1、自 然 地 理 学地理学是研究地理环境的科学，其研究的空间范围既不是地球固体部分的最内部，也不是地球气体部分的最外层，而是接近地球固、液体表面，各圈层相互作用的、与人类活动密切相关的地球表层（上至大气圈对流层顶部，下至沉积岩底部）。绪 论一、“地球表层” 特征 地球表层是物质三态存在和相互转化的场所 地球表层是内外力相互作用的场所 地球表层是有机界和无机界相互转化的场所 地球表层是人类的生存环境 地球表层是循环发展的动态系统（包括地质大循环、水循环、大气循环、生物循环）二、地理环境地理环境是指与人类社会经济活动密切相关的地球表层环境。它包括人类社会及其周围的各种地理事物，具有独特的地理结构和形
2、式。 地理环境包括自然（地理）环境、经济（地理）环境、社会文化环境1. 自然环境是由地球表层中无机和有机的、静态和动态的自然界各种物质和能量所组成，具有地理结构特征并受自然规律控制。自然环境根据其受人类社会干扰的程度不同，又可分为两部分： 天然环境（原生自然环境） 人为环境（次生自然环境） 天然环境（原生自然环境），即指那些只受人类间接的或轻微影响的，而原有自然面貌基本上未发生明显变化的自然地理环境。 人为环境（次生自然环境），即指那些自然条件经受人类直接影响和长期作用之后，自然面貌发生重大变化的地区。2. 经济环境是经济活动的环境，包括自然资源、自然条件，产业结构及与经济有关的技术条件等。它
3、是在自然环境的基础上由人类社会形成的一种地理环境。它主要指自然条件和自然资源经人类利用改造后形成的生产力的地域综合体，包括工业、农业、交通和城镇居民点等各种生产力实体的地域配置条件和结构状态。3. 社会文化环境是社会活动、文化活动的环境，包括人口、社会、国家、民族、民俗、语言、文化等方面的地域分布特征和组成结构，还涉及社会上各种人群对周围事物的心理感应和相应的社会行为。社会文化环境是人类社会本身所构成的一种地理环境。第一章 地球 一、宇宙和天体宇宙 是一个巨大无比的物质世界，包含着无数的天体和极其广阔的空间。 天体 ：恒星、行星、环绕行星公转的卫星、流星、彗星、星云，以及存在于星际空间的气体和
4、尘埃星际物质,所有这些通称天体。天体又分为自然天体和人造天体。天文单位：地球和太阳之间的平均距离（14960104公里）光年：光在一年中传播的距离（94600108公里），是量度天体距离的单位。太阳系包括 8 个行星、50个卫星和至少50万个小行星，还有少数彗星。太阳系中的行星（可分为两组）： 地组：水星、金星、地球、火星（体积小、平均密度大、自传速度慢、卫星数少） 木组：木星、土星、天王星、海王星（体积大、平均密度小、自传速度快、卫星数多）二、太阳系中行星及其卫星绕太阳运动的共同特征1.所有行星的轨道偏心率都很小，几乎接近于圆形；2.各行星的轨道面都近似地在一个平面上，对地球轨道面（黄道面）
5、的倾斜都不大； 3.所有行星都自西向东环绕太阳公转；除金星和天王星外，所有行星的自转方向也自西向东，即和公转方向相同； 4.除天王星外，其余行星的赤道面对轨道面的倾斜都比较小； 5.绝大多数卫星的轨道都近似圆形，其轨道面接近母星的赤道面； 6.绝大多数卫星，包括土星环在内，公转方向都和母星的公转方向相同 三、大地水准面大地测量中所谓的地球形状，是指一种假想的，用平均海平面来表示的、平滑的封闭曲面。这个曲面叫做大地水准面。地球形状就是指大地水准面的形状。 四、地球形状和大小的地理意义地球的形状使得地球表面不同纬度地区获得的太阳辐射能量各不相同。太阳辐射使地表增暖的程度从赤道地区向两极方向逐渐降低
6、，从而造成地球上热量的带状分布和所有与地表热状况相关的自然现象（如气候、植被和土壤等）的地带性分布。 地球的巨大质量和体积，使它能够吸着周围的气体，保持一个具有一定质量和厚度的大气圈。而如果地球没有现在这样大和这样重，就不可能有现在这样的大气圈。因而也没有海洋和河湖，没有风，也没有生物。地表平均温度将比现在低得多，温度较差将大得多，紫外线辐射将强得多，总而言之，我们的地球将呈现完全异样的景象。 五、地球自转和公转的地理意义1. 自转的意义1地球自转决定了昼夜的更替，并使地表各种过程具有一昼夜的节奏。2 由于地球的自转，所有在北半球作水平运动的物体都发生向右偏转，在南半球则向左偏。 3地球自转造
