《地球概況》 省賽獲獎

地球概況目標了解大氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及在地球系統(tǒng)中的作用，對大氣中千變?nèi)f化的天氣現(xiàn)象和主要氣象災害有所認識，了解當今的天氣預報水平與依賴技術。內(nèi)容第一章：大氣概述第二章：千變?nèi)f化的天氣現(xiàn)象第三章：氣象災害第四章：天氣預報與氣候預測

考核每一章留一道作業(yè)題，打印，交到任課老師（投到任課老師的信箱里）。課程結(jié)束后，四道大作業(yè)的綜合評分即為最后成績。信箱地址：海洋環(huán)境學院2樓，進門右手邊故事的開始本科生：把肉放鍋里加些東西煮；研究生：這個是不行的，要寫出多少肉，多少其他的佐料，怎么煮，煮多長時間；博士：過了一個月，出了一本書，書名叫“如何做紅燒肉”，打開目錄，“第一章，如何養(yǎng)豬”。如何做紅燒肉？內(nèi)容大氣結(jié)構(gòu)

氣候與天氣氣候變化天氣變化地球系統(tǒng)大氣成分演化……畢達哥拉斯第一個指出天地是球形的，亞里士多德第一個給出了證據(jù)。同時的張衡認為“天如雞子，地如雞中黃”?！?.1.1認識地球《淮南子》：天道曰圓，地道曰方。古巴比倫：大地是龜背般隆起的空心山，四面環(huán)海，上蓋天罩。這個地球儀是1623年專為當時的明朝皇帝所制，是已知最早的描繪中國領土的地球儀，融合了東西方文化。在對日食、子午線以及磁傾角等信息的處理上已經(jīng)非常準確了。中國地球儀

它是一個用彩漆描繪的木質(zhì)地球儀，它的制作人據(jù)說是耶穌傳教士曼紐爾?迪亞士(ManuelDias)和龍華民(NicoloLongobardi)。地球儀的制作距今已經(jīng)三百八十多年（1623年），色彩仍很鮮艷瑰麗，面漆脫落尚不很嚴重。地球儀在原存放于紫禁城中，清滅亡后，逐散落民間。在1938年被一位英國人佩塞維爾爵士得到。他于1961年將此地球儀捐贈給大英博物館，現(xiàn)仍收藏在該館?！?.1.1認識地球我們的定位：從太空中看地球，不僅僅是站在人類的角度去看?！?.1.1認識地球太空研究真正意外的收獲是，在人類歷史上我們有機會第一次從太空遙望地球，從地球之外觀看我們這個藍色星球的美景中所獲得的信息，引發(fā)了一整套全新的問題和問答（LovelockJ,1979）。JamesLovelock

洛夫洛克，1919年7月26出生于英格蘭，畢業(yè)于哈佛大學，從上世紀60年代開始，以氣象學家的身份開始研究地球。被稱為“獨立科學家”，和其他科學家不同，他沒有大學教職，不屬于任何研究機構(gòu)，沒有學生。LovelockJ,1979.Gaia:ANewLookatLifeonEarth.

參與火星研究計劃的討論（NASA，美國航天局，實驗計劃基于火星上的生命跡象和地球上的非常相似，具體做法是抽取火星土壤樣本并判斷其支持細菌、真菌或其他微生物生存的適宜程度）。機遇號火星探測器提出問題：

我們怎么能夠確信火星的生命的方式（若有的話）會在基于地球生命方式而設計的實驗之下呈現(xiàn)自身？生命是什么？思考生命的本質(zhì)，希望能找到將生命作為一個物理過程來對待的綜合定義。LovelockJ,1979.Gaia:ANewLookatLifeonEarth.

生命的過程需要一個超過某些最小值的能量的流動，使其啟動并持續(xù)下去（貝爾納，薛定諤，魏格納等）。假設生命一定要利用流動的媒體－海洋、大氣或二者兼有－作為原料和廢棄物的傳送帶，則孕育生命活動的星球上的大氣將和無生命存在的星球的大氣截然不同。LovelockJ,1979.Gaia:ANewLookatLifeonEarth.

