最新地球与宇宙吴韦春ppt课件.ppt
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1、地球与宇宙吴韦春地球与宇宙吴韦春“地球与宇宙地球与宇宙”涉及的知识涉及的知识 1.地球概貌与物质组成1)地球的概貌2)地球上的岩石和土壤3)地球上的水4)地球上的大气 地球与宇宙涉及的知识地球与宇宙涉及的知识 2.地壳变动与地球运动 1)地球的内力作用与地壳变动 2)地球的外力作用与地貌变化 3)地球运动的基本形式 4)地球运动引起的自然现象 地球与宇宙涉及的知识地球与宇宙涉及的知识 3.天空中的星体 1)太阳和月亮 2)众多的恒星 3)太阳系、银河系和宇宙 4) 宇宙的探索地球概貌与物质组成地球概貌与物质组成1.1.地球概貌地球概貌 u地球的形状地球的形状 球体及其形成机制球体及其形成机制-
2、主要是由于这类天体都具有较大的质量和自引力,在其形成和演化的过程中都有一个融熔过程和不停地自转运动等一些因素共同作用的结果。 原始认识原始认识-天圆地方:天圆如张盖,地方如棋局。地球概貌与物质组成地球概貌与物质组成1.1.地球概貌地球概貌 第一次飞跃第一次飞跃-地球是球体:地平线的形状呈圆形(站得高看得远);行近的物体从地平线之下逐渐升现,远离的物体从地平线之上逐渐隐没;月食时月面上的地影边缘呈圆弧形;麦哲伦的环球航行证实了地球确实是一个球体。 第二次飞跃第二次飞跃-地球是椭球体的:赤道半径为6378.2千米,极半径为6356.8千米,两者相差约21千米。地球概貌与物质组成地球概貌与物质组成1
3、.1.地球概貌地球概貌 第三次飞跃第三次飞跃-地球是一个不规则的椭球体:地球是一个不规则的椭球体:赤道并不是一个正圆,而是近似椭圆形;赤道面也不是地球的对称面。赤道最大半径和最小半径相差265米,若与标准椭球体相比,北极凸出14米,南极凹进24米,南纬45附近有隆起,北纬45附近又有凹陷。 从宏观上讲从宏观上讲,地球仍是一个近似球形的球体。地球仍是一个近似球形的球体。地球概貌与物质组成地球概貌与物质组成1.1.地球概貌地球概貌u地球的大小、质量和密度地球的大小、质量和密度古希腊的地理学家埃拉托色尼巧妙地利用太阳光线作参照,完成了测量地球大小的工作。算出地球的周长大约为39816千米。现代的科学
4、家们不仅可以在地面上用三角测量法对地球作精密的测算,而且还可以利用人造卫星在空中对地球进行精确测量,由此得出了地球大小的精确值。地球赤道的周长为40066.449千米,子午线的周长为39999.305千米地球表面的总面积为510067860平方千米。地球的体积估计为1082513039000立方千米。地球上被水覆盖的面积估计为36208.2万平方千米,约占地球表面积的70.89。英国物理学家卡文迪许根据万有引力定律,首先求算出了地球的质量,约为60万亿亿吨。用地球的质量除以它的体积,便可得出地球的平均密度是5.517克/立方厘米。地球密度是随着深度的加深而增大的,并且在地下若干深度密度呈跳越式
5、变化。地球概貌与物质组成地球概貌与物质组成1.1.地球概貌地球概貌u重力场和磁场重力场和磁场重力场:重力场:地球上的任何物体都有向地面下落的趋势,最早是牛顿指出这是由于地球重力的作用。这里需要指出的是,重力是一种合力,是由指向地心的地球的引力与地球自转产生的惯性离心力共同作用而成的。根据万有引力公式,可以推测,从地表到地心的距离越大,地表的重力值就越大。同一物体,在两极最重,在赤道最轻。1000克的物体,由赤道带到两极,要加重5.2克。磁场:磁场:秦始皇修建阿房宫时,就用磁石砌成宫门,这样穿着铁甲或带着刀的刺客就很难混进宫内。北宋时期出现的指南针,则更是一个应用地球磁力场造福人类的世界性的大发
