第四講 地球的宇宙環(huán)境和圈層結(jié)構(gòu)

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1、第一部分　第一章　宇宙中的地球 第四講　地球的宇宙環(huán)境和圈層結(jié)構(gòu) 【考點要求】 1. 結(jié)合最新的科學(xué)探索考查地球的特殊性是高考常見的命題形式。 2. 以區(qū)域年太陽輻射分布圖切入，考查太陽輻射的分布、影響因素及對人類生產(chǎn)、生活的影響是近三年的?？键c。 3. 聯(lián)系最新的天文事件，考查太陽活動對地球的影響是近幾年高考的熱點。 【考綱內(nèi)容】 1.地球所處宇宙環(huán)境，地球是太陽系中的一顆既普通又特殊的行星。 2. 太陽對地球的影響。 3. .地球的圈層結(jié)構(gòu)及各圈層的主要特點。 第1課時 地球在宇宙中 【考綱分析】地球所處的宇宙環(huán)境。地球是太陽系中一顆既普通又特殊的行星 考點分

2、析：① 宇宙的概念 ② 星云和恒星是宇宙中最基本的天體 ③ 四級天體系統(tǒng) ④ 地球普通是八顆行星之一，特殊是因為有生命的存在。 一、人類對宇宙的認(rèn)識 1、中國古代：天圓如張蓋，地方如棋局；天道曰圓，地道曰方。 古埃及：大地是漂浮在水上； 古希臘：大地下有支柱支撐著； 古印度：大地是馱在大象背上。 2、人類對宇宙的認(rèn)識是不斷擴(kuò)展的 2世紀(jì) 古希臘天文學(xué)家托勒玫提出“地心說” 16世紀(jì) 波蘭天文學(xué)家哥白尼提出“日心說” 18世紀(jì) 天文學(xué)家引進(jìn)“星系”一詞 3、20世紀(jì)60年代以來，大型天文望遠(yuǎn)鏡的使用以及空間探測技術(shù)的發(fā)展，使天文觀測尺度擴(kuò)

3、展到上百億光年的時空區(qū)域 二、宇宙 1、什么是宇宙？宇宙是天地萬物的總稱。 辯證唯物主義認(rèn)為：宇宙是物質(zhì)世界，不依賴于人的意識而客觀存在，并處在不斷運動和發(fā)展中，在時間上無始無終，在空間上沒有邊界沒有盡頭。宇宙是多樣而又統(tǒng)一的：多樣性在于物質(zhì)表現(xiàn)形態(tài)的多樣性；統(tǒng)一性在于其物質(zhì)性。隨著天文望遠(yuǎn)鏡的改進(jìn)及觀測技術(shù)的提高，宇宙的可觀測范圍日益擴(kuò)大。20世紀(jì)80年代初期，觀測到的最遠(yuǎn)的天體離地球約200億光年。 2、宇宙間的天體及其特征。 （1）天體的概念：天體是指宇宙間物質(zhì)的表現(xiàn)形式。 (2)宇宙的特征：①物質(zhì)性：宇宙是由恒星、星云、行星、衛(wèi)星、流星體、彗星等天體組成的。 ②運動性：

4、宇宙中的天體都在運動著，它們相互吸引、相互繞轉(zhuǎn)，形成如下圖所示的天體系統(tǒng)。 3、天體的類型：①自然天體：恒星、星云、行星、衛(wèi)星、流星、彗星及星際空間的氣體和塵埃等。最基本的天體是恒星和星云。距離地球最近的恒星是太陽；距離地球最近的天體是月亮； ②人造天體：航天飛機(jī)、人造衛(wèi)星、飛船、太空垃圾等。 ◆◆◆判斷一個物體是否為天體的方法——著眼于“三看” (1)一看位置：它是不是位于地球大氣層之外，獨立存在于宇宙中。進(jìn)入大氣層或落回地面的物體不屬于天體。 (2)二看實質(zhì)：它是不是宇宙間的物質(zhì)，一些自然現(xiàn)象不屬于天體。 (3)三看運轉(zhuǎn)：它是否在一定的軌道上獨自運轉(zhuǎn)。依附在其他天體上運行的物體

