绪论一、自然地理学的研究对象和分科一地理学地理学是研究地理环境自然环境、经济环境和社会文化环境的科学..地理学的“三分法”——自然地理学、经济地理学、人文地理学地理学的“三层次”——统一、综合、部门地理学的“三重性”——理论地理学、应用地理学、区域地理学二自然地理学的研究对象自然地理环境包括天然环境和人为环境的组成、结构、功能、动态及其地域分异规律..三自然地理学的分科综合自然地理学、部门自然地理学二、自然地理学的任务三、自然地理学与其他学科的关系四、本书的内容和结构第一章地球第一节地球在宇宙中的位置一、宇宙和天体二、太阳和太阳系9大行星、50个卫星、50万个小行星、少数彗星三、地球在天体中的位置第二节地球的形状和大小一、地球的形状及其地理意义旋转椭球体黄赤交角太阳高度角自然现象的地带性分布二、地球的大小及其地理意义地球的巨大质量;使它能够保持一个具有一定质量和厚度的大气圈;拥有海洋和河湖;拥有生命……第三节地球的运动一、地球的运动一地球自转的规律性二地球公转的规律性二、地球运动的地理意义首先;地球自转决定了昼夜更替;使水平运动的物体发生偏转北半球右偏而南半球左偏;并使地球上同一时刻、不同经线上具有不同的地方时间;而且由于月球和太阳的引力差使地球体发生弹性形变——潮汐作用;地球的整体自转运动同它的局部运动地壳运动、海水运动、大气运动等密切相关..同时;地球运动时;它的自转轴倾斜于其公转轨道面黄赤交角;这影响着太阳辐射能在地面上的分布和变化;从而决定了地球上有四季的递变和五带的区分；其次;地球自转和公转的周期;提供了两个时间的自然单位——日和年;认识和利用它们的周期性规律;人们创造了历法制度和计时制度..第四节地理坐标一、纬线与纬度二、经线与经度第五节地球的圈层构造一、地球的圈层分化二、地球的内部构造地壳、地幔、地核三、地球的外部构造大气圈、水圈、生物圈第六节地球表面的基本形态和特征一、海陆分布二、海陆起伏曲线三、岛屿四、地球表面的基本特征一地球表面是太阳辐射和太阳能转化的主要场所..二地球表面是固态、液态和气态物质相互渗透、相互转化的两相或三相界面..三地球表面具有独特的物质现象;如生物、风化壳、土壤层、粘土矿物、沉积岩以及各种地貌形态..四地球表层具有复杂的、高速度和高强度的物质、能量交换、转化和循环过程..五地球表层存在着复杂的强烈的内部分异过程..六地球表层是人类社会发生、发展的环境..第二章地壳第一节地壳的组成物质一、化学成分与矿物一化学成分克拉克值在已知的108种化学元素中;自然界存在92种;并有300余种同位素..二矿物是单个元素或若干元素在一定地质条件下形成的具有特定理化性质的化合物;它是构成岩石的基本单元..三主要造岩矿物与常见矿物岩石是造岩矿物按照一定的结构集合而成的地质体;按成因可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩..二、岩浆岩岩浆岩是上地幔的高温熔融岩浆沿岩石圈破裂带上升侵入地壳甚至喷出地表形成的岩石..一岩浆岩的矿物组成硅酸盐、金属硫化物、氧化物、挥发物..二岩浆岩的产状、结构和构造1. 产状2. 结构：玻璃质结构、隐晶质结构、显晶质结构、斑状结构3. 构造：块状构造、斑杂构造、流纹构造、气孔构造、杏仁状构造三岩浆岩的主要类型1. 按化学成分与矿物组成：超基性岩、基性岩、中性岩、酸性岩2. 按结构、构造与产状：深成岩、浅成岩、喷出岩3. 综合分类：三、沉积岩沉积岩是由成层堆积于陆地或海洋中的碎屑、胶体和有机物质等疏松沉积物固结而成的岩石..