6、明。需要指出的是:一、指南针所指示的方向也并不正好就是根据地球自转轴定义的地球南北极。因此,指南针所指的方向只是地球磁场的南北极。(磁倾角)二、地磁的两极位置并不固定,乃至有可能发生180的倒转。一系列事实证明,地球历史上确实发生过磁极倒转,而且目前的磁极也在不断迁移。地球概貌与物质组成地球概貌与物质组成1.1.地球概貌地球概貌 u地球的模型地球的模型-地球仪地球仪 地轴地轴两极两极赤道:赤道:地球自转的轴叫做自轴。地轴同地球表面相交的两点叫做两极。在地球仪上,距南、北两极相等的大圆圈叫做赤道。 经线和经度:经线和经度:在地球仪上连接南、北两极的线,叫做经线,也叫做子午线。通过英国伦敦格林尼治
7、天文台原址的那一条经线为0经线,也叫本初子午线。从0经线算起,向东、西各分做180,以东的叫东经,以西的叫西经。西经20和东经160的经线圈把地球划分为东西两个半球。地球概貌与物质组成地球概貌与物质组成1.1.地球概貌地球概貌 纬线和纬度:纬线和纬度:在地球仪上,同赤道平行的线叫做纬线。最大的纬线圈是赤道。某地点的纬度,就是该地点的铅垂线与赤道面所夹的角度。赤道的纬度为0,由赤道向南、北两极各分做90。 经纬网:经纬网:经线和纬线相互交织所构成的网络叫做经纬网。利用它可以确定地球上任何一个地点的准确位置。如北京,位于北纬3957,东经11628。地球概貌与物质组成地球概貌与物质组成1.1.地球
8、概貌地球概貌u地球的圈层结构地壳:地壳:由坚硬的岩石组成,厚度在大陆上为3070千米,在洋底只有5-15千米,整个地壳的平均厚度约16千米,只有地球半径的1/400,体积只有地球体积的0.3%。 地幔:地幔:厚度约为2900千米,占地球总体积的83.4%。其组成物质复杂多变,总的来说是固态的。但在地下60250千米之间,温度增高,岩石虽未熔化但已呈熔融状态,被称作软流圈,是岩浆源地。 地核:地核:半径约有3473千米,占地球总体积的16.3%。地核分为内核和外核两部分,外核是液态的,内核是固态的。一般认为,地核是由铁、镍构成的金属核。地球概貌与物质组成地球概貌与物质组成2.2.地球上的岩石和土
9、壤地球上的岩石和土壤 岩石岩石是由矿物矿物构成的,矿物又是由元素元素构成的,岩石、矿物和元素都是地壳的组成物质。 u地壳中的元素和矿物 组成地壳的元素:组成地壳的元素:目前已发现90多种组成地壳的化学元素。氧(1/2)、硅(1/4)、铝(1/12)共占地壳总重量的80%以上。 组成地壳的矿物:组成地壳的矿物:天然产出的,由数种或一种元素构成的化合物或单质就是矿物。矿物一般都有晶体结构。 地球概貌与物质组成地球概貌与物质组成2.2.地球上的岩石和土壤地球上的岩石和土壤 u地球上的岩石 岩石是由一种或几种矿物组成的,如花岗岩是由长石、石英、云母组成的,石灰岩主要是因方解石组成的。 按岩石形成类型,
10、所有岩石可分为: 岩浆岩:岩浆岩:岩浆岩是由地下的炽热岩浆上升侵入到地壳中或喷出地表,因温度逐渐冷却而形成的。岩浆岩多呈块状,没有层理,这是这种岩石的基本特点。如玄武岩、浮石、花岗岩。地球概貌与物质组成地球概貌与物质组成2.2.地球上的岩石和土壤地球上的岩石和土壤 沉积岩:沉积岩:沉积岩有的是由原来的各种岩石经过风化、侵蚀、搬运和沉积逐渐形成的,有的是生物死亡后由生物遗骸堆积而成的。沉积岩特点:大多具有明显层理,呈层状,常有化石。如:砾岩、砂岩、页岩。 变质岩:变质岩:变质岩是由原来深埋地下的岩浆岩或沉积岩在高温、高压条件下改变了原来的岩石性质和面貌而形成的。如砂岩变成的石英岩,石灰岩变成的大
