第四章外部因素對自然地理環(huán)境的影響

綜合自然地理學授課教師：余天虹第四章

外部因素對自然地理環(huán)境的影響外部因素——無論是宇宙中的其他天體的運動或是地球自身的運動，都會對自然地理環(huán)境產(chǎn)生多方面的作用。這種來自自然地理環(huán)境范圍以外的影響因素稱為外部因素。它們推動了各種自然地理過程的演進，是自然地理環(huán)境形成和發(fā)展的必要條件。第一節(jié)宇宙因素對自然地理環(huán)境的影響第二節(jié)行星因素對自然地理環(huán)境的影響第三節(jié)地球因素對自然地理環(huán)境的影響第四章

外部因素對自然地理環(huán)境的影響第一節(jié)宇宙因素對自然地理環(huán)境的影響一、太陽輻射的影響二、月球和太陽引力的影響三、隕石的影響一、太陽輻射的影響太陽可視為理想的輻射體（黑體），表面溫度高達6000Ｋ，不斷地向宇宙空間輻射巨額能量。到達地球外界的太陽能只占太陽輻射總量的二十二億分之一相當于1.885×1017噸標準煤完全燃燒后所產(chǎn)生的全部能量。相對于太陽輻射，以其他形式進入地球表面的能量比例都很小。因此說，幾乎所有自然地理過程的能量都來自太陽輻射。輸入地球的太陽能大部分為自然地理環(huán)境所得。成為自然地理過程的根本動力。（一）輻射平衡太陽短波輻射輸入地球最終以連續(xù)的長波輻射輸出地球的外部空間。輸入的能量等于輸出的能量，兩者達到平衡，遵循能量守恒的普遍定律。見圖4.1輻射平衡——一定區(qū)域輻射能的輸入與輸出的差額稱為輻射平衡。輻射平衡值表示了該地太陽能的凈收入。對于自然地理過程來說，輻射平衡是比太陽總輻射更為直接的動力基礎。

3云層吸收100進入大氣層的太陽輻射平流層吸收4平流層吸收17云層反射23散射向外散射4地面反射42421

45地面吸收散射輻射地面向外輻射大氣向外輻射大氣吸收107

113地面輻射大氣逆輻射潛熱顯熱23697蒸發(fā)輸送；亂流輸送圖4.1地球輻射平衡輻射平衡的特點1、輻射平衡隨緯度增加而減少。

平均在緯度40°處，全球輻射能的收支由低緯區(qū)域的盈余過渡到高緯區(qū)域的虧缺。2、全球輻射平衡等值線基本上沿緯線呈帶狀伸展，但在陸地上存在偏離緯線的傾向。

輻射平衡隨時間有明顯的日變化和年變化的節(jié)律周期。3、一日之內(nèi)，白天收入大于支出，輻射平衡為正值；夜間相反，為負值。

一年之內(nèi)，夏季的輻射平衡因收入的太陽輻射增多而加大；冬季則相反，甚至出現(xiàn)負值。變化狀況因緯度而異。緯度愈高，輻射平衡為正值的月份愈少，在極圈范圍則大部分時間出現(xiàn)負值。

輻射平衡的時空特性與自然地理環(huán)境空間結構及時間結構特征完全吻合。（二）太陽輻射在無機界的轉(zhuǎn)換維持地表系統(tǒng)運行、地表環(huán)境發(fā)展的能量，主要來自太陽的輻射。

行星風帶的產(chǎn)生季風的形成水汽運移洋流的產(chǎn)生風化作用

？?（三）太陽輻射在有機界的轉(zhuǎn)換食物鏈進行傳輸大氣對流圈-水圈-沉積巖石圈-生物圈聯(lián)結成一個整體自然地理環(huán)境三大規(guī)律整體性、差異性、節(jié)律性光合作用

-化學潛能

-第一性生產(chǎn)-初級能量二、月球和太陽引力的影響潮汐——月球和太陽引潮力引潮力——是月球（或太陽）對地球的萬有引力和因地球繞地月（或地日）公共質(zhì)心運動所產(chǎn)生的慣性離心力的合力。在引潮力的作用下，地球便發(fā)生了潮汐變形。海洋潮汐大氣潮汐固體潮汐(陸地上)

潮汐圖1、潮汐摩擦效應——阻礙地球自轉(zhuǎn)。2、海洋潮汐對生物演化具有促進作用。3、海洋潮汐具有巨大能量。（一）海洋潮汐的影響大氣潮汐的潮差很大，它在自然地理環(huán)境中的作用不如海洋潮汐那樣明顯，但對一些天氣現(xiàn)象卻有著重要的影響。（l）大氣潮汐會使地球表面大氣壓力發(fā)生規(guī)律性變化。（2）大氣潮汐與降水有一定相關性。（3）大氣潮汐對臺風的影響與其對降水的影響相類似。（二）大氣潮汐的影響（三）固體潮汐的影響1、固體潮汐的潮差可達30-50厘米。2、引潮力周期性地改變著地球形狀3、地球的重心發(fā)生周期性擺動4、地表各處的重力差異忽大忽小，破壞了地殼運動的平衡，有可能促使某些地區(qū)地震的釀成和發(fā)生。三、隕石的影響

1、增加地球質(zhì)量2、造成隕石坑和環(huán)形山3、造成隕震4、形成新礦床5、造成滄海桑田變化撒哈拉隕石坑白沙隕石坑環(huán)形山（部分）四、其他宇宙因素的影響1、距離地面15-35公里高度的大氣中的臭氧層。