一沉积岩的基本特征沉积岩具有层理;富含次生矿物、有机质和生物化石;有碎屑结构或非碎屑结构之分;具有印模波痕、雨痕、干裂、槽模、沟模等、缝合线或结核等原生构造特征..二沉积岩的主要类型1. 碎屑岩类2. 粘土岩类3. 生物化学岩类四、变质岩一变质作用与变质岩固态原岩因温度、压力及化学活动性流体的作用而导致矿物成分、化学结构与构造的变化统称为变质作用;其形成的岩石即为变质岩..二变质作用类型与常见变质岩1. 动力变质作用构造运动引起的定向压力使原岩碎裂、变形及一定程度的重结晶;称为动力变质作用..代表性岩石：构造角砾岩、碎裂岩、糜棱岩2. 接触热变质作用发生于侵入体与围岩接触带;围岩受热后矿物发生重结晶、脱水、脱碳、形成变晶结构结构与新矿物..代表性岩石：斑点板岩、角岩、大理岩、石英岩3. 接触交代变质作用发生于侵入体与围岩接触带;高温下岩浆分泌的挥发性物质与热液通过围岩的交代作用使后者化学成分发生变化形成新矿物..代表性岩石：矽卡岩4. 区域变质作用区域性构造运动导致的深广范围的变质作用..代表性岩石：板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、变粒岩、麻粒岩5. 混合岩化作用超变质作用区域变质与岩浆作用间的一种过渡性地质作用..代表性岩石：混合花岗岩第二节构造运动与地质构造一、构造运动的特点与基本方式构造运动主要是地球内动力引起的使地壳发生变位与变形的机械运动;经常涉及更深的构造圈..一构造运动的一般特点构造运动特点：普遍性、永恒性、方向性、非均速性、幅度与规模差异性等二构造运动的基本方式1. 水平运动地壳或岩石圈块体沿大地水准面切线方向的运动2. 垂直运动地壳或岩石圈块体垂直于大地水准面切线方向的升降运动二、构造运动与岩相、建造和地层接触关系一岩相海相深海相、浅海相、陆相河流相、湖泊相、沼泽相、滨海相、过渡相二沉积建造沉积建造是彼此有共生关系的地层岩相组合或岩性大致相同的沉积物组合..1. 地槽型建造主要由海相地层组成的、厚度很大;无沉积间断或仅有极短间断、产生于强裂构造下降区;岩浆岩与火山碎屑岩分布较广..2. 地台型建造以陆相碎屑沉积为主;厚度不大;未受强烈构造变动;地壳升降幅度均较小的地台上的建造;岩浆岩分布较少..3. 过渡型建造兼有地槽型与地台型建造特征但以碎屑岩占优势;陆相沉积与泻湖相沉积分布广泛..三地层的接触关系1. 整合相邻新老地层产状一致且相互平行;时代连续;无沉积间断..2. 假整合又称平行不整合;相邻地层产状平行但时代不连续..3. 不整合又称角度不整合;相邻地层产状既不一致;时代也不连续;有地层缺失..4. 侵入接触侵入体边缘有捕虏体;接触带界面不规则;围岩有变质现象..5. 侵入体的沉积接触后期沉积岩覆于前期侵入体所形成的剥蚀面之上..二、地质构造地质构造岩层或岩体经构造运动而发生的变形与变位..一水平构造丹霞地貌二倾斜构造单面山三褶皱构造背斜、向斜四断裂构造节理、断层第三节大地构造学说一、板块构造学说一大陆漂移学说二海底扩张学说三板块构造学说板块边界：扩张型、俯冲型、转换断层型六大板块：欧亚板块、美洲板块、非洲板块、太平洋板块、澳洲板块、南极板块二、槽台说与地洼说槽台说认为：地壳运动主要受垂直运动控制;其驱动力为地球物质的重力分异作用;其构造单元分为活动的地槽区和稳定的地台区..地洼说认为：地壳发展过程中;活动区地槽和稳定区地台可以相互转化..三、地质力学学说地质力学学说认为：全球地质构造的展布具有一定的方向和方位;即纬向构造体系、经向构造体系和扭动构造体系..第四节火山与地震一、火山一火山的类型与分布1. 火山类型2. 