第一章   宇宙中的地球

一、宇宙中的地球

（一）宇宙的组成物质----天体

1．类型多样，包括星云、恒星、行星、卫星、彗星、流星体、星际物质等。其中，恒星和星云是最基本天体。

2．可见宇宙：也称为“已知宇宙”，是指人类已经观测到的有限宇宙，半径约为140亿光年。

（二）天体系统的层次

            概念:距离相近的天体因相互吸引而相互绕转,构成不同级别的天体系统 

                               （直径8万光年）                                          

            级别:总星系            

（三）普通而特殊的地球

 1.普遍性：

（1）地球在太阳系中位置及相互关系看：

（2）从运动特征看，地球与其他行星绕日公转

①同向性：公转方向一致

②近圆性：轨道近似正圆的椭圆

③共面性：轨道面几乎在同一平面上

（3）从结构特征看，地球与水星、金星和火星有许多相似之处。

【注】a.小行星带位于火星和木星的轨道之间。

b.哈雷彗星顺时针（自东向西）绕太阳公转，周期为76年。                      

2．特殊性：具有生命存在（地球是太阳系中唯一存在生命的天体）

                                       ①稳定的太阳光照

                        （1）宇宙条件  ②安全的宇宙环境：大小行星各行其道，互不干扰

地球存在生命的原因

                        （2）自身条件

二、太阳辐射对地球的影响

（一）太阳辐射：太阳以电磁波的形式向宇宙空间放射的能量。

1．能量来源：太阳内部的核聚变反应（4个氢原子核聚变成氦原子核，并放出大量能量）

2．波长范围：①紫外线区：﹤0.4微米；②可见光区：0.4—0.76微米；③红外区：﹥0.76微米

3．特点：太阳辐射是短波辐射，能量主要集中在波长较短的可见光部分（占总能量50%）；

                 ①维持地表温度

4．对地球的意义  ②地球上大气运动、水循环和生命活动等提供能量

③人类生产和生活的主要能源。

5．太阳常数：表示太阳辐射能到达大气层上界的能量指标，

大小为8.24焦/cm2.分。

（二）太阳活动对地球的影响

1．太阳大气结构分层与太阳活动（如图2）

（1）太阳大气活动  

2．太阳活动对地球的影响

（1）原因：太阳活动强烈时，产生的短波辐射和粒子流对地球电离层、地球磁场和地球大气状况均有影响。

①扰动大气电离层，影响无线电短波通信（耀斑）

（2）表现   ②影响地球磁场：产生磁暴现象，指南针不能正确指明方向（耀斑）；

③产生极光：地球高纬度地区（太阳风）

     ④对气候产生影响：太阳黑子的活动周期与不同纬度地区年降水量变化周期(约11年)相关（太阳活动高峰年，气候反常.太阳活动低峰年气候平稳）

二、地球的运动

（一）地球的自转（旋转中心：地轴）

 自西向东

1.

方向   从北极上空看呈逆时针方向旋转（图3）

从南极上空看呈顺时针方向旋转（图4）

2.周期：1恒星日 = 23时56分4秒(即地球自转360°，真正周期)

3.速度

【点拨】晨昏线的特点：①是以球心为圆心的大圆，平分地球；②永远平分赤道；③晨昏线永远与太阳光线垂直；

                      ④二分日晨昏线与经线重合，二至日晨昏线与极圈相切。

（二）地球自转的地理意义（即：昼夜交替、地方时、水平运动物体的偏移）

1．昼夜交替

（1）原因

（2）周期：1太阳日﹦24小时(地球自转了360°59′，作息时间)