5、不屬于天體，如在火星上考察的火星車。 4、天體系統(tǒng)。宇宙間的各種天體因互相吸引和互相繞轉(zhuǎn)，而形成各種天體系統(tǒng)。 （四級天體系統(tǒng)） 二、太陽系 1、太陽系的組成： 2．八大行星 八大行星比較： ①距太陽的遠(yuǎn)近順序、公轉(zhuǎn)方向（逆時針）； ②分類（類地行星、巨行星、遠(yuǎn)日行星）； ③小行星的位置（火、木星之間），哈雷彗星的回歸周期、公轉(zhuǎn)方向（順時鐘）以及慧尾的朝向。 3．運動特征 同向性 繞日公轉(zhuǎn)方向都是自西向東 近圓性 繞日公轉(zhuǎn)的軌道形狀近似圓形 共面性 軌道面幾乎在同一平面上 4.結(jié)構(gòu)特征：地球與其他類地行星(水星、金星和火星)有

6、許多相似之處。 ◆◆◆圖示法記憶八大行星的特征 三、地球 1、普遍性——地球的質(zhì)量、體積、平均密度和公轉(zhuǎn)、自轉(zhuǎn)運動與太陽系其他行星比并不特殊 。 2、地球的特殊性——存在生命 考點一、地球存在生命的條件及成因分析 1、地球存在生命的外部條件：外部條件主要是就地球所處的宇宙環(huán)境（天體系統(tǒng)）而言。在太陽系中，太陽及大小行星的運動特征為生命的出現(xiàn)提供了可能。具體表現(xiàn)如下： 2、地球適宜的自身條件 自身條件主要指適宜的溫度條件、適合生物生存的大氣條件和液態(tài)水的存在： 【融會貫通】 生命存在條件題目的分析思路 此類題目的解答可以通過知識的遷移、參照地球生命存在的

7、條件而降低難度，提高答題的準(zhǔn)確性。具體思路如下： 【對點演練】 1．下圖為“公轉(zhuǎn)軌道相鄰的三大行星相對位置示意圖”。與①、②行星相比，地球具備生命存在的基本條件之一是(　A　)。 A．適宜的大氣厚度和大氣成分 B．強烈的太陽輻射和充足的水汽 C．復(fù)雜的地形和巖石圈 D．強烈的地震和火山活動 第2課時 太陽對地球的影響 【考綱分析】太陽對地球的影響 考點分析：①太陽輻射 ②太陽的結(jié)構(gòu) ③影響：太陽活動對地球氣候、電離層、地球磁場均會造成影響。 【考點要求】 1、以區(qū)域年太陽輻射分布圖切入，考查太陽輻射的分布、影響因素及對人類生產(chǎn)、生活

8、的影響是近三年的?？键c。 2、聯(lián)系最新的天文事件，考查太陽活動對地球的影響是近幾年高考的熱點。 一、太陽輻射對地球的影響 1、太陽輻射概述 ①概念：太陽以電磁波的形式向宇宙空間放射的能量。 ②能量來源：太陽內(nèi)部的核聚變反應(yīng)（宇宙間能量傳播形式：電磁波；）◆主要成分：H、He； ③能量分布：太陽輻射能主要集中在波長較短的可見光區(qū)。 2、太陽輻射對地球的影響 （1）來自太陽輻射的能源：煤、石油、天然氣、水能等和風(fēng)能、太陽能等常規(guī)能源。 水能：是勢位較高的水釋放其勢能轉(zhuǎn)化成的動能。水分子向高處蒸發(fā)上升，來源于太陽給予的能量。 風(fēng)能：是地表大氣受熱不均產(chǎn)生的運動，其能量直接

9、來于太陽輻射。 煤、石油：是地質(zhì)歷史時期，地球生物體內(nèi)固定的太陽能。 （2）影響： ①動植物的生長發(fā)育離不開太陽提供的光、熱資源。 ②太陽輻射經(jīng)植物的生物化學(xué)作用，轉(zhuǎn)化為生物化學(xué)能。 ③是地球大氣運動、水循環(huán)的主要能源。 ④太陽輻射本身以及大氣運動、水循環(huán)等，也為人類提供了源源不斷的能源。 （3）我國年太陽能的地區(qū)分布 一般而言，太陽輻射強的地方，熱量比較豐富；但也有例外的情況，如青藏高原，由于海拔高，空氣稀薄，水汽、塵埃少，晴天多，太陽輻射強，光照充足；但由于空氣稀薄，大氣吸收的地面長波輻射很少，大氣的保溫作用弱，成為我國夏季氣溫最低的地區(qū)。 ①太陽能最豐富地區(qū)：青藏