7、成同一时刻、不同经线上具有不同的地方时间。 4由于月球和太阳的引力，地球体发生弹性变形，在洋面上则表现为潮汐。而地球自转又使潮汐变为方向与之相反的潮汐波，并反过来对它起阻碍作用。 5地球的整体自转运动，同它的局部运动，例如地壳运动、海水运动、大气运动等，都有密切的关系。 6当地球自转加快时，离心力把海水抛向赤道，可以造成赤道和低纬区的海面上升，而中高纬度区海面则相应下降。2. 公转的意义 地球的公转导致季节的变化地球的公转导致昼夜长短的变化总之，地球运动对地表温度调节、生命孕育有重要意义。六、地球的圈层构造地球的圈层构造可以分为内部构造和外部构造。 1. 地球的内部构造 分为三层，即地壳，地幔
8、和地核。 三者被两个显著的不连续界面所分割：壳幔之间为莫霍洛维奇界面（简称莫霍面），幔核之间为古登堡界面。地壳是指地表至莫霍洛维奇面之间厚度极不一致的岩石圈的一部分。大陆地壳厚度较大，洋壳厚度较小。 地壳分为两层：上层为花岗质层，称为硅铝层；下层为玄武质层，称为硅镁层。 陆壳除有较厚的硅铝层和硅镁层外，表面还有沉积岩层和风化物质。 洋壳主要是玄武岩质层，其上覆盖有极薄层沉积。2. 地球的外部构造地球的外部构造分三层，包括大气圈，水圈和生物圈。七、水圈的功能（或地理意义）水圈由海洋水和陆地水组成。水是地表分布最广、最重要的物质，是参与地表物质和能量转换的重要因素。水分和能量的不同组合使地球表面形
9、成了不同的自然带、地带和自然景观类型。水溶解岩石中的营养物质，为满足生物需要创造了前提。水分循环不仅调节了气候、净化了大气，而且伴随着一切自然地理过程促进地理环境的发展和演化。 地球表面明显地分为海洋和陆地两大部分。陆地的2/3集中于北半球，占该半球面积的39.3 ；在南半球，陆地只占总面积的19.1。 地球上的海陆分布形式对南北两半球的气候有很大的影响。南半球由于水面广阔，气候比较温和，普遍具有海洋性特征。北半球温度变化的幅度比南半球高8左右。八、地球表面的基本形态九、地球表面的基本特征1. 太阳辐射集中分布于地表，太阳能的转化亦主要在地表进行。高空大气只能吸收小部分太阳辐射，大量的太阳辐射
10、到达地表后，只能穿透地表以下很小的厚度。因此太阳辐射主要在地表发生转化，并对地表的几乎所有自然过程起作用。 2. 固、液、气三态物质并存于地表。水体表面为液气界面，水底为液固界面，陆地表面为气固界面，而沿岸地带成为三相界面。各界面上的物质相互渗透，三相物质相互转化，形成多种多样的物质和能量转化系统。 3. 地球表面具有其特有的、由其自身发展形成的物质和现象。如生物、风化壳、土壤层、沉积岩、各种地貌形态等。 4. 相互渗透的地表各圈层之间，进行着复杂的物质、能量交换和循环。如水循环、地质循环、生物循环、化学物质循环等，在交换和循环中伴随着信息的传输。 5.地球表面存在着复杂的内部分异。这种分异在
11、水平方向和垂直方向上都有，其结果形成了不同等级的自然综合体。 6.地球表面是人类社会发生、发展的环境。尽管随着科学技术的发展，人类已有可能潜入深海或上升至宇宙空间，但地表仍然是人类活动的基本场所。 第二章 地 壳一、矿物1矿物是在各种地质作用下形成的具有相对固定化学成分和物理性质的均质物体，是组成岩石的基本单元。2.自然界矿物的形成方式（1） 由气体凝华生成矿物。如从火山气体中直接结晶而成的硫黄、雄黄等。（2）由液体或熔融体中直接结晶而成矿物。前者如石盐和石膏；后者如岩浆岩中的各种物。 （3）由胶体凝固而成矿物。如蛋白石、褐铁矿和硬锰矿等。 （4）由固体再结晶作用而成矿物。在高温高压条件下，如