火山分布二火山地貌二、地震第五节地壳的演变一、地质年代一相对地质年代依据地层下老上新的沉积顺序;地层剖面中的整合与不整合关系;标准古生物化石与生物群体进行对比;确定某个地层或事件的相对年代的方法..二绝对地质年代通过矿物或岩石的放射性同位素的测定;依据放射性同位素蜕变规律计算其距今年代的方法..二、地壳演化简史第三章大气和气候第一节大气的组成和热能一、大气的成分大气由干洁空气、水汽、悬浮尘粒或杂质组成;在近地表85km以下;其成分可分为两类;定常成分氮、氧、氩和微量惰性气体氖、氪、氙、氦等和可变成分水汽、二氧化碳、臭氧、一氧化碳、甲烷、硫化氢、二氧化硫等..二、大气的结构一大气质量图3-1二大气压力气压是指从观测高度到大气上界单位面积上铅直空气柱的重量;它随着高度的上升而降低；但是;由于地表的非均一性及动力、热力因子影响;同一水平面上实际气压的分布并不均匀;因此;各地同一时刻的海平面气压值存在差异;可分为低气压、高气压、低压槽、高压脊及鞍形等气压场类型..图3-2-3三大气分层按照温度和运动情况;可将大气分为五层..图3-4三、大气的热能一太阳辐射地球及大气的热状况是天气变化的基本因素;辐射交换是决定热状况的能量交换方式之一;而太阳辐射从根本上决定地球、大气的热状况;从而支配其他能量的传输过程..二大气能量及其保温效应大气本身对太阳辐射的直接吸收很少;而水、陆、植被等下垫面却能大量吸收太阳辐射;并经潜热和感热转化供给大气..图3-5三地-气系统的辐射平衡辐射平衡是指地-气系统内部某一时段内;地面与大气以辐射和热量输送形式进行的能量交换的收支差值..图3-6、3-7四、气温一气温的周期性变化1. 气温的日变化气温日较差是指一天中最高温度与最低温度之差;它与纬度、季节、地表性质、天气状况等因素密切相关..2. 气温的年变化气温年较差是指气温的年变化幅度..图3-8二气温的水平分布图3-9-10三气温的垂直分布气温主要随海拔高度的升高而降低;同时受到纬度、地面性质、大气环流等因素的影响..第二节大气水分和降水一、大气湿度一湿度概念及其表示方法水汽压、饱和水汽压、绝对湿度、相对湿度、露点温度二湿度的变化与分布二、蒸发和凝结一蒸发及其影响因素温度、性质、性状、空气湿度、风二凝结和凝结条件三、水汽的凝结现象一地表面的凝结现象露、霜、雾凇、雨凇二大气中的凝结现象雾：辐射雾、平流雾、蒸汽雾、上坡雾、锋面雾云：积状云、层状云、波状云图3-13-14-15四、大气降水一降水的形成云滴凝结增长→→→→云滴的冲并增长二降水的类型对流雨、地形雨、锋面雨、台风雨三降水的时间变化1. 降水强度、降水量、降水变率2. 降水的日变化：大陆型、海洋型3. 降水的年变化：赤道型、热带型、副热带型、温带及高纬型四降水量的地理分布降水量的空间分布受纬度、海陆位置、大气环流、天气系统、地形等多种因素制约;全球划分为四个降雨带：赤道多雨带、南北纬15o-30o少雨带、中纬多雨带、高纬少雨带..图3-19第三节大气运动和天气系统一、大气的水平运动一作用于空气的力水平气压梯度力、地转偏向力、地面摩擦力、惯性离心力图3-20-21-22二自由大气中的空气运动地转风、梯度风图3-23-24三风随高度的变化1. 地转风随高度的变化——热成风图3-25-26-272. 摩擦层中风随高度的变化图3-28二、大气环流大气环流是指大范围内具有一定稳定性的各种气流运行的综合现象;它构成了全球大气运行的基本形势;是全球气候特征和大范围形势的主导因素与各种尺度天气系统活动的背景条件..水平尺度可涉及某个大地区、半球甚至全球；垂直尺度有对流层、平流层、中间层或整个大气圈的大气环流；时间尺度有数日、月、季、半年、一年直至多年的平均大气环流..