10、高原。原因：海拔高，空氣稀薄，空氣中水氣少，塵埃少，透明度好，太陽輻射強，日照時間長。 ②太陽能貧乏地區(qū)：四川盆地、云貴高原等。原因：陰雨天多，云霧大，，較多地削弱了太陽輻射。 （4）影響太陽輻射的因素 (1)太陽輻射量的大小與緯度呈負(fù)相關(guān)。緯度越高，太陽輻射越弱；緯度越低，太陽輻射越強。 (2)太陽輻射量的大小與海拔(地勢)呈正相關(guān)。海拔越高，太陽輻射越強；海拔越低，太陽輻射越弱。 (3)太陽輻射與大氣層厚度呈負(fù)相關(guān)。大氣層越厚太陽輻射越弱；大氣層越薄，太陽輻射越強。 (4)太陽輻射量的大小與云量呈負(fù)相關(guān)。云量越大，太陽輻射越弱；云量越少，太陽輻射越強。 (5)太陽輻射量

11、的大小也與坡向有關(guān)。陽坡太陽輻射強于陰坡；背風(fēng)坡太陽輻射強于迎風(fēng)坡(但要因地而論)。 二、 太陽活動與地球 1、太陽大氣層的結(jié)構(gòu)：A光球?qū)?，B色球?qū)樱珻日冕層。 2、太陽活動的主要類型： A光球?qū)拥暮谧樱珺色球?qū)拥囊?，其周期約為11年，它們都是太陽活動的重要標(biāo)志。C日冕層：太陽風(fēng)（高能粒子吹向地球，在兩極形成極光） ◆◆◆圖示法記憶太陽活動的類型及出現(xiàn)的層次 注意：(1)光球?qū)佑萌庋劭梢杂^測到；色球?qū)又挥性谌杖硶r或用特殊的儀器才能看到；日冕層只有用特殊儀器才能看到。 (2)極光現(xiàn)象出現(xiàn)在高緯地區(qū)的夜晚 3、太陽活動對地球的影響 ①影響地球氣候：地球氣候變化

12、與太陽活動有明顯的相關(guān)性。 ②干擾電離層，影響短波通信。 ③擾亂地球磁場，產(chǎn)生“磁暴”現(xiàn)象。 ④在兩極地區(qū)出現(xiàn)極光。 考點二　太陽輻射的空間分布及影響因素 1、全球太陽輻射的分布：具有緯度差異和季節(jié)差異 全球年太陽輻射量大體從低緯向高緯遞減，南、北半球緯度值相同的地區(qū)太陽輻射量隨月份變化的規(guī)律相反，且不同季節(jié)表現(xiàn)出的結(jié)果并不相同。 ◆◆◆圖示法分析中國太陽年輻射量的空間分布及成因 衛(wèi)星發(fā)射基地的區(qū)位分析思路 1．發(fā)射基地選址的條件 ①氣象條件：晴天多、陰雨天少，風(fēng)速小，濕度低，有利于發(fā)射和跟蹤 ②緯度因素：緯度低，自轉(zhuǎn)線速度大，可以節(jié)省燃料和成本

13、 ③地形因素：地形平坦開闊，有利于跟蹤觀測 ④海陸位置：大陸內(nèi)部氣象條件好，隱蔽性強，人煙稀少，安全性強；海上人類活動少，安全性強 ⑤交通條件：內(nèi)外交通便利，有利于大宗物資運輸 ⑥安全因素：出于國防安全考慮，有的建在山區(qū)、沙漠地區(qū)，有的建在地廣人稀處 2．發(fā)射時間、方向和回收場地選擇 ①發(fā)射時間：在一天中一般選擇在晴朗無云的夜晚，主要是便于定位和跟蹤觀測 ②我國發(fā)射時間：主要選擇在冬季，便于航天測控網(wǎng)對飛船的監(jiān)控、管理、回收。我國有多艘“遠(yuǎn)望號”監(jiān)測船在南半球緯度較高的海域，選擇冬季是為了避開南半球惡劣的海況 我國的回收場地在內(nèi)蒙古自治區(qū)中部地區(qū)。地勢平坦，視野開闊，便于搜救；人