12、煤变质成为石墨，石墨变质成金刚石。3.矿物的特征 矿物的形态、光学性质与力学性质，既是矿物的特征，也是鉴别矿物的依据。（1）形态：矿物单体的形态有一向延伸的柱状或针状，两向延伸的板状、片状，三向延伸的立方体、八面体等。矿物集合体形态有纤维状、毛发状、鳞片状、粒状和块状等。放射状、簇状、鲕状、钟乳状、肾状等都是特殊形态的集合体。（2） 光学性质：透明度、光泽、颜色、条痕。透明度：透明 、不透明光 泽：金属光泽、半金属光泽、非金属光泽（金刚、玻璃、油脂、丝绢、真珠、土状光泽等条 痕 是硬器刻划矿物后其粉末的颜色。 （3）力学性质：硬度、解理、断口、弹性等矿物的硬度可用摩氏硬度计确定，分十级，用下列
13、十种标准矿物作为110度硬度的代表：滑石（1）、石膏（2）、方解石（3）、萤石（4）、磷灰石（5）、正长石（6）、石英（7）、黄玉（8）、刚玉（9）、金刚石（10）。4. 几种主要的造岩矿物石英： 成分简单（SiO2），无解理，呈贝壳状断口，玻璃光泽，硬度7，质纯者无色透明，含杂质时会有各种颜色。 长石：包括斜长石和钾长石（正长石）两类。是地壳中最大量的一类矿物。多呈长柱状、短柱状或板状，玻璃光泽，硬度6.0，比重2.612.65。斜长石多呈白色或灰白色，两组斜交解理；钾长石多呈肉红色或浅黄白色，有两组正交的完全解理。云母：晶体构造呈层状，故有一向极完全的解理，易剥成具弹性的光滑透明薄片；珍珠
14、光泽，硬度23，成分复杂多样。常见的有黑云母（富含铁镁，黑色）和白云母（含铁镁少，白色）两种。在酸性岩浆岩、砂岩和变质岩中常见。普通角闪石：多呈长柱状，暗绿至黑色，硬度5.56，比重3.13.3，二向完全解理呈彼此斜交，性脆；在中性和酸性岩浆岩和某些变质岩中常见见。普通辉石：成分与角闪石近似，但含铁镁较多而不含羟离子。单晶体呈短柱状，二向中等解理呈彼此正交，绿黑色，硬度56，比重3.23.6；常与角闪石、橄榄石、某些斜长石等共生，在基性和超基性岩浆岩中常见。橄榄石：多呈粒状，橄榄绿色，玻璃光泽，硬度67，性脆；为超基性岩和基性岩的主要组成矿物。此外，其他常见的造岩矿物有方解石（CaCO3），白
15、云石（CaMgCO32）和各种粘土矿物，它们是某些沉积岩的主要造岩矿物。二、岩石造岩矿物按一定的结构集合而成的地质体称为岩石，依据其成因可分为岩浆岩、沉积岩和变质岩。岩石是构成地壳及地幔的主要物质。（一）岩浆岩岩浆岩是由岩浆在地下凝结或喷出地表凝固而成的岩石。 1. 岩浆岩分类按其化学成分和矿物组成的不同可分为四类：1）超基性岩二氧化硅含量45，含铁镁较多，含钾钠甚少。主要由橄榄石、辉石组成。代表岩石为橄榄岩。 2）基性岩二氧化硅含量4552，主要由辉石、钙斜长石和少量橄榄石和角闪石组成。代表岩石为辉长岩、玄武岩。3）中性岩二氧化硅含量5265，主要由角闪石、长石和少量石英、辉石、黑云母等组成
16、。如闪长岩、安山岩、正长岩和粗面岩。 4）酸性岩二氧化硅含量65，含钾和钠较多而铁镁较少，主要由长石、石英和云母组成。如花岗岩、流纹岩。 2. 岩浆岩的产状、结构与构造岩浆岩的产状由岩浆冷凝固结而成的岩体的大小、形状及其与周围岩石的接触关系等，称为岩浆岩的产状。 根据岩体在地壳中形成的深度和方式，可分为喷出岩和侵入岩，后者又可再分为深成岩和浅成岩。岩浆岩的结构所谓结构是指岩石中矿物颗粒本身的特点（结晶程度、晶粒大小、晶粒形状等）及颗粒之间的相互关系所反映出来的岩石构成的特征。 岩浆岩常见的结构有：玻璃质结构、隐晶质结构、显晶质结构、斑状结构(不等粒结构)等。所谓构造是指组成岩石的矿物集合体的形
17、状、大小、排列和空间分布等所反映出来的岩石构成的特征。 岩浆岩常见的构造：块状构造、斑杂构造、流纹构造、气孔构造、杏仁状构造。岩浆岩的构造（二）沉积岩沉积岩是由成层堆积于陆地或海洋中的碎屑、胶体和有机物质等松散沉积物固结而成的岩石。沉积岩的形成过程一般可以分为几个作用阶段 先成岩石的破坏(风化作用和剥蚀作用)阶段 搬运作用阶段 沉积作用阶段 硬结成岩（压固、脱水、胶结）作用阶段1. 沉积岩的基本特征沉积岩具有层理 沉积岩富含次生矿物、有机质、生物化石 沉积岩具有碎屑结构与非碎屑结构之分 沉积岩具有清晰的层面构造。包括波痕、雨痕、干裂、槽模、沟模、生物遗迹等。2沉积岩的主要类型碎屑岩类 碎屑岩是
