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第二章自然环境中的物质运动和能量交换第一节地壳物质组成和物质循环地壳是由岩石组成,岩石是由矿物组成。组成地壳的物质在不断运动和变化之中的。岩石圈：岩石组成了固体地球的坚硬外壳，包括地壳和地幔顶部。一地壳物质组成（二）矿物 1自然界的一切物质都是由化学元素组成。主要的化学元素有：氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁等。 2矿物：具有确定的化学成、物理属性的单质或化合物，是化学元素在岩石圈存在的基本单元。它是组成地壳物质的最基本单元。如盐、石墨、石英、铁矿石等。矿产：在各类岩石形成过程中，有用矿物在地壳中或地表富集起来，并且能够被人们开采利用的，就是矿产。它是人类生产资料和生活资料的重要来源。 3 矿物形态：气态（天然气）、液态（石油）、固态。最多的是：石英。 4 矿物的分类：金属矿和非金属矿两类。常见的金属矿有：赤铁矿、磁铁矿、黄铁矿、黄铜矿和方铅矿等。常见的非金属矿有：石英、长石和云母（这三种常见于花岗岩中）、方解石（主要在石灰岩和大理岩中），滑石、石膏和磷灰石等。组成岩石主要成分的造岩矿物：石英、长石、云母、方解石等（二）岩石岩石按成因分为：岩浆岩、沉积岩、变质岩。岩石：地壳中的矿物很少单独存在，它们按照一定规律聚集在一起，就形成岩石。 A岩浆岩在压力作用下喷出地表喷出型岩浆岩（火成岩）如：玄武岩岩浆沿地壳薄弱地带侵入地壳上部侵入型岩浆岩如：花岗岩 B沉积岩 1、形成过程：风化、侵蚀搬运、沉积压紧固结作用地表岩石碎屑物质（砾石、沙子、泥土）沉积岩 2、沉积岩按沉积物分：颗粒由大到小分有 —— 砾岩、砂岩、页岩等由化学沉淀物或生物遗体堆积而成的是石灰岩。 3、沉积岩的特征（层理性、含有化石）岩层和化石记录地球历史的“书页”和“文字”。 ①可确定地层顺序和时代 ②还可重塑古地理环境受热变质受挤压变质 C 变质岩例如：石灰岩大理岩、页岩板岩、花岗岩 →片麻岩、砂岩→石英岩二、物质循环（一）地质循环 1、地质循环：是指岩石圈和其下的软流层之间的大规模物质循环。 2、地质循环能量来源:推动地质循环的能量,主要来自地球内部放射性物质衰变产生的热能。 3、地质循环产生的影响：在地质循环过程中，有一些地方岩石圈不断地诞生，在另一些地方岩石圈则逐渐消亡。与之相伴的是大地的沧桑巨变以及地壳物质形态的持续转化。（二）岩石的转化组成地壳的物质处于不断的运动变化之中。地球内部的岩浆，在岩浆活动过程中伴随喷出作用和侵入作用，冷却凝固，形成岩浆岩；已经形成的岩石（岩浆岩、变质岩），在地表外力的风化、侵蚀、搬运、沉积、固结成岩作用下，形成沉积岩；已经形成的岩石（岩浆岩、沉积岩）经变质作用形成变质岩。各类岩石在地壳深处或地壳以下被高温熔化，又成为新的岩浆回到地球内部。左图中双线箭头表示内力作用单箭头表示外力作用。岩浆岩岩浆沉积岩变质岩高温熔化变质作用上升冷却变质作用外力作用外力作用地壳物质循环简略图示第二节地球表面形态一不断变化的地表形态地质作用：引起地壳及其表面形态不断发生变化的作用就是地质作用内力作用外力作用能量来源地球本身，主要是内部的热能地球外部，主要是太阳能表现形式地壳运动、岩浆活动、变质作用风化、侵蚀、搬运、沉积、固结成岩对地表形态的影响使地表隆起或凹陷，形成高山或盆地把高山削低、低地填平目前地表形态是内外力不断作用的结果。二、内作用与地表形态（一）板块运与宏观形态 1、全球岩石圈分为六大板块：亚欧板块、非洲板块、印度洋板块、太平洋板块、美洲板块、南极洲板块生长边界有海岭、断层；消亡边界有海沟、造山带。 