第六章--地球的结构和物理性质.ppt
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一、地球是一个球体,1地球是一个球体,登高望远。
驶近的船只先见其桅尖。
北极星的高度角因地而异。
在宇宙飞船上看到的球体。
测定经线的一段弧长对地心张开的角。
埃拉托色尼求出地球周长为39500Km,半径为6370Km。
实际40025Km,半径6371Km。
2地球大小的测定,质量巨大的天体,其自引力超过分子内聚力并经过长期演化,形成球形。
3地球的引力与其形状,扁球体的特征是,球半径随纬度的增高而变小:
赤道半径最长,极半径最短;赤道和纬线仍是正圆,而经线都是椭圆;经线的曲率自赤道向南北两极减小。
二、地球是个扁球体,1地球是个扁球体,扁球体的扁缩程度用扁率表示。
若地球的赤道半径为a,极半径为b,那么地球的扁率f便为:
1984年大地测量学和地球物理学年会采用的数据为:
赤道半径(a)=6378.140km极半径(b)=6356.755km扁率(f)=1/298.257,地球的扁球体形状与地球自转产生的惯性离心力有关。
惯性离心力的水平分力是物质运动、地球变形的主要原因。
2地球自转与地球形状,地面法线同赤道面的交角,强调从所在地沿经线到赤道的弧的度数。
3地理纬度和地心纬度,地理纬度,地球半径同赤道面的交角,强调从所在地到赤道的弧所夹的球心角。
地心纬度,由于扁球体的经线曲率自赤道向两极减小。
曲率大,弧的度数大,地理纬度值大。
除了赤道和两极,各地的地理纬度总是大于其地心纬度,经线的曲率由赤道向两极减小,纬度045范围内,经线曲率大于平均值;4590的范围内,经线曲率小于平均曲率。
南北纬45是两种纬度之间差值持续增大的终点,又是持续减小的起点。
南北纬45处,地理纬度与地心纬度的差值最大,纬线不是正圆,经线也不是椭圆;南北半球不对称,几何中心也不在赤道平面上。
三、地球是一个不规则的扁球体,1.地球是一个不规则的扁球体,地球形状的不规则,北半球高纬度凸起,北极高出10米。
南半球高纬度凹下,南极低下30米。
南半球中低纬度凸起,高出10米左右。
参考扁球体,具有扁球体的严格规则性,形状和大小又十分接近大地水准面的扁椭球。
大地水准面与参考扁球体的偏离,地内物质的重力分异过程并未最终完成。
地内球层,既不均质,也不同心。
(但是误差极小)地球几何形状的不规则,以物理形状的有规则为前提:
大地水准面是一个等位面,重力大的地方,海面低。
2.地内物质分布和地球形状,四、地球的圈层结构,1.地球的外部结构,2.地震波与地球内部结构,地震波是研究地球内部结构的重要手段。
地震波是一种弹性波,可分为体波和面波。
同地球内部结构直接有关的是体波。
体波又可分为纵波(P波)和横波(S波)。
(1)地震波,纵波,是一种压缩波,是物质质点以波的传播方向往复运动,使介质周期性的压缩和膨胀。
横波,是一种剪切波,是物质质点垂直于波的传播方向振动,使介质发生周期性变形。
(2)地球的内部结构,五、地球的表面结构,1.地球表面的海陆分布,海洋连为一体,陆地相互分离。
只有统一的世界大洋,没有统一的世界大陆。
海洋包围着陆地,不是陆地分割海洋。
海陆分布的三大特点,任何一个地球大圆所划分的半球,其海洋面积超过陆地面积,Sea60.7%Land39.3%,Sea80.9%Land19.1%,Sea62%Land38%,Sea80%Land20%,Sea89%Land11%,Sea53%Land47%,海洋的深度也远超陆地的高度,但二者的极值相当接近,2.陆地,地球上的陆地,按其面积大小,分为大陆和岛屿。
大块的陆地称大陆,小块的陆地叫岛屿。