11、理岩,花岗岩变成的片麻岩。变质岩多呈板状和片状。地球概貌与物质组成地球概貌与物质组成2.2.地球上的岩石和土壤地球上的岩石和土壤 u地球上的土壤 土壤的物质组成:土壤的物质组成:土壤是陆地表面具有一定肥力、能够生长植物的疏松表层。它是由固相(矿物质、有机物、活的微生物)、液相(土壤水分)和气相(土壤空气)三种物质组成的。 土壤的形成:土壤的形成:土壤是由岩石转化而来的,其形成过程叫做成土过程。这一过程大致是:风化、微生物作用、植物作用、熟土。在成土过程中,成土母质是形成土壤的物质基础,生物在成土过程中起主导作用,气候和人类活动对土壤的形成和熟化也有重要影响。地球概貌与物质组成地球概貌与物质组成
12、3.3.地球上的水地球上的水 地球上的有丰富的水,全球约有3/4的面积被水覆盖着,因此,地球有“水的行星”之称。地球上的水主要是由海洋水和陆地水两大部分组成的。 u海洋水 海洋水的储量约为133800万立方千米,占地球上水总储量的96.53%,是地球上最重要的水体。地球概貌与物质组成地球概貌与物质组成3.3.地球上的水地球上的水 海水的盐度:海水的盐度:海水中溶解有许多盐类物质:氯化钠最多,占70%,氯化镁次之,占14%,因此,海水又咸又苦。海水的平均盐度为35,各个海域的盐度不一样,影响海水的盐度高低的主要因素是:降水量、蒸发量、有无淡水河注入和流经洋流的寒暖等。 海水的盐化:海水的盐化:海
13、水中盐类的来源。一是河水溶解了岩石和土壤中的盐类,注入大海;二是盐分通过裂缝从地下涌上来。地球概貌与物质组成地球概貌与物质组成3.3.地球上的水地球上的水 u陆地水 陆地水按其空间分布的不同,可分为地表水和地下水。地表水按其形态的不同,又可分为液态水和固态水。液态水主要是河水和湖泊水,固态水即冰川。仅占地球总水量的2.7%,其中77.44%为目前尚难以利用的两极冰川水。 河水:河水:河水是流动在河槽中的动态水。河水的补给方式有雨水、冰川、地下水等。河流分内流河和外流河。地球概貌与物质组成地球概貌与物质组成3.3.地球上的水地球上的水 湖泊水:湖泊水:湖泊水是陆地表面天然蓄水洼地的水体,通称湖水
14、。湖泊分淡水湖、半咸湖和咸水湖。 冰川水:冰川水:冰川冰在压力和重力作用下,沿山谷或坡面缓缓移动,就形成冰川,冰川融化后成为冰川水。冰川按其空间分布和特点分为大陆冰川和山岳冰川。 地下水:地下水:地下水是埋藏在地下土层和岩层空隙中的水体。它是由雨水下渗、砂隙水汽凝结和地下岩浆冷却形成的。地球概貌与物质组成地球概貌与物质组成3.3.地球上的水地球上的水 u水的循环: 地球上各种形态的水,在太阳辐射和重力作用下,通过周而复始的相变和运动进行着大规模的交换。 海陆间循环、海上循环、内陆循环。地球概貌与物质组成地球概貌与物质组成4.4.地球上的大气地球上的大气u大气的组成和分层大气的组成:大气的组成:
15、干洁大气是多种气体的混合物,主要成分是氮气(容积约占78%)、氧气(约占21%),其次是氩(0.9%)和二氧化碳(0.03%),还有一些稀有气体和二氧化硫、一氧化碳、臭氧等(总和不超过0.1%)。此外大气中还悬浮着一些固体杂质和液体颗粒。大气的的垂直分层:大气的的垂直分层:大气的厚度约有3000千米,约95%集中在下层,越向上空气越稀薄。分为对流层、平流层、中间层、热层、散逸层(外层)五个圈层。其中近地面的对流层与人类关系最为密切,地球上的风、云、雨雪等天气现象都发生在这一层里。地球概貌与物质组成地球概貌与物质组成4.4.地球上的大气地球上的大气 u大气的热力-气温 大气热力的来源:大气热力的
