Chapter11.了解大气圈和水圈的概况水圈：包括海洋、江河湖泊、陆地上的冰雪、地下水以及大气中的水汽和液态水等，以海洋为主。

大气和海洋的边界：（1）海洋的上边界就是海面，海洋的下边界即为岩石圈的上边界。

洋中脊：大洋底部的大规模的山脉，它们是海底扩张的中心，它是一个世界性的体系，从北冰洋开始，穿大西洋，经印度洋，入太平洋。

海沟：大洋边沿狭长的海底陷落带，具有陡的侧壁和极大的深度. 是由于大洋板块向大陆板块下方俯冲而形成的。

（2）大气的下边界有陆地和海面，上边界人造卫星测得大气上界为2500—3000Km。

2.掌握大气圈和水圈的形成和演化，海底扩张和板块构造理论火山活动形成大气圈和水圈。

火山喷发物冷却凝结成云雨降落，形成水圈，水通过离解生成氢气、氧气.，通过光合作用形成植物细胞的碳水化合物，最后形成现在的大气圈和生物圈。

海底扩张：洋中脊系统的中央裂谷，是现代板块主要构造带，也是海洋扩张的中心。

在洋中脊的中央裂谷中不断地有岩浆从地壳内往上涌出来，流向两边, 同时渐渐冷却，凝结成新的地壳并向两边推挤和扩张。

随着大洋地壳在洋中脊的中央裂谷处不停地建造，岩石圈驮着大陆地壳向两边分开(所谓大陆漂移)，使新诞生的大洋不断成长。

而在海沟附近，大洋正经历着相反的过程。

由于相邻板块的挤压，大洋板块向大陆板块下面俯冲，进入地球内部后，由于摩擦和压力的增加以及周围地幔的高温，使俯冲板块温度升高而逐渐融化，最后进入软流圈而消亡。

板块构造理论：地球的岩石圈被分裂成大小不等的板块。

六个较大的板块是：太平洋板块、美洲板块、非洲板块、欧亚板块、印度洋板块和南极洲板块。

Chapter21.了解大气的基本成分和海水的化学组成大气的基本成分：（1）干空气的混合物（2）处于三种物理状态中的任一种的水物质（3）大气气溶胶(悬浮在空气中的固体和液体粒子),微粒,污染物海水的组成：可溶解物质：溶解无机盐，有机化合物，气体（溶解氧和二氧化碳）不溶解物质：以固相存在的无机或有机物，气泡。

