课程导航离开 刷新关于本课程第一章：自然地理学与人类环境 第二章：地球与地球表层系统 第三章：地球表层环境与地球表层系统 第四章：岩石圈与地球表层结构和轮廓 第五章：大气圈与气候分异规律 第六章：水圈与水平衡 第七章：生物圈与生态系统 第八章：大气圈与岩石圈的相互作用 第九章：水圈与岩石圈的相互作用 第十章：水圈与大气圈相互作用 第十一章：水圈、大气圈、岩石圈的相互作用 第十二章：生物圈与岩石圈、水圈、大气圈的相互作用 第十三章：水圈、大气圈、生物圈、岩石圈相互作用与地球表层系统 第十四章：地表环境评估与区划 第十五章：地表环境预测 第十六章：地表环境的规划与管理 第十七章：地表环境的优化调控 第一节：日常生活中的自然地理学问题第二节：自然地理学研究的对象、内容、目的与意义第三节：自然地理学的性质第四节：自然地理学与地球表层系统第一节：宇宙中的地球第二节：地外系统对地表环境的影响第三节：地内系统对地表系统的影响第一节：地球表层系统的组成第二节：地球表层环境（系统）的结构第三节：地球表层系统的功能第四节：人类与地球表层环境第一节：岩石圈的组成第二节：岩石圈的结构第三节：岩石圈的运动第四节：固体地球表面的结构与轮廓第五节：构造地貌第六节：岩石圈与人类第一节：大气圈的组成与结构第二节：大气运动第三节：物质输移第四节：能量传输第五节：气候分异规律第六节：大气与人类第一节：水圈的组成第二节：水圈的结构第三节：水圈的演化第四节：水的运动第五节：水分平衡第六节：水圈与人类第一节：生物圈的组成第二节：生物圈的结构第三节：生物圈的形成与演化第四节：生态系统第五节：人与生物圈第一节：岩石风化与气候第二节：岩石圈变动与气候第三节：地貌与气候第四节：沙尘暴与黄土沉积第一节：岩石与水第二节：岩石圈的结构与流域性质和水系发育第三节：水的分布、负荷均衡与岩石圈的形变第四节：构造-侵蚀-地貌循环第五节：流水作用与流水地貌第六节：海岸线与海岸带第七节：海啸、泥石流、崩岸、滑坡－水、岩相互作用的实例第八节：河口地貌第一节：水汽与天气第二节：水与气候第三节：大气环流与水的循环第四节：海气相互作用第一节：气候－海面－冰川－均衡第二节：气候－水的分布－地球自转速度－构造运动或形变第三节：构造运动－大气环流－水份循环第四节：水圈、大气圈、岩石圈相互作用与冰川、冰缘地貌第五节：水圈、大气圈、岩石圈相互作用与黄土地貌第一节：生物圈与岩石圈相互作用第二节：生物圈和大气圈相互作用第三节：生物和水的相互作用第四节：水圈、大气圈、生物圈物圈的相互作用第一节：地球表层系统的能量流动与能量平衡第二节：地球表层系统的物质迁移与循环第三节：地球表层自然环境的地域分异规律第四节：土壤与土壤系统第五节：喀斯特作用与喀斯特地貌第一节：气候类型划分与气候环境评估第二节：生物环境分区与评估第三节：地形、地貌与地质环境评估与区划第四节：水资源与水资源分布第五节：土地分类、分级与评估第一节：地表环境预测的原则第二节：岩石圈的变化趋势第三节：大气圈的变化趋势第四节：水圈的变化趋势第五节：生物圈的变化趋势第六节：地球表层环境的变化趋势第一节：环境规划概述第二节：环境规划编制第三节：环境管理及其特征第四节：环境管理的任务与内容第五节：环境管理的手段第六节：环境监测管理信息系统第一节：优化调控概述第二节：优化调控原理第三节：优化调控的途径第四节：优化调控的方法与模型退出第十一章水圈、大气圈、岩石圈的相互作用第二节气候-水的分布-地球自转速度-构造运动或形变气候的变化会改变地球表面水的分布，引致地球自转速度的变化，从而进一步导致构造运动或岩石圈的变动，岩石圈的变动或构造运动又反过来影响大气环流和气候。