16、来源:太阳辐射是大气热力的最主要来源。一日之中气温最高的时间并不是正午,而是出现在午后2时左右,究其原因:大气的热力虽然来自太阳辐射,却不是太阳辐射直接晒热,而是先晒热地面,然后地面再把热量辐射到大气中,使大气增温的。 气温及其观测:气温及其观测:气温就是空气的温度。一般生活中所说的气温,是指气象观测所用的百叶箱中离地面1.5米高处的温度。这个温度基本上反映了观测地点(当地)的气温。气温是表示空气冷热程度的物理量,是空气分子平均动能大小的一种量度。气温观测一般每天进行三次:8时、14时、20时。最高最低气温的观测只在20时进行。地球概貌与物质组成地球概貌与物质组成4.4.地球上的大气地球上的大
17、气uu 大气的水平运动-风 气流从高压向低压的水平运动,形成风。风有风向和风速两个要素。 风向:风向:风的来向。地面风用十六个方位表示,每个方位各22.5角。例如东风指正东方向偏北11.25与偏南11.25之间的夹角内,都称为东风。 风速:风速:指单位时间内空气在水平方向上移动的距离。风速的大小常用风级来表示。 风力等级划分标准(风力等级划分标准(蒲福风级表蒲福风级表) 估测风级歌估测风级歌 地球概貌与物质组成地球概貌与物质组成4.4.地球上的大气地球上的大气 uu 大气的降水大气的降水 降水:降水:是从去中降落到地面的各种形态水的总称,包是从去中降落到地面的各种形态水的总称,包括雨、雪、雹等
18、。降水的多少用降水量表示,它是指括雨、雪、雹等。降水的多少用降水量表示,它是指雨水(或融化后的固体降水)既不流走,也不渗透到雨水(或融化后的固体降水)既不流走,也不渗透到地里,同时也不被蒸发掉而积聚起来的一层水的深度,地里,同时也不被蒸发掉而积聚起来的一层水的深度,通常以毫米为单位。降水量可以用雨量器来测量。通常以毫米为单位。降水量可以用雨量器来测量。 在气象上通常用某一段时间内降水量的多少来划分降在气象上通常用某一段时间内降水量的多少来划分降水强度。最常用的对降雨的分类方法是按降水量的多水强度。最常用的对降雨的分类方法是按降水量的多少来划分降雨的等级。根据国家气象部门规定的降水少来划分降雨的
19、等级。根据国家气象部门规定的降水量标准,降雨可分为小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴量标准,降雨可分为小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨和特大暴雨六种雨和特大暴雨六种( (见表见表) )。地球概貌与物质组成地球概貌与物质组成4.4.地球上的大气地球上的大气 在没有测量雨量的情况下,我们也可以从当时的降雨状况来判断降水强度: 小雨:雨滴下降清晰可辨;地面全湿,但无积水或积水形成很慢。 中雨:雨滴下降连续成线,雨滴四溅,可闻雨声;地面积水形成较快。 大雨:雨滴下降模糊成片,四溅很高,雨声激烈;地面积水形成很快。 暴雨:雨如倾盆,雨声猛烈,开窗说话时,声音受雨声干扰而听不清楚;积水形成特快,下水道往往来不及排
20、泄,常有外溢现象。 地球概貌与物质组成地球概貌与物质组成4.4.地球上的大气地球上的大气u天气的变化和预报天气的变化和预报云云云:云:是直径为2050微米的悬浮水滴或冰晶在空中的密集集合体。云的形成需要有充足的水汽、足够多的凝结核和使水汽凝结的冷却过程。根据云的常见云底高度,云被分为高云、中云和低云三族。此外,世界气象组织1956年公布的国际云图分类体系又将云分为十属。其中低云有积云(Cu)、积雨云(Cb)、层积云(Sc)、层云(St)和雨层云(Ns),中云有高积云(Ac) 和高层云(As), 高云则有卷云(Ci)、卷层云(Cs)、卷积云(Cc)。一般来说,高云都在6千米以上,中云云底在2-6