18、指母岩机械风化的碎屑经胶结物胶结而成的岩石。按其结构又可分为：砾岩与角砾岩、砂岩、粉砂岩。 粘土岩类 由大量粘土矿物和其他细微物质组成，泥质结构，硬度低。 生物化学岩类 在海相或湖相环境中由化学或生物化学过程形成；具化学结构和生物结构；成分较为单一，种类繁多，常为单矿岩或矿石。（三）变质岩1. 变质作用和变质岩 固态原岩因温度、压力及化学活动性流体的作用而导致其矿物成分、化学组成、结构与构造的变化，统称变质作用。 变质作用形成的岩石即为变质岩。变质矿物、变余构造、变余结构是变质岩区别于岩浆岩和沉积岩的最重要特征。2. 变质作用类型和常见变质岩动力变质作用 主要在构造运动引起的定向压力作用下，使
19、原岩发生碎裂、变形和一定程度的重结晶作用。 相应的变质岩有构造角砾岩、碎裂岩、糜棱岩、千糜岩等 。 接触热变质作用 主要因侵入体的热力烘烤，使围岩的矿物发生重结晶作用，形成变晶结构和新的岩石构造。 代表性岩石为斑点板岩、角岩、大理岩、石英岩等。 接触交代变质作用 由于岩浆结晶晚期析出的挥发分和热液，通过与围岩的交代作用，使接触带的岩石发生变质。 如碳酸盐岩与中、酸性岩浆接触交代变质产生的矽卡岩等。区域变质作用 由于区域性地壳活动导致较大空间的变质作用。最深可达20km，最广可达几万平方公里。广泛见于古老结晶基底和造山带中。 代表岩石有板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、变粒岩、麻粒岩等。混合岩化作用或
20、超变质作用 在深度区域变质的基础上，由于地壳下沉或深部热流继续上升，使原岩发生局部重熔、交代、注入等混合岩化作用，从而形成岩性介于变质岩与岩浆岩之间的各种混合岩。如混合花岗岩。 三、构造运动与地质构造（一）构造运动的特点与基本方式由地球内力作用引起地壳乃至岩石圈变形、变位的作用，叫作构造运动。 1.构造运动的一般特点 普遍性、永恒性、方向性、非匀速性、幅度与规模差异性2. 构造运动的基本方式水平运动 水平运动是地壳或岩石圈块体沿大地水准面切线方线的运动。 垂直运动 垂直运动及块体的升降运动。(二) 岩相、建造和地层接触关系1. 岩相 岩相一般分为海相、陆相和过渡相三大类。一般来说，若地壳上升，
21、岩相可从海相向陆相变化，若地壳下降，可从陆相变为海相。2. 沉积建造彼此有共生关系的地层或岩相的组合，或岩性大致相同的沉积物组合，就是沉积建造。 沉积建造的类型：地槽型建造、地台型建造、 过渡型建造3. 地层的接触关系：1. 整合、2. 假整合、3. 不整合、4. 侵入接触、5. 侵入体的沉积接触（三）地质构造岩层或岩体经构造运动而发生的变形与变位称为地质构造。 1. 地质构造的形式 水平构造、倾斜构造、褶皱构造、断裂构造（1）水平构造 水平岩层虽经垂直运动而未发生褶皱，仍保持水平或近似水平产状者，称为水平构造。（2）倾斜构造 岩层经构造变动后层面与水平面形成夹角时，即为倾斜构造。岩层的产状可
22、用走向、倾向和倾角三要素来确定。（3）褶皱构造岩层在地应力（或构造运动）作用下发生弯曲的现象称为褶皱，其中的单个弯曲则叫褶曲。 褶曲的形态要素：翼、轴面、核、转折端、枢纽。 褶曲有两种基本类型，即背斜和向斜。 背斜：形态上凸，两翼地层倾向相背，由核部向两翼地层越来越新。 向斜：形态下凹，两翼地层相向而倾，由核部向两翼地层越来越老。按轴面产状,褶曲可分为四类： 直立褶曲、斜歪褶曲、倒转褶曲、平卧褶曲 按褶曲的长宽比，可把褶曲分为三类： 线状褶曲：长宽比10 短轴褶曲：长宽比310 穹形褶曲（上凸）和盆状褶曲（下凹）：长宽比3（4）断裂构造岩石受应力作用而发生变形，当应力超过一定强度时，岩石便发生