2．地方时（时差）

（1）原因：由于地球自西向东自转，同一纬度地区，相对位置偏东的地点时刻较西边早

                          定义：因经度不同而不同的时刻

（2）地方时   换算：经度每差1度地方时相差4分钟，15度相差1小时

              换算原则：东加西减（所求地在已知地东侧“+”，在西侧“—”）

（3）区时

1. 时区的划分：全球共分为24个时区，每个时区跨经度15°

   （2）区时：每个时区中央经线的地方时（某时区中央经线度数=时区数×15°，如东三区中央经线度数为：

   （3）每相差1个时区，区时就相差1小时，东早西晚                           3×15°=45°）

   【提醒】：时间计算公式

   1．求区时步骤：

   ①求时区=已知经度数÷15 （结果“四舍五入”取整数）

   ②求两地时区差=∣已知地时区±所求地时区∣﹝两地同位于东（西）时区用“-”，分别位于东、西时异“+”〕

         ③求区时：T求=T已 ± 两地时区差×1小时（注：东“+”西“—”，所求地在已知地东侧“+”，在西侧“—”）

   2．求地方时：所求地方时=已知地方时±经度差×4分钟／°【①“±”：东“+”西“—”；②“经度差”：两地同位于东（西）经范围的经度相“—”，分属东（西）经的经度向“+”】

   （4） 日期变更线

   

   国际日期变更线：大致沿180°经线

   向东过日界线减一天

   向东过日界线减一天

   自然日期变更线：0点经线

   向西过日界线加一天                                                        

    

    

（5）北京时间=东8区区时=120°E的地方时≠北京地方时（116°E地方时）

                             在北半球向右偏转

3．水平运动的物体的偏转     在南半球向左偏转

                 赤道上无偏转

（三）地球的公转

1. 公转特征

轨道：接近正圆的椭圆，太阳位于其中一个焦点上      

2．与地球自转的关系

（1）黄赤交角：黄道平面与赤道平面的夹角，目前度数23°26′（如图6）

（2）影响：由于黄赤交角的存在和地轴的指向保持不变，导致太阳直射点的在南北回归线间回归运动

一个周期：1回归年=365日5时48分46秒（绕太阳公转360°59′）

①范围：南北回归线之间(如图7)                       