盐度：在1000克海水中，碳酸盐全部转变为氯化物，溴和碘以氯代替，所有的有机物质全部氧化后所得固体物质的总克数。

它基本上表示海水的含盐量。

氯度：1000克海水中，将溴和碘以氯代替后所含氯的总克数为海水的氯度。

2.掌握大气和海水的垂直结构大气的垂直结构：按分子组成分层：均匀层和非均匀层按温度的垂直结构分层：对流层，平流层，中间层，热层，散逸层。

按电学性质分层：非电离层，电离层，磁层。

对流层：l特点:①温度向上递减，平均6℃/km②它包括了大气总质量的75%以上和几乎全部水汽、云和降水出现在此层。

③垂直方向对流混合很强，故称为对流层。

④下部1—2 km为行星边界层，受地面摩擦和热力作用强烈影响形成原因：太阳辐射使地面加热，地面向大气放射热辐射和热传导，离地面越近，受影响越大。

平流层：特点：①温度垂直分布在下层变化不大，出现同温层，在上层温度向上增加，为逆温层。

②有一个臭氧层，由于臭氧吸收大量太阳紫外辐射，造成平流层温度向上增加。

③垂直对流很小，主要为水平运动。

④水汽很少，几乎无云，适于飞行。

中间层：特点:①温度分布与对流层相同，向上递减。

②垂直对流活动比平流层强，偶尔能观测到夜光云。

③大气光化学过程和电离过程很强烈。

热层：特点：①温度随高度增加很快，最高温度可达1500K，这是由于O和O2对太阳紫外辐射的吸收引起。

②温度的日夜变化和季节变化大。

③伸展高度和温度随太阳活动的强弱而变化，热层顶的位置可在360—700公里之间变动。

④此层中可以观测到极光。

外逸层：特点：大气极度稀薄，气体粒子运动速度很快，粒子之间相互作用很弱，一些高速气体粒子能够挣脱地球引力和其它气体的阻力逃到宇宙空间去。

海水温度的垂直分布和分层：大洋暖水区和上均匀层主温跃层冷水区3.掌握大气和海洋的温度、密度、压强及盐度之间的关系大气温度，密度和压强的关系：大气状态方程：对于理想气体，其压强（P）、温度(T) 和体积(V) 满足状态方程气压高度公式：流体静力学方程海水密度与温度、盐度和压强的关系：海水密度ρS.T.P是其温度、盐度和压强的函数通常情况下：海水密度随温度增加而变小;海水密度随盐度增加而变大;海水密度随压强（海深）增加而变大；海水密度一般变化较小4.了解高层大气简介25公里或30公里以上的大气按温度分层它包括了平流层、中间层、热层和散逸层；按化学成分和物理特性有臭氧层、电离层和磁层，各层物理性质有很大的不同。

臭氧层:距地面20至30千米，实际介于对流层和平流层之间。

这一层主要是由于氧分子受太阳光的紫外线的光化作用造成的，使氧分子变成了臭氧。

电离层: 此层中大气的分子或原子呈电离状态，分解为电子和离子。

形成的原因是光致电离，主要由太阳紫外辐射引起，以及由微粒辐射产生的电离。

电离层对电磁波影响很大，我们可以利用电磁短波能被电离层反射回地面的特点，来实现电磁波的远距离通讯磁层：（1）太阳风：从日冕发出的超声速的等离子体，成分主要是质子、电子和氦原子核（2）范艾伦辐射带：位于磁层内离地面1000公里以上的一个特别强的辐射带，它是等离子体圈中带电粒子的高浓度区。

极光：出现在高纬度地区高层大气中的一种气体发光现象。

成因：一般认为极光是由太阳发射的微粒流引起的。

在地磁场的影响下，微粒流聚集在地磁场附近，与那里稀薄空气中的原子或分子相碰撞，引起类似于阴极管内稀薄气体发光一样的大气发光现象。

Chapter31.大致了解云的分类依据云出现的高度把云分为高云（卷云，卷积云，卷层云）、中云（高层云, 高积云）、低云（层积云, 层云和雨层云）和直展云（积云，积雨云）2.了解云生成的原因和条件云滴是大气中的水汽含量达到并超过饱和时生成的。

空气从不饱和到饱和有三个途径：一是降温，二是增湿，三是既降温又增湿，其中以降温最为重要。

当温度下降而水汽含量又不变的情况下，由于饱和水汽压值随温度下降，空气就可以从不饱和达到饱和。

一般说，云主要是靠潮湿空气在上升过程中，气块绝热膨胀降温，达到饱和而生成的。

充足的水汽和上升气流是云生成的必要条件，不同的上升运动形式，生成不同种类的云。

Chapter41.掌握声波在大气和海洋中的传播路径大气中的声速随温度的增加而变大声波在大气和海洋中不是直线传播的：声波的折射声线：与声波波阵面相垂直并指向声波传播方向的矢线，用来表示声波能量的传播路径。

大气的声线把大气分为若干层，设各层中的声速为常数，但各层声速不同。

i代表声线的入射角，e代表声线的折射角，C代表各层中的声速,则：①气温随高度下降，声速随高度减小，声波向上传播时，声线逐渐向上弯曲。

②出现逆温时，温度随高度增加，声速随高度增大，声波向上传播时，声线逐渐向下弯曲。

③如果近地面温度随高度下降，但上空有一个逆温层，则从声源传出的声线先向上弯曲，进入逆温层后再向下弯曲，回到地面。

结果将在声源附近的正常可闻区以外处出现无声区，而在比这无声区更远的地方，又出现能听到声音的“异常可闻区”。

海洋中的声线与大气中同样的道理，当声波穿过声速不同的海水层时，声线也会向声速较小的水层弯曲。

观测表明，在各大洋中的某深度上都存在声速的极小值，如果把声源放在这个深度上，从发射器向各个方向发射的声线束向声速极小值所在的水层弯曲，声音可以沿着声速极小值所在的水层传播较远的距离，这个水层称为水下声道。