LovelockJ,1979.Gaia:ANewLookatLifeonEarth

火星上沒有海洋，生命若想委身于此，就必須利用大氣，由此產(chǎn)生了通過大氣分析進行生命探測的想法：檢查簡單的地球大氣化學構(gòu)成知識在什么程度上為生命提供證據(jù)？？地球大氣被其表面上的生命即生物圈積極地維持和控制。認為，大氣圈可能是生物圈的外延。這使得作者更加關注地球以及地球大氣層的本質(zhì)。LovelockJ,1979.Gaia:ANewLookatLifeonEarth最終形成：蓋婭假說（GaiaHypothesis）地球類似于一個生命有機體，其表面的沉積物和大氣層的溫度、反應氣體的化學、氧化還原狀態(tài)及pH值等，是由生命有機體的代謝、行為、生長和繁殖保持動態(tài)平衡的。核心思想：地球是活著的，地球本身就是一個巨大的有機體，具有自我調(diào)節(jié)的能力。LovelockJ,1979.Gaia:ANewLookatLifeonEarthGaia（Gaea）

在希臘神話里，蓋婭是大地女神、大地之母，所有神靈中德高望重的顯赫之神。她是世界的開始，在諸神之中最早出現(xiàn)；她是天神和十二泰坦巨神等神祗的母親，是宙斯的祖母，所有天神都是她的子孫后代。至今，西方仍常以“蓋婭”代稱地球。小結(jié)一地球是活著的，地球本身就是一個巨大的有機體，具有自我調(diào)節(jié)的能力。對蓋婭學說的發(fā)展：蓋婭不是一個超級生命，而是多個不同層次的生態(tài)系統(tǒng)。系統(tǒng)地綜合分析地球系統(tǒng)科學

廣義：地球系統(tǒng)科學跨越一系列自然科學與社會科學，地球系統(tǒng)是把地球看成一個由相互作用的地核、地幔、巖石圈、水圈、大氣圈、生物圈（包括人類社會）和行星系統(tǒng)等組成部分構(gòu)成的統(tǒng)一系統(tǒng)。重點研究各組成部分之間的相互作用，以解釋地球的動力、演化和全球變化（畢思文，2009）?！?.1.2地球系統(tǒng)地球系統(tǒng)的內(nèi)涵精髓：系統(tǒng)地球觀。強調(diào)：地球的各個組成作為統(tǒng)一的整體大氣圈、水圈、巖石圈和生物圈等之間的相互作用物理的、化學的和生物的基本過程的相互作用人類與地球科學內(nèi)部作用

相互聯(lián)系起來進行綜合研究。地球圈層地核地幔巖石圈水圈大氣圈生物圈人類圈§1.1.2地球系統(tǒng)的組成§1.1.2地球系統(tǒng)在地球演化歷史（46億年）過程中，各圈層在地球上出現(xiàn)的時間有先后，每一個圈層本身有各自的特點和運動、演化規(guī)律，構(gòu)成一個復雜的子系統(tǒng)。大氣圈氣象學巖石圈地質(zhì)學大洋海洋學

……相互作用地球系統(tǒng)總——分——總地球系統(tǒng)的圈層結(jié)構(gòu)、物質(zhì)組成及其基本性質(zhì)地殼地幔外地核（液）內(nèi)地核（固）地球內(nèi)部圈層劃分依據(jù)

——地震波縱波（P波）primary橫波（S波）primary分類特點

傳播速度傳播介質(zhì)狀態(tài)縱波較快固體、液體橫波較慢固體

33km2900km圈層劃分地核利用時間差預警橫波比縱波強得多，振幅是縱波的3～10倍，是造成地震災害的主要因素。利用這兩種波速的時間差，一旦監(jiān)測到縱波，就趕在破壞性強的橫波到來之前發(fā)出預警呢？汶川地震的震中映秀與受災最嚴重的北川的直線距離約120公里，如果在映秀監(jiān)測到縱波后就立即向北川發(fā)出預警，那么北川就可以有約30秒的反應時間，甚至足以組織學生撤離教學樓了。地震速報系統(tǒng)示意圖日本人的做法日本在全國建了1000個地震臺，大約20公里就有一座，在烈度達到5弱以上時發(fā)出預警。日本自2004年2月起開始測試全國地震預警系統(tǒng)，到2006年6月止，共發(fā)布了855次預警，其中只有26次是假警報。在2007年10月正式投入使用后該系統(tǒng)暴露出很大局限性，在數(shù)據(jù)分析、計算上出了很多問題。地核地幔洋殼(6km)陸殼(33km)平均17km2900km33km莫霍界面古登堡界面地殼：位于莫霍面以上，平均厚度為17千米；地殼地核地幔1000km上地幔下地幔33km軟流層莫霍界面古登堡界面地幔地幔:位于莫霍面與古登堡面之間，厚度約為2800千米;分為：上地幔和下地幔。2900km地幔莫霍面古登堡面上地幔下地幔地幔地幔:由富含鎂鐵的硅酸鹽類組成由上而下,鐵、鎂含量漸增呈固態(tài)巖石圈