Ⅰ. 在图7中分别写出a、b、c、d、e的节气及其日期

。

Ⅱ. 北半球(图7)昼夜状况（南半球相反）：太阳直射点

ⅰ. 从a→b昼长夜短，且昼渐长夜渐短，到b时昼最长夜最短

ⅱ.从d→e昼短夜长，且昼渐长夜渐短，到e时昼夜平分

ⅲ.从b→c昼长夜短，且昼渐短夜渐长，到c时昼夜平分

ⅳ.从c→d昼短夜长，且昼渐短夜渐长，到d时昼最短夜最长

②规律：地球公转轨道示意图（二分二至日图）（图8）

Ⅰ. 判二分二至日方法技巧：

a. 地轴北端左斜左为冬（至日），右为夏（至日）；反之，地轴北端右斜则右为冬（至日），左为夏（至日）；

b．顺着地球公转方向判二分日：夏→秋→冬→春→夏

Ⅱ. 地球公转速度变化及北半球昼夜状况：

			昼长夜短且昼渐长夜渐短

    A                    B                   C                 D                 A

Ⅲ. 【探究】

  ⅰ.在图8中画出地球公转方向（不做特别说明一般为逆时针方向）

ⅱ. 在图8中判A、B、C、D的节气、日期及太阳直射纬度。

ⅲ.在图8中标出远日点E、近日点F。

3. 地球公转的地理意义（即：正午太阳高度的变化、昼夜长短的变化、四季和五带的划分）

（1）正午太阳高度的变化（地方时为12时时，太阳光线与当地地平面的夹角，≦90°）

①变化原因：太阳直射点的南北移动

②计算公式：正午太阳高度=90°— 纬度差（注：纬度差=∣所求地纬度±已知地纬度∣，两地在同一半球

                                            用“—”，反之用“+”）

③变化规律

a.纬度变化（不同地点同时刻）：同一时刻，从太阳直射点所在纬度向南北两侧递减

b.季节变化（同一地点不同时间）

（2）昼夜长短的变化

①原因：太阳直射点的回归运动，使晨昏线（圈）以地心为中心在地轴两侧来回摆动所致。

②判断昼夜状况技巧:  a. 昼弧长于夜弧，则昼长夜短，反之，则昼短夜长；

b. 昼弧等于夜弧，则昼夜等长

③规律

Ⅰ. 赤道上，全年昼夜等长；春秋分日，全球各地昼夜等长

夏半年：春分—夏至—秋分，北半球各地昼长夜短，且纬度越高，昼越长，夜越短，北极附近出现极昼现象。夏至日时北半球各地昼长达一年中最大值，极昼范围达最

Ⅱ.北半球                     大（南半球相反）

           冬半年：秋分—冬至—次年春分：北半球各地昼短夜长，且纬度越高，昼越短，夜越长，北极

附近出现极夜现象。冬至日时北半球各地昼长达一年中最小值，极夜范围

达最大（南半相反）       

【附】表格记忆二分二至日正午太阳高度和昼夜长短的分布规律：

光照图

          春、秋分       冬至日      春、秋分      夏至日        冬至日

春、秋分         夏至日          春、秋分         夏至日

判读下列光照图所表示的日期与晨昏线？

3．四季更替

（1）原因：一年中各地昼夜长短和正午太阳高度随时间变化，导致到达地面的太阳辐射能的多少不同。

（2）纬度差异

①低纬度地区，全年皆夏，季节更替不明显

②高纬度地区，全年皆冬，季节更替不明显

③中纬度地区，正午太阳高度变化幅度最大，昼夜长短的变化也较大，且两者同时达最大值或最小值，单位面积上获得太阳辐射变化最大，四季更替最为明显。

 天文四季：夏季（一年中白昼较长、正午太阳高度较大的季节）、冬季（一年中白昼较短、正午太

（2）类型              阳高度较小的季节）春秋两季是冬夏两季的过渡季节。

气候四季（北温带国家）：春季（3、4、5月）

夏季（6、7、8月）

秋季（9、10、11月）

冬季（12、1、2月）                                                      

4．五带的划分（如图14）

1. 划分界线：南北回归线、南北极圈

   图14

   

   （2）黄赤交角与回归线（极圈）纬度、五带的关系：

   ①α=黄赤交角度数=南（北）回归线的纬度=1/2太阳直射点移动范围=1/2热带范围

         ②南（北）极圈纬度=90°-2α=北（南温带范围）

         ③如果黄赤交角变大，热带、寒带范围扩大，温带缩小。如果黄赤交角变小，温带扩大，热带、寒带缩小。

四、地球的圈层

（一）地震波（地震的能量以波动的方式向外传播）类型及其特点

      1．横波：只能固体中传播

      2. 纵波：能在固体、液体中传播。

      3. 纵波的传播速度大于横波。

（二）地球的 外部圈层：位于地表以上

1.大气圈

2. 水圈： 组成：固态水、液态水、气态水

          类型：大气水、生物水、海洋水、陆地水（与人类社会关系最密切，主要分为地表水和地下水）

3. 生物圈：是地球生态系统的主体和最活跃的圈层。

（三）内部圈层：

    1. 划分依据：地震波在地球内部传播速度的变化

                地壳：大陆厚（平均17km）海洋薄；海拔越高地壳越厚（如高山、高原平均厚度33km）

——莫霍界面（地下约17km，纵波和横波的波速都明显增加）

      上地幔:顶部的软流层（液态，岩浆主要发源地）和地壳组成岩石圈。

       下地幔

——古登堡界面（地下约2900km，纵波减速，横波消失）

      外核：物质在高温、高压下呈液态或熔融状态，横波在该层不能传播。

                                      内核：固态

1. 地壳组成最多的八种化学元素：氧（含量最多元素）、硅、铝（含量最多金属元素）、铁、钙、钠、钾、镁

    

   第二章  自然地理环境中物质运动和能量交换

   一、地壳的物质组成和物质循环

   （一）地壳的物质组成

      1. 矿物：化学元素在岩石圈 中存在的基本单元

         （1）基本存在形式：气态（如天然气）、固态（绝大多数矿物）、液态（如石油、天然汞）

   单质或化合物

   