14、煙稀少，有利于疏散人群；氣候干旱，多晴朗天氣，地質(zhì)條件好 【對點演練】 1、(2012·江蘇卷)閱讀材料，回答下列問題。 材料一　下圖是我國第28次南極科考航線和P大陸自然帶分布示意圖。 材料二　科考隊在南極冰蓋之巔——冰穹A(海拔4 093米)的昆侖站成功安裝了我國自主研發(fā)的首臺南極巡天光學(xué)望遠(yuǎn)鏡AST3－1，用于對超新星、太陽系外行星、瞬變天體的研究。 昆侖站所在地區(qū)大氣透明度極佳，其原因主要有____________、____________、____________；該地在____________時期，可以用光學(xué)望遠(yuǎn)鏡24小時不間斷地對星空進(jìn)行天文觀測。 解析　本

15、題考查影響大氣透明度的因素和宇宙探測。南極大陸由于海拔高、空氣稀薄，常年受極地高壓控制、天氣晴朗，無人類長期居住、污染小，故大氣透明度極佳；對星空的長時間觀測應(yīng)選在南極極夜期間。 答案　常年受高壓控制，天氣晴朗　海拔高，空氣稀薄　污染小　極夜 第3、4課時、地球的圈層結(jié)構(gòu) 【考綱分析】地球的圈層結(jié)構(gòu)及各圈層的主要特點 考點分析：共分為六大圈層① 大氣圈 ② 水圈 ③ 生物圈 ④ 地殼 ⑤ 地幔 ⑥ 地核 其中?？键c大氣圈，要理解它的對流層、平流層和高層大氣的一些相應(yīng)特點。 一、 地球的內(nèi)部圈層 1、 什么是地震波？地震波有哪兩種類型？兩種類型的地震波對傳播媒介的

16、要求是否相同？存在什么差異？它們在傳播速度上有何差異？ 當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時，地下巖石受到強烈沖擊，產(chǎn)生彈性震動，并以波的形式向四周傳播，這種彈性波叫地震波。地震波有橫波和縱波之分?？v波的傳播速度快，可以通過固體、液體和氣體傳播；橫波傳播速度較慢，只能通過固體傳播。 1、(根據(jù)地震波在地球內(nèi)部傳播速度上的差異)劃分依據(jù)：地震波傳播速度的變化。 類型 傳播速度 能通過的介質(zhì) 共　性 A表示橫波 較慢 固體 傳播速度都隨所通過物質(zhì)的性質(zhì)而變化 B表示縱波 較快 固體、液體和氣體 2、不連續(xù)面及波速變化特征 界面C：莫霍界面，兩類地震波傳播速度都明顯增加。 界面D

17、：古登堡界面，A波傳播速度完全消失，B波傳播速度突然下降 3、 地球內(nèi)部圈層的劃分： ① 地殼：C以上部分； ②地幔：C、D之間部分； ③地核：D以內(nèi)部分(外核E和內(nèi)核F)。 圈層名稱 特征 物質(zhì)組成 地殼 1、 由巖石組成的固體外殼； 2、厚度不均，大洋部分薄，大陸部分厚 堅硬的巖石（硅酸鹽類） 地幔 上地幔上部存在一個軟流層，這里為巖漿的主要源地；溫度、壓力和密度均增大 硅酸鹽類 地核 分為內(nèi)核和外核；溫度、壓力和密度很大 鐵、鎳等 4、 巖石圈：由堅硬的巖石組成，包括地殼和上地幔頂部(軟流層以上)。 ◆◆◆圖解地球的圈層結(jié)構(gòu) 二、 地球

