第二章自然环境中的物质运动和能量交换

第二章自然环境中的物质运动和能量交换第一节地壳的物质组成和物质循环地壳的物质组成一、矿物及其存在的基本形式概念：具有确定的化学成分、物理属性的单质或者化合物，是化学元素在岩石圈中存在的基本单元。存在形式：气态（如天然气），液态（如石油、天然汞），固态（如石英）。二、矿物的分类和常见的矿物矿物黑色金属：赤铁矿、磁铁矿、黄铁矿金非常见矿：石英、长石、云母（这三种常见于花岗岩中）有色金属：黄铜矿属金方解石（石灰岩、大理岩），滑石、石膏、磷灰石等。贵金属：黄金矿属重要矿：能源类：煤、石油、天燃气稀有金属：锆矿宝石类：金刚石、玉石等三、岩石概念：岩石圈（地壳）中体积较大的固态矿物聚合体，由一种和多种矿物组成。成因类型：类型成因常见岩石主要特征有用成分举例岩浆岩侵入岩地下冷凝花岗岩坚固、美观花岗岩：坚固美观的建筑材料和装饰材料；金属矿：工业生产原料喷出岩喷出地表冷凝流纹岩、安山岩、玄武岩有气孔沉积岩外力作用砾岩、砂岩、页岩、石灰岩有层理结构有化石石灰石：建筑材料、化工原料煤、石油：重要的能源变质岩变质作用石灰岩花岗岩砂岩页岩↓变↓质↓作↓用大理岩、片麻岩、石英岩、板岩片理构造大理石：建筑材料铁矿：钢铁工业原料地壳的物质循环地壳物质循环示意图化学元素、矿物、矿产、矿床、岩石之间的关系第二节地球表面形态1、内、外力作用比较内力作用外力作用能量来源主要来自地球内部主要来自地球外部的太阳能表现形式地壳运动、岩浆活动、地震等造成地壳表层物质的破坏、搬运和堆积；（泥石流、滑坡、山崩等）2、板块构造学说（1）全球岩石圈不是整体一块，可划分为六大基本板块（亚欧板块、太平洋板块、印度洋板块、大西洋板块、美洲板块、南极洲板块）。其中太平洋板块几乎全是海洋，亚欧板块以陆地为主。（2）板块处于不断运动之中，板块内部比较稳定，板块交界处地壳活跃，多火山、地震。火山活动常形成火山口、火山锥等火山地貌，地震往往造成地壳断裂或错动。（3）板块张裂常形成裂谷或海洋，如东非大裂谷，大西洋；板块碰撞挤压，常形成海沟和造山带，当大洋与大陆板块相撞时，形成海沟-岛弧或海沟-海岸山脉，当大陆与大陆板块相撞时形成巨大的褶皱山脉。边界类型地区交界处板块生长边界（板块张裂）←丨→东非大裂谷非洲板块内部红海印度洋－非洲大西洋亚欧、非洲－美洲冰岛（属大西洋海岭）亚欧－美洲消亡边界（板块碰撞）→丨←喜马拉雅山脉印度－亚欧阿尔卑斯山脉、地中海非洲－亚欧西太平洋海沟－岛弧链太平洋－亚欧落基山脉太平洋－美洲安第斯山脉南极洲－美洲3、地质构造与地表形态地质构造：由于地壳运动引起的地壳变形、变位。（变形一褶皱，变位一断层）地质构造产生原因形态特征未被侵蚀时地形倒置地形实践意义褶皱背斜当原本水平的岩层受到因地壳运动产生的强大挤压作用时，发生弯曲变形。岩层向上隆起中间老、两翼新地形上，常形成山岭。背斜成谷：背斜顶部因受张力，岩体疏松，易被流水、风侵蚀成谷底。地下水储藏区，常有自流井分布（eg：大利亚的大自流盆地）向斜岩层向下弯曲中间新、两翼老地形上，常形成谷底或盆地。向斜成山：向斜槽部受挤压，岩性坚硬，不易被侵蚀，成为山岭。①石油、天然气埋藏区；②隧道的良好选址；③顶部地带适宜建采石场。断层地垒地壳运动产生强大压力或张力，超过岩石能承受的程度，岩体发生破裂、错动。断裂面两侧的岩体发生明显的错动、位移。大断层形成裂谷或陡崖：地垒常形成块状山地或高地，如庐山、泰山、华山；地堑常形成谷地或低地（渭河平原、汾河谷地、吐鲁番盆地）；断层构造地带，易受侵蚀作用，常会发育成沟谷、河流，如东非大裂谷。①泉、湖泊分布地；②河谷发育；③铁（公）路、桥梁、水库等工程要回避的地方。地堑4、外力作用与地表形态外力作用形成的地貌形态分布地区风化作用使地表岩石破碎，碎屑物质残留在地表，形成风化壳（注：土壤是在风化壳的基础上演变而来）普遍（花岗岩的球面风化）侵蚀作用风力侵蚀风力吹蚀和磨蚀，形成戈壁、风蚀洼地、风蚀柱、风蚀蘑菇、风蚀城堡等。