一、气候变化与地球表面水的分布气候的冷暖变化，导致冰川的进退和海平面的升降，从而引起地球表面水的重新分布。

现在地球表面海洋与陆地的分布状况是，大陆主要集中分布在北半球中高纬度地区和南半球高纬度地区（南极洲），而海洋集中分布在低纬地区与南半球的中纬地区。

在北纬30o～70o之间，陆地占地球表面的53.55%，海洋只占到46.45%；在南纬70o～90o之间，大陆占76.13%，海洋只占23.87%；而在南北纬30o之间，大陆只占25.8%，海洋却占到74.2%。

当冰期来临，海洋水蒸发减少，海平面减低，而中高纬度大陆冰盖发育、扩展，势必导致地球表面水的质量中心向高纬度偏移。

二、地球表面水的分布与地球自转速度根据角动量守恒原理，地球在自转过程中角动量是保持不变的。

即ωI=C其中ω为地球自转的角速度，I为地球转动惯量,C为常数。

由此可以看出，地球自转的角速度ω与地球转动惯量I成反相关关系：当地球转动惯量增大时，地球自转的角速度就会减小；反之，当地球转动惯量减小时，地球自转的角速度就会增大。

转动惯量等于物体内所有质点的质量(m)与它对旋转轴的的转动半径(r)平方的乘积的总和，即I=∑mr2。

在地球总质量不变的情况下，转动惯量的变化取决于半径r。

当转动半径r增大时，转动惯量增大，从而导致转动速度的变缓；当转动半径r减小时，转动惯量减小，从而导致转动速度加快。

这个道理可以用一个普通的例子来说明：譬如一个花样滑冰运动员两臂并拢在高速旋转，当他伸开双臂，速度立刻就会减慢。

地球表面的物体或物质都在随地球的转动而转动，它们的转动半径随纬度的变化而变化。

在赤道上地球表面的物体的转动半径最大，向极地地区逐渐变小。

到南极或北极点上，由于地轴（地球旋转轴）通过那里，故转动半径为零。

也可以这么说，同样一个物体，如果位于赤道附近，它的转动惯量是最大的，如果将之移动到极地地区，它的转动惯量将逐渐减小到零。

前面的分析表明，当冰期来临，地球表面将有较多的水以冰的形式集中分布到中高纬大陆地区，从而使地球表面的水的质量中心向高纬度偏移。

地球表面的水的质量中心向高纬度偏移，将导致地球自转转动惯量减小，从而使地球自转的速度加快。

当间冰期来临，中高纬度大陆地区的冰盖融化，融水回到海洋，地球表面的水的质量中心将向较低纬度迁移，从而导致转动惯量的增大和地球自转的速度变慢。

三、地球自转速度的变化与构造运动或形变李四光创立的地质力学学说，将构造运动或形变与地球自转速度的变化有机地联系在一起，来解释构造运动或形变的力源问题。

地质力学认为，地壳运动的起源是地球自转速度的变化。

在地球自转过程中，除两极以外，地球表面上的任一点，都受到不同程度的离心力的作用。

图11-2 地球自转离心力图解如图11-2所示，地球上任意一点A，在地球自转过程中都存在一个离心力。

即F=mv2/r=mω2 r。

式中，m为物体的质量，v为A点上地球自转的线速度，ω为地球自转的角速度，r为A点距离旋转轴的半径。

由此可以看出，离心力F随着旋转半径r的增大而增大。

由于旋转半径r从赤道向两极逐渐减小，因此离心力F也由赤道向两极减小。

一般来说，离心力F可以分解为两个分力，一个是垂直地面的垂直分力f1 , 它与重力作用方向相反，并与重力相抵消；另一个是与地面相切的水平分力f2，正是这个分力导致地球表层（地壳或岩石圈）由高纬向低纬的水平移动。