18、的外部圈層 (一)大氣圈 1、概念：環(huán)繞地球最外部的氣體圈層。 大氣的密度隨著高度的增加而減小。（離地表越近的地方，大氣密度大；離地表越遠(yuǎn)的地方，大氣密度?。? 1、低層大氣的組成成分：干潔空氣、水汽、懸浮在空氣中的固體雜質(zhì)。 2、干潔空氣的組成成分及各自的作用。 組成成分 含量 作用 干 潔 空 氣 氮 二者占干潔空氣體積的99% ?任何有機(jī)體的健康生長必不可少的元素 氧 一切生物生命活動必需的物質(zhì) 二氧化碳 含量少 ?光合作用的重要原料、對地面有保溫作用 臭氧 吸收紫外線，保護(hù)地球生物 水 汽 固體雜質(zhì) 含量少 成云致雨的

19、必要條件 準(zhǔn)確地來說，水汽和固體雜質(zhì)的作用是成云致雨的必要條件。（成云致雨：水分+凝結(jié)核，水汽充當(dāng)水分的角色，固體雜質(zhì)充當(dāng)凝結(jié)核的角色）。 水汽：一般來說，夏季大于冬季，低緯高于高緯。 雜質(zhì)：一般來說，城市多于農(nóng)村，冬季多于夏季，陸地多于海上，早晚多于午后。 ◆◆◆人類活動會影響大氣成分的含量。比如：礦物燃料的燃燒、大量地砍伐樹木、汽車尾氣的大量排放等人類活動，使我們大氣中的CO2含量不斷增加。又比如，冰箱、冰柜、空調(diào)等的廣泛使用，它們釋放出大量的氟氯烴化合物，破壞大氣中的臭氧，使大氣中的臭氧總量減少，從而改變大氣的成分。 3大氣的垂直分層 依據(jù)大氣在垂直方向上的物理性質(zhì)

20、及運動狀況，可將大氣自下而上分為對流層、平流層、高層大氣，具體分析如下： 分層 高度范圍 主要特點 特點成因 與人類 的關(guān)系 對 流 層 低緯：17～18千米 中緯：10～12千米 高緯： 8～9千米 氣溫隨高度的增加而遞減(每升高100米，氣溫平均下降0.6℃) 地面是對流層大氣的主要的直接熱源 人類生活在對流層底部，與人類關(guān)系最密切 空氣對流運動顯著 該層上部冷、下部熱 天氣現(xiàn)象復(fù)雜多變 幾乎全部的水汽、雜質(zhì)都集中在該層，對流運動顯著，易成云致雨 平 流 層 從對流層頂至50～55千米 氣溫隨高度增加呈明顯遞增趨勢 該層中的臭氧吸收太

21、陽紫外線 人類生存環(huán)境的天然屏障；利于航空飛行 以平流運動為主 該層大氣上熱下冷，大氣平穩(wěn) 天氣晴朗單一 水汽、雜質(zhì)含量極少，大氣平穩(wěn) 高層 大氣 從平流層頂?shù)? 000千米 大氣密度非常小 距地面遠(yuǎn)，受到引力小 電離層能反射無線電波 (二)水圈 1、水圈的組成：（1）水圈的主題是海洋，其面積占全球面積的71%。 （2）陸地上的湖泊、河流、冰川、地下水，甚至礦物中的水都是水圈的組成成分。 2、水圈的分布：水是地球表面分布最廣的物質(zhì)。 （1）地球上的水97%以上是海洋里的咸水。 （2）只有3%是淡水。這3%的淡水約有2/3儲藏在南極和北極的巨大冰川中。 （3）

22、大氣層中也有下部分水，基本上是以不可見的水汽形態(tài)存在的。 3、水的作用： (1)水是地表最重要的物質(zhì)和地理環(huán)境物質(zhì)能量轉(zhuǎn)化的重要因素。 (2)水無處不在,滲透到各圈層,隨著水固、液、氣三態(tài)的變化和運動，孕育了地球上的生命。水溶解巖石和土壤中的營養(yǎng)物質(zhì)，滿足了生物需要。 （3）水分和能量的不同組合使地球表面形成了不同的自然帶和自然景觀類型。 （4）水循環(huán)可以調(diào)節(jié)氣候，凈化大氣。 （5）水幾乎伴隨一切自然地理過程，促進(jìn)地理環(huán)境的發(fā)展和演化。 （三）生物圈 1、概念：生物圈就是生物和它生存的無機(jī)環(huán)境。（生物圈=生物+無機(jī)環(huán)境） 2、地位：極其特殊、極其重要、最活躍 3、范圍：水