大气环流的主要表现形式包括全球行星风系、三圈环流、定常分布的平均槽脊和高空急流、西风带中的大型扰动、季风环流..图3-30-31-32-33-34-35三、主要天气系统天气系统是指大气中引起天气变化的各种尺度的运动系统;包括温压场和风场中的大气长波、气旋、反气旋、锋面、台风、龙卷风等..图3-38-42-43第四节气候的形成一、气候和气候系统一气候的概念气候是指某一地区多年间大气的一般状态及其变化特征;按空间尺度大小可分为全球气候、区域气候、小气候等..二气候系统气候系统的组成：大气圈、海洋、冰雪圈、岩石圈、生物圈图3-44二、气候的形成一气候形成的辐射因子太阳辐射是气候系统的能源;又是一切大气物理过程和现象形成的基本动力..图3-46-47二气候形成的环流因子大气环流是热量和水分的转移者;也是气团形成的基本原因..沃克环流、厄而尼诺、南方涛动图3-48-49-50三气候形成的地理因子地理因子通过对辐射因子与环流因子的影响而作用于气候;使得气候既具有纬度地带性;又具有非地带性特征..三、气候带和气候型图3-51第五节气候变化一、气候变化简史表3-24二、气候变化的原因一天文学方面的原因1. 太阳辐射强度的变化2. 太阳活动的准周期变化3. 地球轨道要素的变化二地文学方面的原因1. 地极移动与大陆漂移2. 造山运动3. 火山活动三人类活动对气候的影响三、未来气候的可能变化变冷说、变暖说第四章海洋和陆地水第一节地球水循环与水量平衡一、地球上水的分布地球水圈结构模式图引自陆渝蓉;1999二、水循环与水量平衡一水循环图4-1二水量平衡表4-2图4-2第二节海洋起源与海水理化性质一、海洋的起源地壳变薄→洋盆形成→海水聚集二、世界大洋及其分区太平洋、大西洋、印度洋、北冰洋三、海及其分类内海、边缘海、外海、岛间海四、海水的组成一海水的化学成分H和O是海水最主要的化学元素;其常量元素≥100mg/L有: Cl; Na; Mg; S; Ca; K; 微量元素 <100mg/L 有Br; C; Sr; B; Si; F; Li; I; Mo; U; Ag; Au 等..海水中的溶解气体主要是氧气和二氧化碳..二海水的盐度和氯度S‰;Cl‰盐度=0.03+1.805х氯度盐度=34.6+0.0175E-P五、海水的温度、密度和透明度图4-3第三节海水的运动一、潮汐与潮流一潮汐现象与引潮力潮汐现象是指引潮力月球和太阳对地球的引力差引起的地球上海水的周期性涨落现象..图4-4二潮流潮流是指海水在发生潮位升降的同时进行的周期性的水平流动;按其运动方式可分为回转流、往复流、涨潮流和落潮流等..二、海洋中的波浪一波浪及其类型图4-5-6二波浪的折射图4-7-8三、洋面流和水团运动洋流是指海水在风力主导因素、地转偏向力、海陆分布和海底起伏等因素影响下沿着一定方向有规律的水平流动..一洋流的成因和分类1. 按成因分为：摩擦流、重力—梯度流、潮流2. 按温度分为：暖流、寒流二洋流模式和主要洋流图4-9-10-11-12三大洋水团及其环境水团是指具有特别温度和特别盐度值的、性质相同的大团水体..图4-13、4-14第四节海平面变化自从海洋形成以来;由于海水体积逐渐增加;海平面在总体上是逐渐上升的;而海平面上升将使沿岸地区风暴潮灾害加剧;海岸侵蚀强化;潮滩湿地损失;盐水入侵河口及海岸地下含水层;阻碍陆地洪水与沿海城镇污水排放..一、7万年来的海平面变化图4-15二、近百年的海平面变化近百年来;由于气候变暖和温室效应导致海洋热膨胀和冰川消融加剧;全球海平面普遍呈上升趋势..