能运动的冰体。
冰川的形成：雪花—雪粒——粒雪——冰川冰
冰川的运动：慢。
山岳冰川：发育在中、低纬度高山上的冰川。 特点：规模小，运动慢，分布受地形影响。 大陆冰川：发育在高纬度地区的冰川。 特点：规模大，运动快，分布不受地形影响。
大气水
存在于大气圈对流层中的水，以气态形式存在。主 要来自海水蒸发，由于污染可形成酸雨，可使地面 具“温室效应”。
• 大气的受热过程 太阳辐射＋地面辐射 • 气温的日变化、年变化和水平分
气温——大气的温度 日Байду номын сангаас化 年变化 水平分布
大气的运动
• 大气运动的动力 水平梯度力 气压：单位面积上所承受的空气柱的重量 在垂直或水平方向上存在气压差 ——气压梯度力
地转偏向力 （科里奥利力） 由于地球自转和地 球的球面效应所引 起的，在北半球右 偏，在南半球左偏 。
本次课堂内容
第二章
大气圈
大气的组成 结构 热状况和运动
地球的外部圈层
生物圈
生物圈概念 组成 DNA与RNA 人与生物圈
水圈
水圈的组成（分布 类型） 水圈的循环 地球外部圈层的地质作用
大气圈
地球的外部圈层 生物圈 水圈
概念
地球的
外部圈层
生物圈
大气圈
水圈
？？？
第一节 大气圈
什么是大气圈?
大气圈（atmosphere） 是因地球引力而聚集在 地表周围最外部的气体 圈层
让风暴停下来!
当飓风到达陆地上空时，其力量也会被削弱。 有些人认为这是由于摩擦的原因，但这种想 法是错误的。然而，研究发现，飓风在着陆 时出现的很多奇怪现象都跟摩擦理论有关。 陆地上的飓风力量遭到削弱，不仅是因为失 去了热源，还因为失去了湿气的来源。
第二节 生物圈
什么是生物圈？
(biosphere)
洋流(ocean current)：大洋中沿一定方向有规律移 动的海水。
海水温度 盐度差
深层洋流
水平运动 垂直运动
信风 海水密度差
表层洋流 寒流 暖流
水平运动
浊流(turbidity current) 海洋或湖泊中载有大量悬浮物质的高密度水下重力 流，多由地表、火山等因素引发，因而具有较大的 剥蚀、搬运能力，常形成冲槽、冲沟、铸模等，沉 积物具鲍马序列。
地球的外三圈
魏刚锋
长安大学地球科学与国土资源学院
极光是来自太阳活动区的带电高能粒子 [可达1 万电子伏] 流使高层大气分子或原子激发或电离而 产生的
由于地磁场的作用，这些高能粒子转向极区，所 以极光常见于高磁纬地区
为什么如此绚丽多彩?
高层大气是由多种气体组成的，不同元素的气体受轰后 所发出的光的前面色不一样。例如氧被激后发出绿光红 光，氮被激后发出紫色的光，氩激后发出蓝色的光，而 极光就显得绚丽多彩，变幻无穷。
惯性离心力
摩擦力
• 大气环流 低纬环流 赤道热，空气上升，高空冷凝降雨， 赤道湿热多雨；高空空气向南北 流动，在南北纬300与纬线平行 ， 空气聚集，密度加大，形成副热 带高压带。在地面，气流向赤道 运动，形成东北、东南信风。 中纬与高纬环流 两极冷，大气收缩，地面形成极地 高压带，在60° －30° 形成低压带， 生成极地东风带。副热带高压带 －极地高压带形成偏西风，称中 纬西风带。 7个气压带和6个风带（图2.5)。
陆地水 1、地面流水
暂时性流水 • 片流：刚下雨后，沿山体斜坡无固定水道的面 状流水。 • 洪流：下雨后沿山谷或河道流动的暂时性线状 流水。
常年性流水 • 河流（river）：地球表面具有固定河道的线状常 年性流水。 水系和干流的概念：大大小小若干条河流组成的水 流系统为水系。水系与水系之间以分水岭相隔，如 长江、黄河水系。水系中最大、直接注入海洋或湖 泊者为干流，如长江、黄河。注入干流者为支流， 如渭河为黄河的一个重要支流。 • 层流：水质点平行运动。 • 紊流：水质点运动紊乱，无规律。 • 环流：水质点绕平行方向的轴作螺旋状规律运动。 • 涡流：水质点绕垂直方向的轴作螺旋状运动。
潮汐：全球性的海水作周期性的涨落的现象。 • 太阳、月球对地球的引力与离心力的合力为引潮力。 在地—月体系中，该合力在对月点和背月点最大， 且方向垂直指向球面外空间，因而可使海面上升凸 起，发生涨潮。在对月点、背月点方位为90°的地 区，合力最小，形成落潮。
• 如果月球、太阳、地球处在一条直线上时，可出现 特高潮和特低潮。 • 由于地球自转，地球上同一地点一天内可出现两次 涨潮和落潮。 • 由潮汐引起海面高度变化迫使海水作大规模水平运 动，称为潮流。这对海岸的剥蚀、搬运、沉积有重 要作用。
2、地下水
岩石中存在孔隙、裂隙和溶隙。 包气带水：埋藏在包气带中的水。 潜水：埋藏在地表之下第一个稳定隔水层以上，具 有自由表面的重力水（饱水带水）。 承压水：埋藏在两个稳定隔水层之间的透水层内的 重力水（层间水）。