23、圈全部、大氣圈下層、地殼表面 逆溫現(xiàn)象（專題） １．什么是逆溫現(xiàn)象 ２．逆溫現(xiàn)象產(chǎn)生的原因有哪些？ ３．逆溫產(chǎn)生的影響是什么？ 1、逆溫現(xiàn)象：對流層中出現(xiàn)的氣溫隨高度增加而升高的現(xiàn)象，稱為逆溫。逆溫是對流層中氣溫垂直分布的一種特殊現(xiàn)象。 2.產(chǎn)生原因:自然原因和人類活動。 一、逆溫產(chǎn)生的自然原因 1.輻射逆溫:是地面長波輻射冷卻而形成的.在晴朗無風(fēng)的夜晚,地面強烈輻射,與地面接觸的大氣冷卻降溫最強烈 ,而上層大氣降溫較慢,形成逆溫. 由于太陽輻射引起逆溫的生消過程。 2.地形逆溫:是局部地形條件引起的.在山谷盆地中,晚上冷空氣較重,沿山坡流動,聚集在山谷盆地底部,上

24、有暖氣流而形成. 3.鋒面逆溫:是暖空氣運移到冷空氣之上,形成冷暖相交的鋒面.若鋒面上下暖冷空氣的溫差較大,則形成逆溫. 4.平流逆溫 由于暖空氣流到冷的地面上而形成的逆溫稱為平流逆溫。當(dāng)暖空氣流到冷的地面上時，暖空氣與冷地面之間不斷進(jìn)行熱量交換。暖空氣下層受冷地面影響最大，氣溫降低最強烈，上層降溫緩慢，從而形成逆溫。 逆溫現(xiàn)象（閱讀） (1)對流層氣溫有時候出現(xiàn)下列情況：①海拔上升，氣溫升高；②海拔上升1 000米，氣溫下降幅度小于6℃。這就是逆溫現(xiàn)象。如圖所示： 圖中甲屬情況②，其余屬情況①。 (2)逆溫現(xiàn)象對人類生產(chǎn)、生活的影響。 ①出現(xiàn)多霧和晴朗干燥天氣。早晨多霧

25、的天氣大多與逆溫有密切的關(guān)系，它使能見度降低。給人們的出行帶來不便，甚至出現(xiàn)交通事故。 ②加劇大氣污染。由于逆溫的存在，空氣垂直對流受阻，就會造成近地面污染物不能及時擴(kuò)散，從而危害人體健康。如果位于盆地內(nèi)，將會更加嚴(yán)重。 ③對航空造成影響。“逆溫”現(xiàn)象如果出現(xiàn)在低空，多霧天氣給飛機(jī)起降帶來麻煩。而“逆溫”現(xiàn)象如果出現(xiàn)在高空，卻對飛機(jī)飛行極為有利。因為“逆溫”的出現(xiàn)會阻礙空氣垂直對流的發(fā)展，飛機(jī)在飛行中不會有大的顛簸，飛行平穩(wěn)。同時，萬里晴空提高了能見度，使飛行更加安全。 【對點演練】 3．(2010·山東卷)下圖為北半球中緯度某地某日5次觀測到的近地面氣溫垂直分布示意圖。當(dāng)日天氣晴朗，日出時間為5時。由圖中信息可分析出(　　)。 A．5時、20時大氣較穩(wěn)定 B．12時、15時出現(xiàn)逆溫現(xiàn)象 C．大氣熱量直接來自太陽輻射 D．氣溫日較差自下而上增大 解析　由圖可知，該地在5時與20時地面氣溫隨高度升高而上升，呈現(xiàn)出下冷上熱的氣溫分布，此現(xiàn)象屬于典型的逆溫現(xiàn)象，表現(xiàn)為大氣較為穩(wěn)定。12時與15時地面氣溫較高，高處氣溫較低，呈現(xiàn)出下熱上冷的氣溫分布，大氣對流現(xiàn)象加劇，大氣熱力環(huán)流活躍。圖中所示海拔較低，整體上屬于近地面，大氣的熱量來自地面而不是太陽輻射。氣溫日較差從圖上看出為自下而上減小。 答案　A