干旱、半干旱地区（雅丹地貌）流水侵蚀侵蚀使谷底、河床加深，形成“V”形谷，使坡面破碎，形成沟壑纵横的地表形态，“红色沙漠”“石漠化”湿润、半湿润地区（长江三峡、黄土高原地表的千沟万壑、瀑布）溶蚀形成漏斗、地下暗河、溶洞、石林、峰林等喀斯特地貌，一般地表崎岖，地表水易渗漏。可溶性岩石（石灰岩）分布地区（桂林山水、云南石林）冰川侵蚀形成冰斗、角峰、“U”形谷、冰蚀平原、冰蚀洼地（北美五大湖、千湖之国芬兰）等。冰川分布的高山和高纬度地区（挪威峡湾、东欧平原）海浪侵蚀形成海蚀地貌，如海蚀柱、海蚀崖等滨海地区搬运作用风力搬运沙丘流动，严重时形成浮尘、扬沙、沙尘天气，一般不形成地貌。在干旱、半干旱地区以及海滨地区作用强烈流水搬运泥沙流动，严重时形成泥石流在湿润、半湿润地区作用明显冰川搬运物质迁移，一般不直接形成地貌高山或高纬地区海浪搬运物质迁移，一般不直接形成地貌海滨地区堆积作用风力堆积形成沙丘（静止沙丘、移动沙丘）和沙漠边缘的黄土堆积颗粒大、比重大的先沉积，颗粒小、比重小的后沉积，具有分选性。干旱的内陆及邻近地区流水堆积形成洪积扇（出山口）、三角洲（河口）、河漫滩平原（中下游）山口处和河流的中下游、入海口海水堆积形成海岸地貌，如沙滩滨海地带的沙质海岸冰川堆积杂乱堆积，形成冰碛（qì）地貌冰川分布的高山和高纬度地区固结成岩作用形成沉积岩和沉积地貌普遍侵蚀地貌沉积地貌流水作用横断山脉山高谷深、青藏高原水拍云崖、黄土高原千沟万壑大河中下游的冲积平原、三角洲风力作用风蚀柱、风蚀蘑菇、风蚀城堡、风蚀山谷、风蚀洼地黄土高原黄土、干旱地区沙丘波浪作用海蚀崖海滩冰川作用冰斗、角峰、U形谷冰碛丘陵第三节大气环境一、大气的垂直分层1、低层大气的组成：干洁空气（氮、氧、二氧化碳、臭氧和其他气体）、水汽和固体杂质（成云致雨的必要条件）2、大气的垂直分层及各层特点高度特点大气运动对人类活动的影响高层大气平流层顶到2000-3000千米密度很小，气压很低电离层反射无线电波平流层对流层顶到50-55千米温度：随高度的增加而上升天气：晴朗水平运动臭氧吸收紫外线升温;有利于高空飞行对流层低纬：17-18千米中纬：10-12千米高纬：8-9千米温度：随高度增加而递减天气：复杂多变厚度：低纬厚、高纬薄；夏季厚、冬季薄对流运动天气现象复杂多变，与人类关系最密切二、大气的热力状况1、大气的热力作用A大气对太阳辐射的削弱作用主要形式具体表现特点形成的常见的自然现象削弱作用吸收二氧化碳和水汽吸收红外光，臭氧吸收紫外光，对可见光部分吸收很少有选择性反射云层越厚，云量越多，反射作用越强无选择性多云的白天气温不太高散射波长越短，越容易被散射。有一定的选择性晴朗的天空蔚蓝色，阴沉的天空灰白色；日出天已亮，日落天不黑B大气对地面的保温作用“太阳暖大地、大地暖大气、大气还大地”C影响地面辐射大小（获得太阳辐射多少）的主要因素：纬度因素，太阳高度越大，地面受热面积小，太阳辐射经过大气层的路程短，地面辐射越强；下垫面因素：地面吸收和反射的比例不相同；气象因素：同纬度地区，年日照时数的长短会影响地面辐射的强度。三、热力环流与大气的水平运动（等压面特点：高高低低）案例：城市风、海陆风、山谷风城市风：风由郊区吹向市区海陆风：白天陆地相当于热源，海洋相当于冷源，吹海风；晚上陆地相当于冷源，海洋相当于热源，吹陆风。山谷风：白天山顶相当于热源，谷底相当于冷源，吹谷风；晚上山顶相当于冷源，谷底相当于热源，吹山风。大气的水平运动——风作用力力的方向对风向的影响对风速的影响最终风向a水平气压梯度力垂直于等压线决定风向决定风速a与等压线垂直b地转偏向力垂直于风向影响风向南左北右偏转不影响风速a+b与等压线平行c摩擦力与风向相反不影响风向减缓风速a+b+c与等压线斜交风力大小的判断：1、等压线越密集，风速越大；2、等压线数值差越大，风速越大。