但面积大小只是相对的比,没有绝对的标准。
六块大陆:
亚洲、非洲、北美、南美、澳大利亚、南极,大陆轮廓的五大特点,陆地多为北宽南窄的三角形。
大的岛屿多位于大陆东岸。
大陆东岸不仅岛屿多,且有系列岛弧。
大西洋两岸的轮廓极为相似。
大陆东西边缘多有隆起的山地,中部有低陷的平原。
岛屿的类型,3.海洋,洋是世界大洋的中心部分和主要部分,深度较大,约占海洋面积的89%;海是为岛屿或半岛所分割的大洋边缘部分和次要部分,深度较浅,约占海洋总面积的11%。
海与洋与区别及其海的类型,海的类型,地中海,内海,边缘海,四大洋,大洋海底的地形特征,大陆架:
浅而平坦、实属陆地。
大陆坡:
地球上最大的斜坡,深度2002500米,坡度23.5。
海盆:
深度极大而底部平坦。
海盆中部有大洋中脊,大洋中脊上有中轴裂谷带。
海盆的边缘有深海沟,是洋壳向陆壳底部俯冲拖曳作用所致。
六、地球的磁性,地球是个磁化球体,有磁极和磁赤道。
磁极,即磁场最强,磁力线与地面垂直的地方。
磁赤道,即磁场最弱,磁力线与地面平行的地方。
1.地球磁场,磁场强度:
地球磁场对一个单位磁极产生单位作用力的强度。
磁倾角:
磁力线的方向与当地地面之间的夹角。
磁偏角:
地磁场磁力线和地理经线之间的夹角。
2.地磁要素,3.地磁要素的分布,偶极磁场,地磁南北极互为对跖点;磁赤道距离南北磁极等距;磁场强度和磁倾角都随纬度的增高而增大;无偏线与子午线重合,分全球为东偏和西偏两半球。
地磁强度分布,地磁倾角分布,地磁偏角分布,非偶极磁场,磁轴不过地心,南北磁极不对跖;磁赤道不是大圆,与磁极也不等距;磁场强度和磁倾角随纬度增高而增大无严格规律;无偏线不与子午线重合。
地磁异常,地球并非均匀磁化球体,个别地区地磁要素的量值极大地不同于其周围地区的正常值,称之为地磁异常。
地球磁场向西漂移:
无偏线400年来,西移了95。
磁场强度持续衰减:
近百年来衰减了5。
磁极移动:
目前磁北极的北移和西移。
4.地磁要素的变化,地磁要素的长期变化,太阳日变化:
磁场强度日变化0.5,磁偏角变化10太阴日变化:
磁场强度日变化0.05,磁偏角变化40。
季节变化:
太阳辐射季节变化使磁场的太阳日变化在夏季幅度最大,冬季要小。
地磁要素的短期变化,A.平静变化(周期性变化),地区性的地震和火山爆发;全球性的太阳活动造成磁暴和极光现象。
B.干扰变化,5.地球磁层和辐射带,地球磁层,地球磁场因太阳风作用形成的独特形状。
向日一侧压缩为10个地球半径尺度;背日一侧延伸为1000个地球半径尺度。
被地球磁层俘获的太阳高能粒子被禁锢在两个高空环状带的总称。
辐射带,地核由铁、镍金属构成,均可以磁化。
但是铁的居里点为770,高温会破坏磁铁内部分子的有序排列。
6.地球磁场的成因(假说),均匀磁化的球体,外核物质处于熔融状态,可以流动又导电,电可以转化为磁场。
外核电流形成的磁场,七、地球的质量和密度,八、地球的重力和压力,地面重力等于地面质点受到的地心引力和自转惯性离心力的合力。
地球自转惯性离心力可以分解为垂直分力和水平分力。
影响重力大小的只是重力的垂直分力。
地心引力因赤道半径和极半径不同,随纬度增高而递增;惯性离心力的垂直分力随纬度增高而递减。
地表重力随纬度的增高而增大,两极最大,赤道最小。
1000,2000,3000,4000,5000,6000,地内深度(Km),200,0,600,1000,重力加速度(g/cms2),400,800,九、地球内部的温度和热源,
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- 第六 地球 结构 物理性质