2、内部地壳稳定、两个板块之间的交界处地壳活跃，火山、地震也多集中分布于这一带。 3、板块相对移动而发生的彼此碰撞或张裂，形成了地球表面的基本面貌。板块张裂：形成裂谷或海洋。如东非大裂谷、大西洋、红海。板块碰撞：两大陆板块相撞，形成巨大的山脉。如喜马拉雅山脉。大陆板块与海洋板块相撞，形成海沟、岛弧和海岸山脉。（二）地质构造与地表形态 A褶皱：两种基本形态由于岩层的受力方向不同，表现的形式是不一样的。当来自水平方向的挤压力使岩层发生弯曲变形，形成的是褶皱；如岩石向上拱起的是背斜，向下弯曲的是向斜。地形位置：向斜槽部因受到挤压力作用，岩性比较坚硬不容易被外力侵蚀，反而成为山岭。背斜顶部因受到张力作用，岩性比较疏松，若裸露在地表很容易受到风力、流水等外力因素的侵蚀，所以就有可能变成谷地。 B 断层 1、定义：岩体发生破裂，并且沿断裂面两侧岩块有明显的错动、位移，这叫断层。 2、形成原因：地壳运动产生的强大压力或张力，超过了岩石所承受的程度。 3、地貌上的表现：大的断层常常形成裂谷或陡崖。如东非大裂谷、华山北坡大断崖。断层一侧上升的岩块常形成块状山地或高地。如华山、庐山、泰山；另一侧下沉的岩块则常形成谷地或低地。如渭河平原、汾河谷地。断层构造带常发育成沟谷、河流。 4 了解地质构造规律的意义：找矿、找水、工程建设等。背斜是良好的储油（天然气）构造，向斜构造盆地，利于储存地下水，常形成自流盆地。工程建设上：隧道工程通过断层时必须采取相应的工程加固措施；以免发生崩塌；水库等大型工程选址，应避开断层带，以免诱发断层活动，产生不良后果。 5总结：形式从形态上看从岩层新老关系上看对地貌的影响原因褶皱背斜岩层向上拱起岩层中心老、两翼新一般成山岩层向上拱起有时成谷背斜顶部受到张力被侵蚀成谷地向斜岩层向下弯曲岩层中心新、两翼老一般成谷岩层向下弯曲有时成山向斜槽部受挤压，物质不易被侵蚀反而成山岭断层地垒两条断层之间中间上升，两边下降，形成块状山地，如庐山、泰山地堑两条断层之间中间下降，两边上升，形成凹陷地带，如东非大裂谷、汾河谷地（三）火山、地震活动和地表形态火山喷发其熔岩物质堆积常形成火山锥、火山口等多种火山地貌。地震的结果往往造成地壳断裂和错动，引起海陆变迁和地势起伏。三、外力作用和地表形态（一）外力作用外力作用的主要表现形式有风化、侵蚀、搬运、沉积和固结成岩等。内力作用不断使地表变得高低不平，而外力作用则使高低不平的地表不断趋于平坦。在侵蚀——沉积过程中，形成各种各样的侵蚀——堆积地形。（二）外力作用对地表形态的塑造侵蚀作用为主：横断山区——内力抬升、流水侵蚀——山高谷深青藏高原——挤压抬升、流水下切——水拍云崖黄土高原——内力抬升、流水切割——千沟万壑沉积作用为主：大河中下游地区——基底下沉、泥沙沉积——冲积平原和三角洲干旱地区——含有大量沙粒的气流，风速减小、沙粒沉积—沙丘地质作用引起地壳物质的循环运动，内力作用使地表隆起或拗陷，形成高山或盆地：外力作用则把高山削低，把盆地填平。现在的地表形态是内外力共同作用的结果。第二节大气环境概况大气的组成成分成份作用干洁空气氧（20.94%）维持生命活动的必需的物质氮（78.08%）生物体的基本成分 CO2（0.03%）植物进行光作用的基本原料；对地面的保温作用 O3 吸收紫外线，保护地球生物。有“地球生命的保护伞”之称。水分相变产生天气现象，直接影响地面和大气温度。固体杂质成云致雨的必的条件。其中固体杂质是凝结核，促成水汽的凝结。们依据温度、密度和大气运状况，、将大气分为对流层阿A、平流层B、高层大气（中间层C、电离层D）垂直分布高度分布气温变化大气运动与人类的关系其它对流层低纬17—18KM 、中纬10—12KM 高纬8—9KM 随高度的增加而递减。