三、21世纪海平面上升预测图4-16第五节海洋资源和海洋环境保护一、海洋资源海洋资源是指与海水本身有直接关系的物质和能量;包括海水化学资源、海底矿产资源、海洋动力资源、海洋生物资源等..二、海洋对地理环境的影响海洋是地球生命的摇篮;拥有地球上最大的生态系统——海洋生态系统..海洋是到达地表的太阳能的主要接收者和蓄积者;间接影响着气候和受气候影响的各种自然现象..三、海洋环境保护减少和防止海洋污染;进行适当的生产安排和合理的资源开发..第六节河流一、河流、水系和流域一河流、水系和流域的概念表1.7 中国七大江河年径流量项目长江黄河松花江珠江辽河海河淮河流域面积万km2 180.9 5.2 55.7 44.4 22.9 26.4 26.9河长km 6300 5464 2308 2214 1390 1090 1000年均降水深mm 1070 475 527 1469 473 559 889年均径流量亿m3 9513 658 62 3338 148 228 622注入东海渤海黑龙江南海渤海长江渤海二水系形式三河流的纵横剖面图4-17四河流的分段五流域特征对河流的影响二、水情要素一水位水位是指河流中某一标准基面上的水面高度;它是河流流量大小的主要标志..二流速流速是水质点在单位时间内移动的距离..它取决于纵比降方向上水体重力的分力与河岸和河底对水流的摩擦力之比..三流量流量是指单位时间内通过某过水断面的水量..图4-20-21四水温与冰情三、河川径流一径流的形成和集流过程停蓄→漫流→河槽集流二径流计量单位流量Q、径流总量W、径流模数M、径流深度y、径流变率K、径流系数α三正常径流量四径流的变化1. 年内变化汛期、平水期、枯水期、冰冻期2. 年际变化五特征径流洪水、枯水四、河流的补给一河流补给的形式及其特点1. 降水补给：与流域降水量及其变化密切正相关..2. 融水补给：与流域的积雪量和气温变化有关..3. 地下水补给：具有稳定和均匀的特点..4. 湖泊和沼泽水补给：取决于湖泊和沼泽对水量的调节作用..5. 人工补给：与人类生产或生活的需要密切相关..二河流水源的定量估计图4-22-23-24五、流域的水量平衡六、河流分类以河流径流的年内动态差异为标志;我国河流可分为：东北型、华北型、华南型、西南型、西北型、阿尔泰型、内蒙古型、青藏型等8类..七、河流与地理环境的相互影响自然因素气候、流域海拔高度、坡度和切割密度、地表物质组成、植被等影响着河流的各项水文特征；同时;河流也显着影响着流域的地理环境气候、地貌、植被等..第七节湖泊与沼泽一、湖泊一湖泊的成因和类型二湖水的性质三湖泊水文特征1. 湖水的运动定振波、湖流2. 水位变化和水量平衡二、沼泽一沼泽的成因水体沼泽化、陆地沼泽化二沼泽水文特征沼泽水运动缓慢、蒸发量较大、径流极小三沼泽的分类第八节地下水一、地下水的物理性质和化学成分一地下水的物理性质温度、颜色、透明度、比重、导电性、放射性、嗅感和味感二地下水的化学成分1. 气体地下水中主要的溶解气体主要有CO2、O2、N2、CH4、H2S;还有少量的H2、CO、NH3等..2. 氢离子浓度3. 离子成分和胶体物质地下水中的主要离子成分有：Cl、SO42-、HCO3-、CO32-、NO3-、Na+、Ca2+、Mg2+、Al3+、Fe2+、Fe3+、HSiO3-等..三地下水的总矿化度和硬度1. 总矿化度是指水中离子、分子和各种化合物的总含量;通常以水烘干后所得残渣量来确定..根据其值大小;可将天然水分为五类：淡水、弱矿化水、中等矿化水、强矿化水和盐水..2. 硬度是指水中钙、镁离子的总量..根据其值大小;可将水分为五类：极软水、软水、弱硬水、硬水和极硬水..