巖石圈——地殼和上地幔頂部（軟流層以上），由堅硬的巖石組成的圈層部分。軟流層軟流層:上地幔上部，可能是巖漿的主要發(fā)源地之一地殼莫霍界面古登堡界面地核地核地核:位于古登堡面以下直至地心，厚度約3400千米。分為：內(nèi)核和外核。外核內(nèi)核地核:組成物質(zhì)可能是高溫高壓狀態(tài)下的鐵和鎳

外核:呈液體或熔融狀態(tài),它們相對地殼流動,可能是地球磁場產(chǎn)生的主要原因.內(nèi)核:呈固態(tài)

地球圈層地核地幔巖石圈水圈大氣圈生物圈人類圈§1.1.2地球系統(tǒng)地球外部圈層1.水圈海洋表層環(huán)流垂直結(jié)構(gòu)垂直速度Titanic的悲劇

對于泰坦尼克號海難事故，最普遍為人們所接受的是泰坦尼克號撞上在海上漂流的巨型冰山。氣象原因：海霧導致能見度低，冰山距船只有460米時才被發(fā)現(xiàn)，而這艘萬噸巨輪又是以每小時22.5海里的高速向前行駛。深層洋流。深海環(huán)流全球溫鹽環(huán)流構(gòu)成的輸送帶2.冰雪圈冰雪圈的5個組成部分：海冰、大陸冰原、季節(jié)性雪蓋、永動土和高山冰川，前兩者是最重要部分。相對于液態(tài)和氣態(tài)的水，冰和雪具有相對的穩(wěn)定性。冰雪圈覆蓋全球海洋的7％，多年冰覆蓋陸地表面的11％，但其覆蓋范圍可變。冰雪圈的分布范圍對地球表面溫度非常敏感。冰、雪和凍土分為常年（多年）性和季節(jié)性。冰雪圈的重要性：淡水來源，反照率。

衛(wèi)星觀測到的北半球雪蓋和海冰月平均分布曾經(jīng)現(xiàn)在睡的好香啊ZZzzz“地毯”都沒有,咋睡覺啊?整個極地生態(tài)系統(tǒng)，從浮游動物到海鳥到譬如海豹之類的大型生物，與北極海冰關系密切。北極海洋附近的降雪減少，海豹們難以尋覓雪洞作為藏身之處來取暖并躲避北極熊。剩余的全年結(jié)冰的區(qū)域?qū)⒊蔀楸臼兰o末北極熊和環(huán)斑海豹的最后立足之地。4.生物圈生物圈是地球上所有動物、植物和微生物等生物有機體及其活動空間的總稱。生物圈占據(jù)了包括大氣圈對流層下部、幾乎整個水圈以及巖石圈表層的薄層范圍。地表面以上100米至水面200以下米之間，集中了絕大部分生物。迄今為止，生物圈是地球環(huán)境特有的組成部分。生物圈的兩個重要部分：植被和海洋浮游生物。生物圈產(chǎn)生的“泵”的作用：以生物過程推動能量、水、物質(zhì)、動量的輸送。38億年前生命出現(xiàn)5.4億年前生命大爆發(fā)4億年前陸地出現(xiàn)生物3億年出現(xiàn)最早的森林2.3億年前恐龍開始出現(xiàn)6500萬年前恐龍滅絕240萬年前人類出現(xiàn)對人類賴以生存的地球系統(tǒng)有了不斷深化的認識對人類在地球系統(tǒng)中的位置有了比較清醒的認識近萬年的人類文明史人類已經(jīng)有能