可以计算，这个水平分力在极地与赤道都等于零，而在中纬度最大。

当地球自转速度变快，离心力增大，使地球表层向低纬度地区移动。

由于地球表层与内部物质组成的不均匀性，地球表层运动的幅度与速度不同，便导致某些地区的挤压、某些地区的拉张和某些地区的剪切。

纬向构造带及其派生构造就是这样形成的。

地球自转速度的变化，对水圈也产生不可忽视的影响。

当地球自转速度变快，离心力增大，使海水从高纬度地区向低纬度地区集中，引起低纬地区的海侵和高纬地区的海退；当地球自转速度变慢，离心力减小，使海水从低纬度向高纬度地区移动，引起低纬地区的海退和高纬地区的海侵。

当地球自转速度发生变化时，不仅导致了南北向的水平切向应力的变化，而且也引起了东西向切向分应力与惯性力的变化。

当地球自转速度变快，产生一个自西向东的切向分力，同时还产生一个与这个力大小相等而方向相反的惯性力。

当地球自转速度变慢，所产生的切向力与惯性力的方向正好相反。

好像人们乘车一样，当车速发生变化时，就会出现前仰后合的现象。

车速加快，人向后倒；车速变慢，人向前倾。

同样的道理，当地球自转速度变快，地球表层就会向西漂移；当地球自转速度变慢，地球表层就会向东漂移。

在这个东西向的切应力与惯性力的作用下，地球表层将发生东西向的移动。

由于地球表层与内部物质组成的不均匀性，地球表层运动的幅度与速度不同，便导致了东西向的挤压、拉张或剪切。

经向构造带及其派生构造就是这样形成的。

四、气候―水的分布―地球自转速度-构造运动或形变通过上述分析讨论，可以看出气候的变化，引起地球表层水的分布发生变化，导致地球自转速度发生变化，从而引致岩石圈的变动和构造形变。

岩石圈的变动和构造形变，反过来又导致气候的变化、水的分布的变化，以及地球自转速度的变化。

岩石圈的变动和构造形变，导致了地球表层物质的重新分配。

例如，大陆的漂移，导致了大陆纬度的变化，造山、造陆运动，使地球表面起伏增大。

这些不仅会改变大气环流、水圈的结构与轮廓，而且还会相应改变地球的转动惯量，从而改变地球自转的速度。

地球自转速度的改变，不仅会引起新的岩石圈的变动，而且还会通过改变地表水平切向应力而改变地表水的分布，通过改变洋流运行速度以及改变大气角动量来改变大气环流和气候。

研究表明，地球自转速度的变化，与厄尔尼诺现象之间存在明显的相关关系（郑大伟，1988；任振球，1990）。

在厄尔尼诺年，由于地球自转速度减慢，在南北纬10o之间的低纬度地区，海水可以获得平均0.5 cm/s的向东的相对速度，大气可以获得1m/s的向东的相对速度。

也就是说，地球自转速度的减慢，使赤道附近的海水和大气获得了较多的向东的角动量，引起赤道洋流减弱，导致赤道东太平洋涌升流减弱，从而导致赤道东太平洋海水温度的升高的厄尔尼诺现象的出现（图11-3）。

图11-3 地球自转对厄尔尼诺的影响的可能途径（任振球，1990）大气环流、海水运动，都可以通过角动量的传递影响与改变地球自转的速度。

全球的相对西风角动量1月份比7月份要大4.2×1032gcm/s，这就是1月份地球自转速度比7月份要慢的原因。

气候―水的分布―地球自转速度-构造运动或形变之间的关系，可用图11-4简要表示。

图11-4 气候变化-水的分布-地球自转速度-构造运动或形变［现代自然地理学］试卷一答案卷1套答案要点一、名词解释1、回归线：一年中地球表面太阳直射的南北界线。

2、分水岭：两个流域之间由地面最高点连接组成的山岭高地。

3、石环：由于融冻作用形成的由石块或者砾石组成的环状地貌。

4、山谷风：由于山坡与谷地受热与冷却的速度不同，而产生的白天吹向山坡，夜晚吹向谷地的风。