（热量来自地面）对流运动显著天气复杂多变与为类的关系最为密切占大气所有质量的3/4和几乎全部的水汽、杂质都集中在这层平流层对流层顶至50—55KM 随高的增加而递增（O3吸收太阳紫外线）上热下冷，以水平运动为主。天气晴朗，大气稳定，利于高空飞行。在22—27KM处O3含量达到最大值高层大气中间层平流层顶至2000—3000KM 随高度的增加而迅速降低。（没有O3吸收紫外线）上冷下热，空气垂直对流运动强烈。（又称高空对流层）热层(电离）随高的增加而上升很快。（氧原子吸紫）上热下冷反射无线电波一对流层大气的受热过程（一）大气对太阳辐射的削弱作用 0.20um<紫外线（占7%）<0.4um<可见光（占50%）<0.76<红外线um（占43%） 1.吸收作用：有选择作用平流层中的O3 吸收紫外线；对流层中的水汽和CO2 吸收红外线。对可见光几乎不被吸收。 2.散射作用：有选择作用指太阳辐射遇到空气中的分子或微小尘埃时一部分以这些质点为中心，向四周散射开。其中波长较长的蓝、紫色光最容易被散射。常见现象：晴朗的天空呈蔚蓝色，阴沉的天灰白色；日出前天已亮，日落后天不黑。 3 反射作用：无选择作用云层越厚反射越强。常见现象：多云的白天气温不会太高。 4 削弱作用与太阳高度角太阳高度角越大，通过大气的路程越短，削弱越小，反之就越多，故由赤道向两极被削弱的太阳辐射就增多。影响太阳辐射的最主要因素是太阳高度角：太阳高度角愈大等量的太阳辐射散布的面积就愈小，光热集中，地表单位面积上获得的太阳辐射就愈多，太阳辐射强度就愈大。（二）地面辐射和大气辐射太阳辐射（对太阳短波辐射几乎是透明的）→使大部分的太阳辐射到达地面→使地面增温→向外辐射能量（地面长波辐射）→大气中的水汽和CO2吸收地面辐射→大气增温→把热量反还给地面（大气逆辐射）所以多云的夜晚气温不会太低。地面辐射是近地面大气的主要热的主要来源。地球大气对太阳短波辐射几乎是透明体，大部分太阳辐射能够透过大气射到地面上，使地面增温；大气对地面长波辐射却是隔热层，把地面辐射放出的热量绝大部分截留在大气中，并通过大气逆辐射又将热量还给地面。人们把大气的这种作用，称为大气温室效应。结论：(1)地面辐射是近地面大气(对流层)的主要的直接的热量来源，而地面辐射的主要能量来源是太阳辐射，所以说，(2)太阳辐射是地球上(地面和大气)的根本能量来源。(3)对地面直接起保温作用的是大气逆辐射。（三）影响地面辐射的主要因素 1纬度因素：地球表面不同纬度地区，由于太阳直射点的南北移动，太阳高度角有差异，会对地表获得的太阳辐射有影响。因为太阳高度角越大的地区，太阳辐射经过大气的路程越短，被大气削弱得越少，最后到达地面的太阳辐射就越多，反之越少。这是太阳辐射由低纬向两极递减的原因之一。①等量太阳辐射在地面的散布面积不同②经过大气的路程长短不同，被削弱程度不同。地面得到的太阳辐射不同，地面辐射也就不同。 2、下垫面因素：吸收、反射率不同。 3、其他因素：天气状况、日照时间不同。二全球气压带、风带的分布和移动（一）热力环流形成的原理。大气中热量和水汽的输送，以及各种天气的变化，都是通过大气的运动来实现的。大气的能来源于太阳辐射。高低纬间获到太阳辐射的不均是造成的大气运动的原动力。近地面空气的受热或冷却，引起大气上升或下沉运动。空气的上升或下沉，导致同一水平面上气压的差异，气压差又是形成大气水平运动的原因。产生的根本原因是各纬度获得太阳辐射的不均。等压面向上凸起的地方是高压，等压面向下凹的地方是低压。（二）大气的水平运动同一水平面上产生了气压差异。我们把单位距离间的气压差叫做气压梯度。大气从气压高的地方流向气压低的地方，这个力叫水平气压梯度力。