Author name: englandduck123

第一节 大气的组成和垂直分层

大气的组成

如今的大气成分是地球长期演化的结果,在短时期内不会有明显的变化。低层大气中除去水汽和杂质以外的混合气体,称为干洁空气。25千米以下的干洁空气中,氮气和氧气合占总体积的99%(图2.2)。氧是人类和其他生物维持生命活动所必需的物质;氮是地球上生物体的基本元素。 大气中二氧化碳和臭氧含量虽少,但对地球上的生命活动和自然环境有着重要作用。二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料,另外,它吸收地面辐射的能力强,使气温升高。臭氧能吸收太阳光中的紫外线,使大气增温;减少到达地面的紫外线,对生物具有保护作用。 大气中的水汽和杂质含量很少,却在天气变化中扮演重要角色。水的相变,产生云、雨、雾、雪等一系列天气现象,同时伴随着热量的吸收和释放,直接影响地面和大气的温度。大气中的杂质作为凝结核,是成云致雨的必要条件。大气中的水汽和杂质含量,因时因地而异。 人类活动排放的污染物进入大气,会影响大气的成分和含量,产生大气污染(图2.3),对生态系统和人类生存造成不利影响。 下载PDF

第一节 大气的组成和垂直分层

课前引入

2012年10月14日,奥地利“坠落人”鲍姆加特纳在美国西南部乘坐太空舱升空。约3小时后,他上升至39千米高空。随后,他从那里跳下,4分钟后才打开降落伞,成为第一个自由落体速度超音速的人(图2.1)。他配备的特制宇航服,外表绝缘,密封的内层中填充加压氧气;头盔内有液氧系统,护目镜中装有温度调节器。39千米高空的大气与地面大气有哪些不同?鲍姆加特纳为什么需要配备特制宇航服? 下载PDF

第四节 地球的圈层结构

二、地球的外部圈层

地球固体表面以上的各个圈层,称为外部圈层。外部圈层可以分为大气圈、水圈和生物圈。 大气圈指环绕地球外部的气体圈层。大气圈是地球生命的保护伞,它不仅避免了大多数流星体对地球的撞击,而且削弱了紫外线对地球生物的影响,从而保护了地球上的生命。 水圈是由地球表层各种水体组成的连续但不规则的圈层。地球表面覆盖着大量的液态水,使地球成为“蓝色星球”,这是地球与太阳系中其他行星的主要区别之一。 广义的生物圈是地球表层生物及其生存环境的总称。狭义的生物圈是地球表层生物的总和。生物圈是地球特有的圈层,也是非常活跃的圈层。 地球的大气圈、水圈、生物圈和岩石圈之间,相互联系、相互制约、相互渗透,不断地进行着物质和能量的交换,形成了人类赖以生存的地球表层环境。 下载PDF

第四节 地球的圈层结构

知识窗:利用地震波来划分地球内部圈层

地震发生时,地下岩石受到强烈冲击,产生地震波。地震波有纵波(P波)和横波(S波)之分。纵波的传播速度较快,能通过固体、液体和气体物质传播;横波的传播速度较慢,只能通过固体物质传播。科学家在研究地球内部地震波传播速度的变化规律时,发现在地下平均约33千米处(大陆部分)和地下约2900千米处,地震波速度突然变化,由此推测其两侧物质有较大差异。人们以这两个界面为界,把地球内部划分为地壳、地幔和地核三个圈层。 下载PDF

第四节 地球的圈层结构

一、地球的内部圈层

地球物理学家通过对地震波传播速度的研究,将地球内部大致分为三个圈层——地壳、地幔和地核。 地壳是地球表面一层薄薄的、由岩石组成的坚硬外壳。它是一个连续圈层,平均厚度约为17千米,大陆部分较厚,大洋部分较薄。 地幔介于莫霍面与古登堡面之间,厚度约2800千米。在地幔上部存在一个由塑性物质组成的软流层,该软流层一般被认为是岩浆的主要发源地。 软流层以上的地幔顶部与地壳,主要由岩石组成,构成岩石圈。地核位于古登堡面以下,厚度约3400千米。根据地震波波速变化,地核可分为外核和内核。内核为固态,外核为液态。地核的温度很高,压力和密度很大。 脚注:1909年,奥地利科学家莫霍洛维奇首先发现地震波波速在地球内部一定深度处发生突变。为了纪念他,人们将地球内部此界面命名为莫霍洛维奇面,简称莫霍面。 地震波波速在地球内部另一深度处发生突变的界面。1914年,德国科学家古登堡(后加入美国籍)最早研究这一界面,故将此界面命名为古登堡面。 下载PDF

第四节 地球的圈层结构

活动

1.阅读下列材料,完成相关任务。 2017年8月8日21时19分,四川省阿坝藏族羌族自治州九寨沟县发生里氏7.0级地震。地震预警系统在地震波抵达甘肃陇南前19秒、抵达四川成都前71秒对外发布预警信息,预警信息以广播预警、电视弹窗、手机App报警、专用接收终端预警等形式发出。地震预警是一个全自动的物联网。通过在主要地震区布设密集的地震预警监测仪,在地震发生时,利用地震波比电波传播速度慢的特点,在地震造成破坏前,通过手机、应急广播和专用接收终端等,提前几秒到几十秒为用户发出全自动秒级响应的预警警报。 (1)地震预警与地震预报属同一概念吗?为什么? (2)讨论开展地震预警应用的重大意义。 (3)当地震发生时,不同的地方、不同的情况应采取不同的应对方法。收集相关资料,与同学交流避震方法。 (4)在教师的组织下,开展地震应急演练,以掌握应急避震的正确方法,提高应急反应能力。 2.绘制地球圈层结构示意图,将自己的作品拿到同学之间去交流。如果有可能,把你的作品给家人欣赏,向他们介绍地球的圈层结构,并力求讲解严谨科学、形象生动,且富有特色。 下载PDF

第四节 地球的圈层结构

三、地球的外部圈层

通常把地壳表层以外的由大气、水体和生物组成的自然界,划分为大气圈、水圈和生物圈三个圈层,统称为地球的外部圈层。 (一)大气圈大气圈是包裹地球的气体层。近地面的大气密度大。随着高度的增加,大气的密度迅速减小。在2000~3000千米的高空,每立方厘米的空间,平均只有一个气体分子,与星际空间的情况很接近,一般把这个高度作为大气圈的上界。 (二)水圈水圈由液态水、固态水和气态水组成。按照它们存在的位置和状态,可分为海洋水、陆地水、大气水和生物水。陆地水与人类社会的关系最为密切,它主要可分为地表水和地下水。 (三)生物圈生物圈是地球上所有生物及其生存环境的总称。生物圈并不单独占有任何空间,而是分别渗透于大气圈的底部、水圈的全部和岩石圈的上部,厚度约20千米。但是,生物的绝大部分集中在地面以上100米到水面以下200米的范围内。这一薄层处在大气圈、水圈、岩石圈的接触带,可以说是生物圈的核心部分。 大气圈、水圈、生物圈与岩石圈相互联系、相互渗透,共同构成人类赖以生存和发展的自然环境。 狭义的生物圈是指地球表面生活于大气圈、水圈和岩石圈界面的生物世界。对于整个地球来说,这仅仅是很薄的一层“生物膜”。 下载PDF

Scroll to Top