21、千米,低云云底为0.1-2千米。需要指出的是,有些云属经常会伸展至其它层,如属于中云族的高层云可能伸展至高云族所在的层次,积云和积雨云能伸展至中云族和高云族所在的层次。此外,在云物理学上还有其它分类方法,如根据云的微结构分类(水云、冰云和冰水混合云);根据云体温度分类(暖云和冷云); 根据云的动力学特征分类(层状云、对流云和波状云)等。各云属除了高度有别之外,云形也各有不同,基本上可分为积状云、层状云及卷状云(波状云)三大类。积状云就是一朵一朵高低起伏的云,代表对流较为旺盛;层状云就是成层且较平坦的云,通常是较弱的对流所造成;而卷状云则是一丝丝轻薄的云,这正是由冰晶组成的特征。高高 云云中中
22、云云低低 云云地球概貌与物质组成地球概貌与物质组成4.4.地球上的大气地球上的大气 云量:云量: 云量多少,全凭目测云块占据天空的面积来估计。因为是目测,当然并不十分准确,但也没有更好的办法,全世界的气象站至今还是用这种目测方法估计云量。天气预报广播中的晴、少云、多云和阴,就是根据云量的多少划分的。通常将整个天空划分为10等份,碧空无云或被云遮蔽不到0.5份时,云量为“0”;云遮盖天空一半时,云量为“5”。云量不到2成时称为晴;低云量在8成以上称为阴。地壳变动与地球运动地壳变动与地球运动 1 1)地球的内力作用与地壳变动)地球的内力作用与地壳变动 火山:火山:通常,岩浆沿着一些通道上升到地表形
23、成的喷出物,围绕各种不同形状的喷出口形成的山丘,就是人们常说的火山。喷出口就是火山口。 地质学家把火山喷发归结为三种形式:熔透式、裂隙式和中心式。按照火山活动的历史,又可以分出活火山、死火山以及休眠火山三种。 地壳变动与地球运动地壳变动与地球运动地震:地震:是大地发生的快速震动,是构造运动的一种特殊形式。构造地震是地壳深处积聚的能量突然释放的结果,即:一旦积聚的弹性应力超过了岩石的强度极限,岩石突然破裂,产生一个冲击力。这种地下冲击以弹性波的形式向四周传播,称地震波,可分为三种。(纵波、横波、地面波)地球上的地震有强有弱。用来衡量地震强度大小的尺子有两把,一把叫地震震级;另一把叫地震烈度。地震
24、震级地震震级是衡量地震大小的一种度量。每一次地震只有一个震级。它是根据地震时释放能量的多少来划分的,震级可以通过地震仪器的记录计算出来,震级越高,释放的能量也越多。我国使用的的震级标准是国际通用震级标准,叫“里氏震级”。地震烈度:地震烈度:地震烈度是指地面及房屋等建筑物受地震破坏的程度。对同一个地震,不同的地区,烈度大小是不一样的。距离震源近,破坏就大,烈度就高;距离震源远,破坏就小,烈度就低。地壳变动与地球运动地壳变动与地球运动 u褶皱:是在地壳运动作用下,岩层受水平挤压发生的弯曲变形。若岩层只发生一个弯曲,称为褶曲;两个或两个以上褶曲的组合,称为褶皱。 u断裂:是指岩层被断错或发生裂开。据
25、其发育的程度和两侧的岩层相对位错的情况把断裂分为三类。(劈理、节理、断层)地壳变动与地球运动地壳变动与地球运动2)地球的外力作用与地貌变化u风化作用与地貌风化作用是岩石在地表新的物理、化学条件下所产生的一切物理状态与化学成分变化的总称,它是一种在大气及生物的影响下使岩石在原地发生的破坏作用。按作用性质把风化作用分为物理风化作用、化学风化作用和生物风化作用三种类型。u流水作用与地貌世界上绝大多数的人生活在湿润的平原地区,形成这种地形的主要外动力是流水。地表流水的作用有三种方式:侵蚀、搬运、堆积。u风力作用与地貌风力是塑造干燥地区地表形态的主要营力,形成风成地貌。地壳变动与地球运动地壳变动与地球运
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