23、破裂，甚至沿破裂面发生错动，使岩层的连续性完整性受到破坏者，称为断裂构造。 按断裂的规模和破裂程度，可分为节理、断层等基本类型。 （1）节理是指岩石破裂后,破裂面两侧岩块无显著位移的裂隙。（2）断层是指岩石破裂后，两侧岩层或岩体沿破裂面发生明显位移的构造。断层要素：断层面、断层线、断盘和断距。根据断层两盘相对位移的关系，断层可分为： 正断层、逆断层、平推断层和旋转（枢纽）断层。 断层面直立的断层叫直立断层。 正断层的剖面组合形式：阶梯状、地堑和地垒等。 逆断层的剖面组合形式：叠瓦状四、主要大地构造学说板块构造学说是在20世纪60年代末兴起的，是在大陆漂移、海底扩张学说的基础上，综合了大洋和大陆
24、的地质研究资料发展而来，所以又称为“全球构造理论”，是当今最盛行的大地构造学说。（一）板块构造学说1. 板块学说的主要观点 地球的岩石圈不是整体一块，它被诸如大洋中脊、海沟、转换断层、地缝合线、大陆裂谷等巨大构造活动带分割成许多构造块体，这些块体称为板块。板块内部是比较稳定的区域，各板块之间的接合处则是相对活动的地带。地幔对流是推动板块运动的主要动力。 对全球构造基本格局起控制作用的有六大板块：太平洋板块、亚欧板块、美洲板块、非洲板块、印度洋板块和南极洲板块。此外还有许多较小的板块。2. 板块边界的基本类型 扩张（增生）型板块边界： 在大洋中为洋中脊，在大陆上为裂谷带；边界两侧板块受拉张作用而
25、相背分离运动，地幔物质裂谷上涌，造成大规模的岩浆侵入和喷出或形成新洋底。 这种板块边界是岩石圈重要的张裂带、岩浆带和地震带。 俯冲（汇聚）型板块边界边界两侧板块相向运动，在此对冲、挤压、聚合、削减，其构造运动异常复杂，剧烈。又可分为两种： （1）岛弧海沟型边界 （2）地缝合线型边界 转换（平错）型板块边界这种边界一般分布在大洋中，边界两侧板块发生相互剪切、水平错动，不增生也不削减。 （二）槽台说1. 基本观点 地壳运动主要受垂直运动所控制，地壳此升彼降造成所谓振荡运动，而水平运动则是派生的或次要的。驱动力主要是地球物质的重力分异作用。物质上升造成隆起，而下降则造成凹陷。主要的构造单元有地槽、地
26、台及槽台过渡带，并认为地台是由地槽演化而来的。2. 构造单元 地槽是地壳上强烈活动的构造单元，多呈狭长带状，构造变动和岩浆活动频繁而强烈，沉积巨厚。地槽的发育，一般经过强烈下降强烈上升两个阶段，地球上几乎所有的高大山脉皆由地槽褶皱上升而成。 地台是地壳上相对稳定的构造单元，多呈较平坦的巨大地块，以大面积的缓慢升降运动为主。地台由地槽上升后转化而成，具有两层结构，下为褶皱基底，上为沉积盖层。五、火山与地震火山和地震的共同特点 火山和地震属于快速的构造运动，都是地球内部能量的强烈释放形式。 火山和地震不仅发生在地壳中，还涉及更深的构造圈。 火山和地震是人们可以直接感知的自然现象 火山和地震对自然地
27、理环境和人类社会均具重大的影响。（一）火山岩浆喷出地表的活动称为 “火山喷发” 或“火山活动” 火山喷出物：气体、液体、固体 火山喷发的型式： 裂隙式喷发 中心式喷发 宁静式（夏威夷型）、爆炸式（培雷型）、中间型火山的类型：根据火山活动状况可以分为 活 火 山：现在尚在活动或周期性活动的火山 死 火 山：史前曾经喷发而有史以来不再活动的火山 休眠火山：有史以来曾经有过活动，但长期以来处于 静止状态的火山 全球火山的分布全球火山主要沿板块构造边界呈带状分布，大致可分为四个主要火山带，即：环太平洋火山带、地中海印度尼西亚火山带、东非裂谷火山带、大西洋海岭火山带 中国的火山分布 环蒙古高原带、 环青
28、藏高原带、 环太平洋带(二） 地震 地壳的快速震动称为地震。地震是构造运动的一种特殊形式，发生于地壳和上地幔固体岩石中。 发生在大陆上的地震称为陆震，发生于大洋底部的称为海震。海震有可能掀动上覆的海水形成巨大的海浪，称为海啸。 地下发生地震的地方叫震源 震源在地面上的垂直投影叫震中 从震中到震源的距离叫震源深度 从观测点（如地震台）到震中的距离，叫震中距 通常把震中距100km的地震，叫地方震；1001000km的叫近震；1000km的叫远震。 1. 地震分类地震按震源深度可以分为： 浅源地震（深度070km）、中源地震（深度70100km）、深源地震（深度超过300km）。按照震级大小，可以