2.掌握天文折射和蒙气差以及天文折射引起的光象蒙气差（天文折射值）Z﹡—天体的真天顶距，Z—天体的视天顶距天文折射的作用总是使星体的视天顶距小于其真天顶距。

即是使星体离地平面的高度增加，星体被抬升。

天文折射引起的光象：（1）日月变形：当太阳或月亮升起刚离开地平线时，我们可以看到太阳光盘不是圆的，而是扁平的椭圆形。

原因：太阳从东方升起时，天文折射使太阳光盘上各点的视位置都向上抬升一个高度, 但太阳光盘下边缘抬升得比太阳光盘上边缘抬升的多些，而太阳光盘水平方向的视直径没有变化，因此看上去太阳光盘被压扁了。

（2）星光闪烁大气中不同的气层密度分布很不均匀，使折射路径变化引起（3）绿闪现象由于大气的折射率与光波的波长有关，不同颜色光的蒙气差不同引起3.掌握光波在大气和海水中的散射分子散射是指半径r远小于波长的球形粒子对自然光的散射。

特点:散射光的强度是入射光波长和散射角度θ的函数，散射强度随散射角θ而变：前向散射（θ= 0）和后向散射（θ= 180°）最强，而且二者相等，垂直于入射方向上的散射强度最小，只有前者的一半；散射系数与入射波波长的四次方成反比。

大气分子和纯水的散射基本上符合瑞利散射理论。

米散射是指粒子半径比较大时（如气溶胶粒子，海水中的悬浮粒子）的散射。

特点:散射光强度前后不对称，前向散射大于后向散射，散射系数与波长的关系变得很复杂。

大气和海水散射引起的光象（1）蔚蓝的天空天空的兰色是大气分子对太阳光的散射（瑞利散射）形成的。

因为散射光强与入射光波长的四次方成反比，所以对紫光、蓝光和青光的散射强，使天空呈蔚蓝色。

当大气比较混浊时，大气对日光的散射不能用瑞利散射来解释，此时天空呈现白色或灰白色。

（2）兰色海洋的形成洁净的大洋海水对太阳光的短波部分吸收极少，而其散射又主要为分子散射，散射光强与入射光波长的四次方成反比，因此经过各层海水散射向上的那部分散射光主要为短波，这部分光射出海面就使海水呈现兰色。

海水越洁净，兰色越深。

当海水中可溶性和悬浮物质较多时，海水就会呈现白色。

（3）曙暮光从拂晓时天空刚出现熹微的光亮到日出地平线和傍晚从日落地平线到天空完全黑暗这两段时间天空的亮光叫做曙暮光，前者叫曙光，后者叫暮光。

成因：曙暮光是由于大气散射太阳光造成的，在太阳升起到地平线之前（或日落刚离开地平线时）虽然太阳光已无法直接到达地面，但仍可以照射到地面以上的部分气层，人们还可以看到从天空中来的散射光，这就是曙暮光。

（4）朝晚霞在日出前和日落后的天边常会出现五彩缤纷的现象，称为霞。

出现在早晨的为朝霞，出现在傍晚的为晚霞。

成因：当太阳接近地平线时，厚厚的大气层的散射作用把紫光、蓝光和青光散射掉了，使太阳射过来的光呈现红、橙、黄色。

并使附近的天空和云也染上了颜色，于是形成了霞。

4.掌握云雾和降水中的光象（1）虹和霓夏季雷雨过后看到的悬挂在太阳对面雨幕上的两条弧形彩色光带。

主虹（虹）：内紫外红；副虹（霓）：内红外紫。

成因：虹和霓都是由于太阳光照射到对面天空中正在降落的雨滴上，经过折射、内反射和再折射等过程，并以一定的角度恰好投射到观测者的眼睛里而被观测到的。

（2）晕出现在高云中，高云中的冰晶对日（月）光的折射或反射，在日（月）周围形成的一个（或一个以上）以日（月）为中心的彩色光圈、光弧、光柱或光斑，这些统称为晕。

成因（22°晕）：天空中悬浮着大量六角柱体状大冰晶且它们横躺着缓慢下降时，光在冰晶中的折射最小偏向角为22°左右，由于不同波长的光波折射率不同，引起色散，在太阳下方的观测者观测到内红外紫的22°晕。