四、全球气压带、风带的分布、移动三圈环流（不考虑海陆热力差异）：低纬环流、中纬环流、高纬环流气压带风带分布特点：1、气压带、风带相间分布2、高、低压相间分布3、南北半球对称分布气压带风带的季节移动1、原因：太阳直射点随季节的变化而南北移动2、规律：就北半球而言，夏季北移，冬季南移。3、“点南带南，点北带北”气压带分布成因特征气流影响气候极地高气压带（2）90°附近热力冷高压下沉冷干副极地低气压带（2）60°附近动力冷低压上升温湿副热带高气压带（2）30°附近动力热高压下沉干热赤道低气压带（1）0°附近热力热低压上升湿热风带分布风向属性（影响气候）北半球南半球极地东风带（2）副低和极高之间东北风东南风冷干中纬西风带（2）副高和副低之间西南风西北风温湿低纬信风带（2）赤低和副高之间东北风东南风干燥太阳辐射太阳辐射大气辐射大气逆辐射射向宇宙空间大气吸收地面辐射射大气吸收太阳暖大地大气还大地大地暖大气城市风山谷风海陆风画风向的步骤：1、对等压线做切线2、做气压梯度力垂直于切线，方向：由高压指向低压3、画实际风向（南左北右偏转）近地面：偏转30°-45°高空：偏转90°与切线平行五、季风环流（亚洲东部和南部最典型）夏季（副热带高压被切断）冬季（副极地低压被切断）气压带、风带、海陆热力差异对气候的影响气候类型成因气候特征分布热带雨林赤道低压控制终年高温多雨南北纬10°之间热带沙漠副高和信风控制终年干旱少雨南北回归线~南北纬30°之间的大陆内部和大陆西岸温带海洋性中纬西风带控制终年温和湿润南北纬40°~60°的大陆西岸地中海夏季副高控制；冬季西风控制夏季炎热干燥；冬季温和多雨南北纬30°~40°的大陆西岸热带草原干季信风控制；湿季赤道低压控制全年高温，干湿两季分明南北纬10°~南北回归线之间热带季风冬夏季风交替控制（冬：海陆热力差异；夏：气压带风带的季节移动）全年高温；旱雨两季分明；风向随季节明显转换北纬10°~北回归线之间的大陆东岸亚热带季风冬夏季风交替控制（海陆热力差异）冬季低温少雨；夏季高温多雨南北纬25°~35°之间的大陆东岸温带季风气候冬夏季风交替控制（海陆热力差异）冬季寒冷干燥；夏季高温多雨北纬35°~55°之间的大陆东岸六、常见的天气系统锋面气旋系统：锋面总是出现在低压槽处。对于锋面气旋而言，东侧一般为暖锋，西侧一般为冷锋。天气特征：两个锋面附近气流上升强烈，往往产生云雨雪甚至造成雷雨、暴雪、大风降温等天气分布地区：常见于中纬度地区项目成因冬季风夏季风分布地区源地风向性质源地风向性质东亚季风海陆热力性质差异西伯利亚、蒙古西北风寒冷干燥副热带太平洋东南风温暖湿润我国东部、日本和朝鲜半岛等地南亚季风①海陆热力性质差异②气压带、风带的季节移动西伯利亚、蒙古东北风低温干燥赤道附近印度洋西南风温暖湿润亚洲印度半岛和我国西南等地区冷锋暖锋准静止锋天气特征过境前单一暖气团控制气温高，气压低，天气晴朗单一冷气团控制气温低、气压高，天气晴朗单一气团控制，天气晴朗过境时暖气团被冷气团抬升，常出现阴天、下雨、刮风、降温等天气现象暖气团沿冷气团徐徐爬升，冷却凝结产生连续性降水暖气团平衡抬升或爬升，形成持续性降水过境后冷气团替代了原来暖气团的位置，气压升高，气温和湿度骤降，天气晴朗暖气团占据了原来冷气团的位置，气温上升、气压下降、天气转晴单一气团控制，天气晴朗天气实例我国大多数降水天气，北方夏季的暴雨，冬春季节的大风、沙尘暴、寒潮长江中下游地区的春雨江淮地区的梅雨季节降水位置主要在锋后锋前锋面两侧附近降水时间时间短，强度大时间长，强度小时间长，强度较大气流气压气旋反气旋气压状况低气压高气压气流状况水平方向辐合北逆南顺辐散北顺南逆垂直方向上升下沉天气状况多阴雨天气多晴朗、干燥天气我国典型的天气夏秋季节影响我国东南沿海地区的台风长江流域7、8月份的伏旱，冬季的干冷天气，我国北方“秋高气爽”的天气气旋反气旋