29、把地震划分为： 超微震（震级1）、微震（震级13）、弱震（又称小震，震级35）、强震（又称中震，震级57）、大地震（指7级）。 全球主要地震带 环太平洋地震活动带 地中海-喜马拉雅地震活动带 大洋中脊地震活动带 东非裂谷地震活动带 中国地震区分布1. 华北地区（含东北南部） 2.东南沿海地区 3. 西北地区 4.西南地区 5.东北深震带六、地壳的演变（一）地质年代地质年代有绝对地质年代和相对地质年代两种。1. 绝对地质年代（同位素地质年代） 通过岩石或矿物中放射性同位素的测定，依据放射性元素的蜕变规律而计算出岩石的年龄，即距现在的年数。 常用的测年方法有： UThPb（铀系法，铀钍铅）、 KA
30、r（钾氩法）RbSr（铷锶法 14C（碳 14 同位素法）2. 相对地质年代根据生物的发展和岩层形成的顺序，而将地壳历史划分为相应的演化阶段，以确定岩石地层或地质事件的先后顺序（或新老关系）。不表示各个时代单位的长短。 相对地质年代的确定方法依据有：地层层序法、地层（或岩石）接触关系法、标准古生物化石（或古生物群体）对比法等。 #地质年代表#第三章 大气与气候第三节 大气运动和天气系统一、影响大气的水平运动（一）影响大气水平运动的四种力水平气压梯度力（原动力）地转偏向力（改变方向）惯性离心力（改变方向）摩擦力（减速、改变方向）（二）自由大气中的空气运动1. 地转风 指自由大气中空气作等速、直线
31、水平运动。地转风出现时，地转偏向力（A）与气压梯度力（G）平衡。地转风方向与水平气压梯度力的方向垂直，即平行于等压线。在北半球，背风而立，高压在右，低压在左；南半球相反。此称为白贝罗风压定律。2. 梯度风 自由大气中，当空气作曲线运动时，水平气压梯度力G、地转偏向力A和惯性离心力C三个力达到平衡时的空气水平运动，称为梯度风。 在北半球，低压中，梯度风沿着等压线按逆时针方向吹；在高压中则相反，梯度风绕高压中心按顺时针吹。南半球的情况刚好相反。 梯度风的风向，也遵从白贝罗风压定律，即在北半球，背风而立，高压在右，低压在左，南半球则相反。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
32、的综合现象。主要表现为全球行星风系、三圈环流、季风环流等。（一）全球环流1. 全球气压带 7 个 纬向气压带 赤道低压带； 2个极地高压带 2 个 副热带高压带 2 个 副极地低 压带 2. 行星风系行星风系是指不考虑海陆分布和地形起伏等的影响，地面盛行风的全球性型式。 行星风系主要包括三个盛行风带： 信风带 西风带 极地东风带3. 经向三圈环流 信风环流圈（Hadley环流） 中纬度环流圈（Ferrel环流） 极地环流圈（二）季风环流 大陆与海洋之间的广大地区，以一年为周期、随着季节变化而方向相反的风系，称为季风。季风是由于海洋与大陆之间的热力差异而形成的大范围热力环流。 夏季，风由海洋吹向
33、陆地，形成夏季风；冬季，风由陆地吹向海洋，形成冬季风。（三）局地环流由于局部环境如地形起伏、地表受热不均等而产生的小范围环流，叫局地环流，也称地方性风系。 1. 海陆风 2. 山谷风 3. 焚风三、主要天气系统大气中引起天气变化的水平或垂直分布的各种尺度的运动系统，称为天气系统。 天气过程 天气系统的发生、发展、消亡及其相应的天气演变的全过程。 天气形势 天气系统的分布状况。天气形势分析是天气预报的重要依据。（一）气团与锋气团及其分类 气团是指在广大区域内水平方向上温度、湿度、铅直稳定度等物理属性比较均匀的大块空气。其水平范围几百到几千公里，垂直范围几到十几公里。同一气团内部的水平温度梯度一般