水平气压梯度力是形成风的直接原因。 1 受力 A水平气压梯度力（直接原因）：垂直等压线并指向低压。 B地转偏向力：方向与风向垂直，只会改变风向 C摩擦力：方向与风向相反，减少风速，改变风向。 2 风向：是近地面在三力的共同作用下的结果。风向最后与等压线成一夹角（三）全球气压带和风带的分布大气环流的概念：具有全球性的有规律的大气运动。作用：把热量和水汽从一个地区输送到另一个地区，从而使高低纬度之间、海陆之间的热量和水汽得到交换，调整了全球的水热分布。 A三圈环流 1：低纬环流（00-300）近地面形成：东北信风（北）东南信风（南） 2：中纬环流（300-600）近地面形成：盛行西风[西南风（北）、东南风（南）] 3：高纬环流（600-900）近地面形成：极地东风[东北风（北）、东南风（南）] （四）全球气压带和风带的移动气压带和风带会太阳直射点的移动而移动，就北半球而言夏季北移，冬季南移。三气压带和风带的对气候的影响（一）气压带、风带季节移动与大气活动中心 1北半球：海陆相间分布亚洲大陆北太平洋北大西洋 1月亚洲高压（蒙古-西伯利亚高压）阿留申低压冰岛低压 7月亚洲低压（印度低压）夏威夷高压亚速尔高压气压带呈块状分布 2、南半球：气压带呈带状分布原因是:海洋面积占绝对优势（二）、气压带、风带季节移动与季风环流 1、季风概念:大范围地区的盛行风随季节有显著改变的现象。（随季节而改变风向的风） 2、季风的成因 ① 海陆热力性质差异显著（东亚季风、南亚冬季风的主要成因） ②气压带、风带位置的季节移动(南亚夏季风的主要成因) 东亚——西北风 3、季风环流冬季季风（陆→海）南亚——东北风东亚——东南风夏季季风（海→陆）南亚——西南风 4为什么东亚的季风最为显著？太平洋是世界最大的大洋，亚欧大陆是世界最大的大陆，东亚居于两者之间，海陆的气温对比和季节变化都比其他地区显著。所以，海陆热力性质引起的季风，在东亚最为典型，范围大致包括我国的东部、朝鲜半岛、日本等地区。四常见的天气系统（一）锋面系统与天气概念过境前天气情况过境时天气过境后天气例子冷锋冷气团主动向暖气团移动受暖气团控制气温低气压高出现阴天、下雨、刮风、降温等天气降水多发生在锋后受冷气团控制气温低气压高天气晴朗北方夏季的暴雨、冬季的寒潮暖锋暖冷气团主动向冷气团移动受暖气团控制气温高气压低多为连续性降水降水多发生在锋前受暖气团控制气温高气压低天气转晴春雨 3、能够根据气温、气压的变化，判断冷、暖锋二、低压（气旋）系统和高压（反气旋）系统与天气 1、基本规律中心气压气流运动情况天气状况实例水平方向情况垂直方向气旋低由四周向中心流动北半球：逆时针中心为上升气流阴雨东南沿海的台风南半球：顺时针反气旋高由中心向四周流动北半球：顺时针下沉气流晴朗长江流域的伏旱天气秋高气爽的天气南半球：逆时针气旋反气旋气压低气压高气压气流水平由四周向中心辐合（北逆南顺）由中心向四周辐散（北顺南逆）垂直上升（降温）下沉（增温）天气阴雨为主晴朗为主气候类型的判读： 3 气候类型的判读第一步：根据最高气温出现的月份，判断南、北半球。若最高气温出现在7、8月，则该气候为北半球气候，若最高气温出现在1、2月，则该气候为南半球气候。第二步：根据最冷月气温判断所处的温度带。最冷月气温＞15°C为热带气候类型（热带雨林气候、热带草原气候、热带季风气候、热带沙漠气候）最冷月气温为0——15°C 有三种气候：亚热带季风、地中海气候、温带海洋气候最冷月气温＜0°C：温带季风气候、温带大陆性气候、极地气候（最热月气温＜10°）第三步：根据降水情况确定具体的气候类型。降水全年分配均匀：热带雨林气候、温带海洋性气候降水稀少：热带沙漠气候、温带大陆性气候夏季多雨：热带草原气候（渐多）、热带季风气候、亚热带季风气候、温带季风气候冬季多雨：地中海气候。