   有用矿物富集

         化学元素              矿物     岩石    地壳

                                             矿产

非金属矿

	（2）分类

金属矿

（二）岩石

  1. 三大类岩石：                      

（1）岩浆岩：  成因：岩浆侵入地壳上部或喷出地表冷却凝固而成

               分类  侵入岩：岩浆在地表以下冷凝形成的岩石，如花岗岩

                     喷出岩：岩浆喷出地表冷凝形成岩石，如玄武岩

（2）沉积岩   成因：裸露在地表的岩石在风化、侵蚀、搬运、堆积、固结成岩的作用下形成

常见岩石：砾岩、砂岩、页岩、煤层、石灰岩

             特征：①有层理结构；②有化石

成因：地壳中原有的岩石，在高温、高压下，矿物成分和核结构发生不同程度的改变而形成

       （即变质作用）

常见岩石：如大理岩、片麻岩、板岩、石英岩

2．岩石圈的物质循环

（1）过程（如图15）

（2）意义：

①形成地球上丰富的矿产资源

②改变地表形态，塑造千姿百态的地貌景观

③实现物质交换和能量传输，改变地表的环境

二、地球表面形态

1. 地质作用（分为内力作用和外力作用）

1. 内力作用与地表形态

   （1）内力作用的“足迹”——地质构造

①地质构造的实践意义：

1. 向斜：找水（向斜构造利于地下水储存）；找矿（如煤、铁矿等）

2. 背斜：找油（背斜是良好的储油构造）、天然气；修隧道（原因：岩层向上拱起，不宜坍塌，较安全；   

       地下水向两侧岩层流走，利于排水）

   c.断层：断裂处找水（如泉水）；工程建设应避开断层，否则可能诱发地震、滑坡、渗漏（水库）。

   （2）板块构造学说

   ①把岩石圈分为六大板块：（沿赤道自西向东）非洲板块、亚欧板块、印度洋板块、太平洋板块（几乎完全是大洋板块）、南极洲板块、美洲板块。

   ②阿拉伯半岛、印度半岛、澳大利亚大陆位于印度洋板块。

   ③板块内部地壳运动稳定；板块交界处地壳活动活跃，多火山、地震。

   ④板块运动与地貌：板块张裂处形成裂谷和大洋中脊；碰撞处形成褶皱山系、岛弧和海沟。

（3）火山、地震活动

3.外力作用对地表形态的塑造

（1）主要表现：风化作用、侵蚀作用、搬运作用、堆积作用、固结成岩作用等

（2）主要外力作用与地貌

（一）大气的垂直分层

(1)低层大气的组成：干洁空气（氮、氧、二氧化碳、臭氧等）、水汽和固体杂质（成云致雨的必要条件）

(2) 大气的垂直分层及特点

（二）大气的受热过程

1.能量来源：太阳辐射

2.大气对太阳辐射的削弱作用

（1）吸收——具体选择性。大气中的水汽、二氧化碳：吸收红外线（波长>0.76微米）；

臭氧：吸收太阳紫外线（波长<0.4微米）

可见光（波长0.4—0.76微米）被削弱的很少

（2）反射——无选择性。主要是云层、水汽的反射。云层越厚，反射越强。如多云的白天气温不会太高是因为云层的反射作用强，削弱了到达地面的太阳辐射。

（3）散射——具有选择性。波长较短的蓝紫色光最易被散射，故晴朗的天空呈蔚蓝色。

3．太阳辐射、地面辐射与大气逆辐射的关系：

①太阳暖大地（太阳短波辐射）→大地暖大气（地面长波辐射）→大气还大地（大气逆辐射：对地面起保温作用）。例如，晴天的夜晚，大气逆辐射弱，气温较低，易出现霜冻；多云的夜晚，大气逆辐射强，气温不会太低。

②太阳辐射是地球上最主要的能量来源。

③大气的受热过程：可以用图16或图17表示，在此过程中大气对太阳辐射具有削弱作用，对地面具有保温作用。大气对太阳辐射进行吸收、反射、散射（大气对太阳辐射的削弱作用），从而使到达地面的太阳辐射大为减少。

4．大气受热过程：

太阳辐射绝大部分透过大气射向地面，地面吸收太阳辐射而增温，同时产生地面长波辐射（能量主要集中在红外线部分），其中绝大部分被对流层中的水汽和二氧化碳吸收，使大气增温。

5.  影响地面辐射的主要因素

    ①纬度因素：纬度越高太阳辐射越弱，地面辐射越弱；反之则越强；

②下垫面：地面的反射越强，获得的太阳辐射越少，地面辐射越弱。

6. 大气保温作用的原理

大气在增温的同时，也向外辐射能量（即大气辐射），其中绝大部分射向地面，被称为大气逆辐射，把地面损失的热量还给地面，对地面起保温作用，即温室效应。

举例：每年秋冬季节我国北方地区的人民常用人造烟雾的办法，使地理的蔬菜免遭冻害，是人造烟幕增强了大气逆辐射，对地面起保温作用。

（三）大气热力环流的形成过程

1. 大气运动方式：① 垂直运动：表现为气流的上升和下沉；② 水平运动，表现为风

2. 大气运动的根本原因：地表受热不均

3. 热力环流（大气运动最简单的形式）

1. 形成原因：地面冷热不均

2. 形成过程（图18）

    

   		图18 冷热不均引起的热力环流

    

    

    

    

    

1. 特点：

   ①竖直方向上的大气运动:高温上升，低温下沉.