34、小于 12 100 km。 气团形成的条件： 范围广阔、地表性质比较均匀的下垫面。 有利空气停滞和缓行的环流条件。 地表温度和湿度状况决定了气团的大气属性。 气团变性：当气团离开源地，其物理属性逐渐改变，这种过程就称为气团变性。日常所见的气团，大多属于变性气团。 气团的类型 地理分类法（地理位置和下垫面性质） 按气团源地分成四个基本类型：冰洋气团、极地气团、热带气团、赤道气团。 按气团源地的海陆位置，又把每一基本类型分为海洋气团和大陆气团。赤道气团源地是海洋，不再分海、陆型。 热力分类法 凡是气团温度高于流经下垫面温度的，称为暖气团；相反，气团温度低于流经下垫面温度的，称为冷气团。 一般，由低
35、纬度流向高纬度的是暖气团，反之为冷气团。2. 锋及其分类温度或密度差异很大的两个气团相遇时，在它们之间形成一个狭窄的过渡区域，称为锋。 通常把锋看成是一个几何面，称为锋面，锋面与地面的交线称为锋线。锋面和锋线合称为锋。锋的类型根据锋面两侧冷暖气团移动方向和结构可分为： 冷锋 暖锋 准静止锋 锢囚锋 根据形成锋的气团源地可分为： 冰洋锋 极 锋 赤道锋3、锋面天气锋面天气是指锋附近的云、降水、风等气象要素的分布状况。 根据锋面性质，锋面天气可分为冷锋天气、暖锋天气、准静止锋天气和锢囚锋天气。（二）气旋与反气旋1. 气旋 气旋是由锋面上或不同密度空气分界面上发生波动形成的，占有三度空间、中心气压比
36、四周低的水平空气漩涡。 北半球气旋空气按反时针方向自外围向中心运动。 根据气旋产生的地理位置，可将其分为温带气旋和热带气旋两种类型。温带气旋即锋面气旋，分布在中纬度地区。主要出现在东亚、北美、地中海等地区。 热带气旋 是形成于热带海洋上的一种具有暖心结构的气旋性涡旋。中心附近平均最大风力小于8级的热带气旋称热带低压；最大风力89级者称热带风暴， 1011级者称强热带风暴，大于12级称为台风。2. 反气旋 指占有三度空间的，中心气压比四周高的大型空气涡旋。气流运动由中心向四周旋转运动，旋转方向为北半球顺时针，南半球逆时针。其水平尺度比气旋大。 根据温压结构，反气旋可分为两类： 冷性反气旋（冷高压
37、） 暖性反气旋（暖高压） 根据反气旋的生成地区不同，还可分为： 极地反气旋、温带反气旋、副热带反气旋等。第四节 气候的形成一、气候和气候系统 （一）气候的概念 气候是指某地区多年间大气的一般状态及其变化特征。它既反映平均情况，也反映极端情况，是各种天气现象的多年综合。它以稳定性高，空间尺度大，范畴广而区别于天气。（二）气候系统气候系统包括形成气候及其变化的特性和过程。气候系统的特性包括：热力学性质气温、水温、冰温和地温运动学特性风、洋流及相应的垂直运动和冰块的运动含水性空气的含水量或湿度、云量和云中含水量、地下水、湖泊水位，雪的含水量，陆冰与海冰的含水量；静力学特性大气和海洋的压力和密度，空气
38、成分、海水盐度，以及系统的几何边界和物理常数。完整的气候系统的组成：大气圈是气候系统的主体，也是系统最易变化和最敏感的部分。海洋是气候系统的热量储存库，海洋热力和动力学惯性使它具有“低通滤波”的作用。冰雪圈包括全球的冰层和积雪，计有大陆冰盖、高山冰川、地面雪被、多年冻土、海冰、湖冰和河冰。是气候变化的指示器，又对气候长期变化产生反馈，在地球热平衡中起重要作用。陆面（岩石圈）山脉、地表岩石、沉积物、土壤等生物圈地球生命物质构成的圈层。包括陆地和海洋中的植物，空气、海洋和陆地生活的动物，以及人类本身。二、气候的形成的影响因素（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
39、现象形成的基本动力，在气候形成中起着主导作用。不同地区的气候差异及气候季节交替，主要由太阳辐射能在地球表面时空分布不均及其变化引起。而太阳辐射的时空分布受地理纬度制约，因此气候形成的辐射因子是一种纬度因素。（二）气候形成的环流因子地表太阳辐射能量分布不均引起的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。它促使不同性质气团发生移动，而气团的水平交换是不同地区气候形成及其变化的重要方式。因此，在不同纬度的不同环流形势下形成的气候类型也不相同。1. 大气环流与热量输送和水分循环 大气环流导致的热量的纬向输送，缓和了赤道与极地的温度差异。 大气环流导致的热量的海陆输送，调节了海陆间的热量分布