二、岩石的水理性质岩石的水理性质是指岩石与水作用时;表现出的容水性、持水性、给水性和透水性..三、地下水的动态和运动一地下水的动态地下水的动态是指在气候等因素的影响下;地下水的流量、水位、温度和化学成分发生的日变化和季节变化..二地下水的运动层流运动、紊流运动四、地下水分类一上层滞水上层滞水是分布于包气带中局部隔水层之上的重力水..分布范围不广;主要补给来源为大气降水和地下水;主要耗损形式是蒸发和渗透;接近地表;水量不大而季节变化强烈..二潜水潜水是埋藏在地表下第一个稳定隔水层上具有自由表面潜水面的重力水..主要以降水和地表水为补给来源;具有明显的纬度地带性和垂直带性特征..图4-25-26三承压水承压水是指充满两个隔水层之间的水..图4-27第九节冰川冰川是指发生在陆地上;由大气固态降水演变而成的;通常处于运动状态的天然冰体..一、成冰作用与冰川类型一成冰作用成冰作用是指积雪转化为粒雪;再经过变质作用形成冰川的过程..重结晶、渗浸和冻结结冰是成冰作用的三个基本类型;渗浸—重结晶和渗浸—冻结作用为两个过渡类型..二冰川类型山岳冰川、大陆冰川、高原冰川、山麓冰川二、地球上冰川的分布冰川分布的高度受雪线高度的严格制约;而气温、降水量和地形是影响雪线高度的主要因素;因此;地球上冰川分布高度也表现出明显的自低纬向两极降低的趋势;而南极大陆成为地球上冰川最集中的地区..我国冰川总面积约58523km2;占全球冰川面积 1.62275×107km2的0.35%;约占我国领土的6‰表3.1 中国冰川面积统计摘自卢金凯等;1991;表3-1山脉主峰名称主峰高度 m 雪线高度m 冰川数量条冰川面积km2 备注祁年山团结峰5827 4400-5400 2859 1972.5 王宗太等;祁连山冰川目录;1981阿尔泰山友谊峰4374 2800-3350 416 293.2 刘潮海等;阿尔泰山冰川目录;1982天山托木尔峰7435 3600-4300 8908 9196.0 刘潮海等;天山冰川目录;1985帕米尔公格尔峰7719 5200-5800 1804 2699.0 米德生等;帕米尔冰川目录;1985喀喇昆仑山乔戈里峰 8611 5000-5600 2789 6076.0 杨惠安、焦克勤等;据1:5万地形图和航片;1985年统计昆仑山慕士峰7546 4500-6000 7960 12167.1 杨惠安、焦克勤等;据1:5万地形图和航片;1985年统计喜马拉雅山珠穆朗玛峰 8848 4300-6200 —— 11055.0 米德生等;陆地卫星相片量算;1979羌塘高原无名峰6547 5100-6100 958 1802.0 焦克勤、张振拴等;据1:5万地形图和航片;1985年统计冈底斯山罗波峰7095 5800-6200 —— 2188.0 焦克勤等;陆地卫星相片量算;1979念青唐古拉山念青唐古拉峰7111 4600-5600 —— 7536.0 李吉钧;航测图量算;1979横断山贡嘎山 7514 4600-5500 —— 1456.0 李吉钧;航测图量算;1979唐古拉山格拉丹东雪山 6621 5200-5800 —— 2082.0 张林源;航测图量算;1979总计 58522.8 图4-28三、冰川对地理环境的影响一冰川是地球水循环的重要环节二冰川对区域、乃至全球气候产生影响三冰川运动影响生物、土壤的分布和进化..四冰川的侵蚀和堆积作用形成独特的冰川地貌..第五章地貌第一节地貌成因与地貌类型一、地貌成因一构造运动构造运动作为内营力;造成地球表面的巨大起伏;形成地表宏观的地。