3、湖泊、沼泽水
湖泊：是陆地上的积水洼地。其水量为 2.3×1014m3，占陆地水的0.61%。 沼泽：地面湿润，喜湿性植物大量繁殖的地带。 • 世界上最大的湖泊是西亚的里海面积约 43×104km2 。第二大湖是北美的苏比利尔湖，面 积8×104km2 • 世界上最深的湖泊是俄罗斯的贝加尔湖 ，水深 1741m。 • 世界上最高的湖泊是我国西藏高原的纳木湖，海 拔4718m。最低的是死海，海拔-395m。
海水
1、海水的基本性质：
海水中的元素和盐类物质 最主要的元素：氯、钠、镁、钙、硫、钾等。 最主要的盐类：氯化钠、碳酸钙、硫酸镁等。 盐度介于3‰—37‰之间： 高于35‰的海洋称为咸化海，如红海（＞40‰）， 低于35‰的为淡化海，如波罗的海（＜10‰)。
2、海水的运动
波浪：海水作波状起伏的运动，水质点基本绕某个 平衡位置作圆周运动，只是向前移动很小距离。
④受人类活动影响最显著，污 染严重； ⑤占大气圈总质量的70%—75%。
•平流层(stratosphere) 的主要特征是：
①质量约占大气圈总质量的 20%
②气流以水平方向运动为主 （最显著特征） ③不存在对流层中各种天气现 象
④该层上部存在多层含臭氧的 层，能吸收紫外线，因而是生 物的保护伞 ⑤随高度增加温度升高
• 物质循环——硫的循环
大气中的SO2 吸 收 生产者 降 水 摄入 燃烧
消费者
燃 烧
吸 收
动植物遗体 碎屑、排出物
土壤或水体 中的SO42-
分解者
火山爆发
石油等 化石燃料
生物圈的稳态 ——生物圈具有多层次的自我调节能力
• 大气中二氧化碳含量增加是，会使植物加强光合
作用，增加对二氧化碳的吸收；
• 一种生物灭绝后，生物圈中起相同作用的其他生
大气的垂直分层
电 离 层
高 层 大 气
平流层 对流层
电离层能反射 无线电波，对 无线电通讯有 重要作用 气温初稳后升热 只因层中臭氧多 水平流动天气好 高空飞行很适合 对流旺盛近地面， 纬度不同厚度变； 高度增来温度减， 只因热源是地面； 天气复杂且多变， 风云雨雪较常见
上冷下热 高空对流
大气的热状况
——指地球表
层由生物及其生命 活动地带所构成的 连续圈层
范围： －3km — ＋10km
生物圈生物的分类：
按性状特征 原核生物界——细菌 蓝绿藻等 真菌界——酵母菌、蘑菇、木耳等 植物界 动物界 按生物与营养物之间的关系 自养生物 异养生物
•
DNA与RNA DNA
生命是一种能自我复制、记载、累积和传递遗传信 息的有机体，掌握这个生命系统运作的是细胞核中 的脱氧核糖核酸（Deoxyribonucleic），即DNA。
二 水圈的循环
大气圈的结构
划分依据：温度、成分、电荷等物理性质 大气的运动特点
自地面向上，依次分为：对流层、平流层、
中间层、暖层及散逸层
•对流层（troposphere) 的主要特征是：
①温度随高度增加而降低(大 气降温率－平均升高1km，温 度降低60C)； ②空气具有强烈的对流运 动， 因而发生一系列天气现象，如 风、雪、云、雨等； ③气象要素水平分布不均匀， 天气现象复杂；
• 中间层（mesosphere） 自平流层顶至85km高空的大气层，气温随高度增加 而下降，故又称冷层，空气又出现对流。 • 暖层（thermosphere） 从中间层顶到800km高空的大气层，温度随高度增 加而上升，氧、氮被分解成电离状态，又称电离层。 • 散逸层（exosphere） 位于800km以上至2000—3000km的高空，地球引力 作用弱，气体质量不断扩散，亦称外逸层。
组成的大分子有三种：脱氧核糖（s）、磷酸盐 （p）和碱基。
沃森、克里 克和英国物 理学家威尔 金斯因发现 生命的双螺 旋 而 荣 获 1962 年 诺 贝 尔医学生理 学奖。
左一：威尔金斯 左三：克里克 左五：沃森
DNA的空间结构
从图上可辨认出DNA 是由两条链交缠在 一起的螺旋结构
图的上半部分是以超高分 辨率扫描式电子显微镜拍 到的照片。 图的下半部分是DNA的人工 模型。
台风和飓风
台风和飓风都属于北半球的热带气旋，只不过是因 为它们产生在不同的海域，被不同国家的人用了不 同的称谓而已。在北半球，国际日期变更线以东到 格林尼治子午线的海洋洋面上生成的气旋称之为飓 风，而在国际日期变更线以西的海洋上生成的热带 气旋称之为台风。一般来说，在大西洋上生成的热 带气旋，被称作飓风，而把在太平洋上生成的热带 气旋称作台风。 飓风形成需要三个条件：温暖的水域；潮湿的大气； 海洋洋面上的风能够将空气变成向内旋转流动。