40、。 大气环流导致的水分循环，对全球的水分平衡有重要作用。2. 大气环流与海温异常海温变化存在着明显的年际震荡，最著名的事例，就是厄尔尼诺现象。 厄尔尼诺（El Nino）是西班牙语 “圣婴” 音译，原指每年圣诞节前后，沿厄瓜多尔和秘鲁沿岸出现一股弱暖洋流，取代了沿岸原有冷海水的现象。现在，厄尔尼诺一词是指赤道太平洋东部海洋表层水温持续异常增温的现象（暖水事件）。 赤道地区大洋的东侧是下层冷海水上升作用最为强烈的地区。在赤道东太平洋地区强烈的冷海水上翻，使得其海洋表层温度与赤道西太平洋地区的“暖地”之间形成强烈的对比。在赤道东太平洋冷水域的上空大气强烈下沉，赤道西太平洋印度尼西亚海洋大陆上空大气
41、对流强烈，大气以上升为主，这样就形成一个闭合的东西向环流圈，称为沃克环流。在正常情况下，赤道太平洋海面盛行赤道东风，而东南太平洋吹东南信风，大洋东侧表层的暖海水被吹送到西太平洋，其下层的冷海水则不断向上补充表层流失的暖海水，结果使西太平洋海平面上升，热量聚积。西太平洋海平面通常比东部高 40 cm，表层海水年平均温为29，而东部沿岸受下层上涌冷海水的影响，仅有24左右，东西两侧相差36。厄尔尼诺现象 当洋流运动异常或大气环流变化而导致赤道东风和东南信风减弱时，赤道太平洋海面西高东低的温度分布将会被破坏，赤道逆流增强，西太平洋温暖的海水向东延伸，从而使东太平洋补充表层的下层冷海水减少，表层海水温
42、度上升，形成厄尔尼诺。厄尔尼诺现象厄尔尼诺引发气候异常 当厄尔尼诺发生时，热带中、东太平洋海温迅速升高，主要降水区由印度尼西亚地区东移至日界线附近，直接导致该海域和南美太平洋沿岸哥伦比亚、厄瓜多尔和秘鲁等地异常多雨。厄尔尼诺还会抑制西太平洋和北大西洋热带风暴生成，使得东北太平洋飓风增多。 另一方面，厄尔尼诺事件又使热带西太平洋降雨减少，造成南亚、印度尼西亚、马来西亚、东南亚和澳大利亚等地大范围的严重干旱。厄尔尼诺还会导致加拿大西部、美国北部出现暖冬，使美国南部冬季潮湿多雨。 厄尔尼诺对海洋生物的影响东南信风减弱，表层海水倒流，赤道东太平洋秘鲁、智利沿岸海域的海水不再上翻，海面温度升高，营养盐大
43、幅度减少，从而导致鱼类的大量死亡，以及鸟类的大量减少。厄尔尼诺是大气、海洋相互作用，导致生态平衡破坏而造成的：大气环流（东南信风）的改变，引起洋流（赤道洋流）的变化，从而导致海洋生态系统的破坏图114 厄尔尼诺对我国气候的影响 使来自东南部海洋上的夏季风强度减弱，造成夏季降雨带的位置偏南，出现南方暴雨成灾、北方干旱少雨的异常现象； 长江中下游地区进入梅雨期偏晚； 东部地区秋季容易出现北少南多的降雨分布； 容易出现暖冬； 在西北太平洋和南海地区生成的热带气旋或台风数量偏少。拉尼娜现象 拉尼娜是西班牙语 “圣女” 的音译，又称“反厄尔尼诺”，是指赤道太平洋中部和东部海洋表层水温持续异常降温的现象（
44、冷水事件）。 当赤道东风和东南信风增强时，东太平洋更多表层的暖海水被吹送到西太平洋，导致更多的下层冷海水补充上表层，表层海水温度因而下降，结果使太平洋东西两侧表层海水的温差加大，形成拉尼娜。 南方涛动（ Southern Oscillation ） 南方涛动是指在热带太平洋与热带印度洋之间气压变化呈反相关的振荡现象。这种气压一边高一边低、如同跷跷板一样。 厄尔尼诺现象、拉尼娜现象与南方涛动现象之间有密切的对应关系。 南方涛动指数（SOI） SOIP TP D P T: 赤道东太平洋海平面气压 P D: 印度尼西亚海平面气压 常采用赤道太平洋的大溪地岛与澳洲达尔文之间的气压差作为标准，判断是否发生了厄尔尼诺或拉尼娜现象。 大溪地岛气压达尔文气压负值时，就认为将会发生厄尔尼诺现象。 大溪地岛气压达尔文气压正值，则拉尼娜现象将要发生了。（三）气候形成的地理因子 地理环境使地球气候既具有纬度地带性，又具有非地带性特征。 海陆分布对气候的影响 海陆分布打破了气候的纬度地带性分布规律，形成了同一纬度区带的海洋性气候与大陆性气候。 洋流对气候的影