气候类型分布规律成因气候特征热带热带雨林气候南北纬10°之间赤道低气压带控制全年高温多雨热带草原气候南北纬10°～20°之间赤道低压、信风带交替控制湿季干季交替热带季风气候北纬10°～北纬25°大陆东岸冬夏季风交替控制雨季集中旱雨季分明热带沙漠气候南北纬20°～30°大陆内部、大陆西岸副高或信风带控制全年干旱少雨亚热带亚热带季风气候南北纬25°～35°大陆东岸冬夏季风交替控制冬温夏热夏雨地中海气候南北纬30°～40°大陆西岸副高和西风带交替控制冬温雨夏干热温带温带季风气候北纬35°～50°大陆东岸冬夏季风交替控制冬寒冷干燥夏高温多雨温带海洋气候南北纬40°～60°大陆西岸全年受西风带影响温和多雨温带大陆性气候南北纬40°～60°大陆内部大陆气团控制冬寒夏热干旱少雨亚寒带针叶林气候北纬50°～70° 极地大陆（海洋）气团控制冬寒长夏短暖寒带苔原气候北半球极地附近临海极地气团控制全年严寒冰原气候南北半球极地附近内陆极地气团控制全年酷寒高山高原高山高原气候高大的山地和高原地区气温随高度变化气温随高度而降低第四节水循环和洋流一水循环水循环 A：海陆间大循环B：陆地循环（内陆循环） C：海上内循环（如下图）水资源更新最主要依靠海陆间大循环，陆地循环（内陆循环）对水资源更新也有一定的作用。二洋流 A海水运动形式海水运动形式主要有波浪、潮汐、洋流三种。波浪 A风浪：风力作用形成；是波浪中最常见的一种。 B海啸：海底地震、火山爆发或风暴引起的巨浪；破坏力极大。（二）潮汐 ——海水在月球和太阳引力作用下发生的周期性涨落现象。 2、运动规律：一天中 —— 通常海水两次涨落一月中 —— 大潮：初一（朔）和十五（望）小潮：上弦月和下弦月（三）洋流：海洋中的海水，常年比较稳定地沿着一定方向作大规模的流动，叫洋流 B、洋流的形成 1风海流：盛行风吹拂海面，推动海水随风漂流，并且使上层海水带动下层海水流动，形成规模很大的洋流，叫风海流。 2、密度流：各个海域因海水的温度、盐度不同，导致海水密度分布不均，引起海水的流动，叫密度流 3、补偿流：由风力和密度差异所形成的洋流，使海水流出的海区海水减少，相邻海区的海水便会流来补充，这样形成的洋流叫补偿流。 A水平补偿流：世界洋流模式图中的沿岸流多是水平补偿流 B垂直补偿流：上升流：如秘鲁渔场附近的海域、下降流北赤道暖流南赤道暖流西风漂流赤道逆流西风漂流世界洋流模式图 C、表层洋流的分布 1 以副热带为中心的大洋环流北半球：顺时针方向南半球：逆时针方向 2、以副极地为中心的大洋环流北半球：逆时针方向南半球：顺时针方向 D、洋流对地理环境的影响 1促使高、低纬度间的热量输送和交换，调整全球的热量分布。 2 对气候的影响：暖流：增温、增湿；如北大西洋暖流对西欧海洋性气候形成、高纬度的港口而不冻。寒流：降温、减湿；如澳大利亚西海岸、秘鲁太平洋沿岸荒漠环境的形成。 3 渔业生产：寒、暖流交汇给鱼类带来丰富的饵料，这些海区往往成为世界著名渔场。 4 海洋污染：把近海的污染物带到其他海域，一方面加快了净化速度，另一方面可能使污染范围扩大。 5 航海：顺流节省时间、燃料；逆流费时间、燃料世界主要的渔场主要渔场北太平洋渔场日本暖流与千岛寒流交汇。世界第一大渔场。包括北海道渔场为主西北大西洋渔场墨西哥暖流与拉布拉多寒流交汇。以纽芬兰渔场为主东北大西洋渔场北大西洋与东格凌兰陵寒流（或来自北冰洋南下的冷水）交汇。包括北海渔场东南太平洋渔场秘鲁寒流经过。冷海水上泛。以秘鲁渔场为主东南大西洋渔场本格拉寒流汇。冷海水上泛。

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