     ②同一水平面上大气：:高压流向低压.

   ③近地面：热低（压）冷（高压）

   ④同一垂直方向上  近地面气压永远高于高空；

   图19 海风         图20 陆风

                     近地面与高空的高、低压相反。

   ⑤等压面上：高（压）凸低（压）凹。

2. 常见的热力环流

   ①海陆风：受海陆热力性质差异影响形成的大气运动形式。

1. 白天在太阳照射下，陆地升温快，气温高，空气膨胀上

   升，近地面气压降低（高空气压升高），风由海洋吹向

   图21 谷风          图22 山风

   大陆形成“海风”；(如图19)

2. 夜晚情况正好相反，风由大陆吹向

   海洋形成“陆风”。（如图20）

   ②山谷风：

1.  白天，因山坡上的空气强烈增温，导致暖空气沿山坡上升，风从谷底吹向山顶形成谷风。(如图21)

2.  夜间因山坡空气迅速冷却，密度增大，因而沿山坡下

   滑，流入谷地，风从山顶吹向谷底形成山风。（如图22）

   ③城市风：城市化气温高，城市上空气流上升，近地面

   风由郊区吹向城市。污染严重的企业应布局在城市

   风下沉距离以外，绿化带

   图23

   应布局在城市风下沉距离

   以内。（即城市热岛效应。如图23）

（四）大气的水平运动-------风（风向：即指风的来向）

1、成因    风形成的根本原因：地表受热不均

           风形成的直接原因：水平气压梯度力

            理想中的风：风向与等压线垂直（只受水平气压梯度力）

 2. 风向    高空风：风向与等压线平行（受水平气压梯度力和地转偏向力共同作用）

         近地面风：风向与等压线成一夹角（约45°）。（受水平气压梯度力、地砖偏向力、摩擦力）

水平气压梯度力：垂直于等压线，指向低压，大气水平运动的原动力。气压差越大、水平气压梯度力越大，则风速越大。决定风向、风速。

    地转偏向力：与风向垂直（北半球右偏，南半球左偏），只改变风向，不影响风速。

摩擦力：与风向方向相反，既减小风速，又改变风向（摩擦力越大，风向与等压线夹角越大）

1. 风力（风速）：同一图中，等压线越密，风速越大

    （五）气压带、风带的形成与分布

   	图25

   
    

1. 形成原因：①太阳辐射对不同地表纬度加热不均   ②地转偏向力

2. 影响气压带形成的主要因素：动力因素和热力因素。

   动力因素：副热带高压带、副极地低压带。

   热力因素：赤道低压带、极地高压带。

3. 气压带、风带影响下的世界降水的地区差异

1. 分布规律：

   气压带、风带在全球的分布是以赤道为轴南北对称，且气压带、风带相间分布；气压带高压、低压相间分布，如图24所示。

1. 移动规律：气压带和风带随太阳直射点的季节移动而移动，就北半球而言，大致是夏季北移，位置偏北；冬   

   季南移，位置偏南。

   移动原因：太阳直射点的季节移动。

2. 海陆分布对大气环流的影响

   1. 南半球基本上成带状分布，因为南半球海洋面积占优势。

   2. 北半球气压带成块状分布，因为北半球陆地面积大，海陆相间分布。

（六）季风环流

1. 季风概念：盛行风向随季节有规律变化的风

2. 成因

   （1）海陆热力性质差异

   ①特点（如图26）

         ②表现：

（2）气压带、风带的季节移动

3. 典型的季风

4. 东亚最为典型。因为东亚位于世界上最大的大陆（亚欧大陆）和世界上最大的大洋（太平洋）之间，海陆热力性质最显著。

（七）气压带和风带对气候的影响

气压带、风带的分布和移动规律及其对气候的响