強烈吸收太陽光譜中波長小于0.29微米的紫外線部分，保護了地表的生物，使它們不致遭受到有致命危險的短波紫外線的傷害，從而也影響了與生物有關的各種過程。2、太陽活動太陽的紫外輻射還使空氣分子發(fā)生電離，造成了地面以上60-1000公里高空中的電離層。電離層的狀態(tài)與地面無線電通訊有密切關系。太陽活動影響到地球上的電離層，也影響到地球的短波通訊。與兩極地區(qū)極光的出現(xiàn)也有密切關系。3、太陽風太陽向宇宙空間發(fā)出的帶電微粒流稱為太陽風。在太陽風作用下，地球磁場不能無限制地擴張，而被限制在一定的范圍內(nèi)，這個范圍叫做地球磁層。由于地球磁層對太陽風及其他宇宙射線有屏障效應，因而阻礙了它們對自然地理環(huán)境中生物有機體的危害。4、行星的影響太陽的活動可以受到距離較近或質(zhì)量較大的行星（如水、金、木、土）的影響。當內(nèi)行星在合的位置、外行星在沖的位置時，其對太陽的引潮力較大，使太陽大氣發(fā)生擾動。第二節(jié)行星因素對自然地理環(huán)境的影響一、地球形狀和大小的影響二、地球自轉(zhuǎn)的影響三、地球公轉(zhuǎn)的影響行星因素——是指作為太陽系中八大行星之一的地球，其形狀和大小、自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)等行星特性對自然地理環(huán)境的發(fā)展變化有著直接影響。一、地球形狀和大小的影響1、同一時刻不同地點將具有不同的太陽高度。2、太陽輻射使地球增溫程度由低緯向高緯降低，造成地球上熱量的帶狀分布和所有與熱量狀況有關的自然現(xiàn)象也具有緯向地帶性分布特征。同時也與太陽輻射的季節(jié)變化有關。巨大的體積和質(zhì)量，使地球具有足夠引力吸留周圍氣體保持著一個具有一定質(zhì)量和厚度的大氣圈保存了地表的水分，并通過氣流調(diào)節(jié)著地表熱量和水分的分布狀況，保護著生物有機體免受紫外線的有害影響。

3、大小影響

4、形狀影響

晝半球和夜半球，產(chǎn)生晝夜現(xiàn)象。1、

自然地理環(huán)境的晝夜節(jié)律性變化。2、地球繞地軸自轉(zhuǎn)這一事實是確定地理坐標的基礎。3、由于地球自轉(zhuǎn)的結果，所有在北半球作水平運動的物體都要發(fā)生向右偏轉(zhuǎn)的效應，在南半球情況相反。二、地球自轉(zhuǎn)的影響地球自轉(zhuǎn)的重要地理意義？？4、由于地球的自轉(zhuǎn)，使潮汐變?yōu)槔@地球傳播的潮汐波。5、地球自轉(zhuǎn)速度的變化是造成地質(zhì)時期地殼運動、海陸變遷、氣候變化和生物進化的原因之一。6、地球所具有的兩極稍平，赤道凸出的橢球體形狀，也是由于地球自轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的慣性離心力的水平分力長期作用的結果。7、地球自轉(zhuǎn)速度變化使地球轉(zhuǎn)動能發(fā)生變化。三、地球公轉(zhuǎn)的影響（？）

1、形成黃赤交角。

太陽直射點的位置發(fā)生周期性變化，引起了晨昏線在地球表面上位置的改變，從而產(chǎn)生晝夜長短變化和春夏秋冬的季節(jié)更替，并使得自然地理環(huán)境中許多現(xiàn)象和過程都以年為周期而變化。2、根據(jù)地球公轉(zhuǎn)過程中晝夜長短和正午太陽高度的變化及其分布，人們可以在地球表面劃出一些具有典型意義的緯線（回歸線和極圈）。3、黃赤交角不是一成不變的。

由于行星攝動的結果，黃赤交角也是在周期性地、極為緩慢地變化著。黃赤交角的存在影響不同熱量帶的范圍。4、地球公轉(zhuǎn)的軌道是一個橢圓，影響地球公轉(zhuǎn)速度。

根據(jù)開普勒行星運動定律可知，地球在近日點附近公轉(zhuǎn)的速度較快，在遠日點公轉(zhuǎn)速度則較慢。結果使得天文四季不等長：

春季：春分-夏至92天；

夏季：夏至-秋分94天；

秋季：秋分-冬至90天；

冬季：冬至-春分89天。5、地球軌道偏心率的大小，決定著地球軌道的形狀。第三節(jié)地球因素對自然地理環(huán)境的影響一、地球內(nèi)部物質(zhì)狀態(tài)的影響二、地球內(nèi)能的作用

地球因素——是指來自地球內(nèi)部的影響因素，主要包括地球內(nèi)部物質(zhì)狀態(tài)和地球內(nèi)能兩大方面。其重要作用在于參與塑造地殼外部形態(tài)，奠定自然地理環(huán)境基本骨架。一、地球內(nèi)部物質(zhì)狀態(tài)的影響一般認為地球內(nèi)部結構具有三層模式：地殼、地幔和地核。在此基礎上，進一步劃出了巖石圈和軟流圈。巖石圈：整個地殼和地幔上部（其下界約在地表以下、60-70公里）的物質(zhì)具有剛性。軟流圈：巖石圈其下的地幔物質(zhì)塑性較大。巖石圈與軟流圈對地理環(huán)境的影響？堅硬的巖石圈具有剛性的特點，它被連續(xù)的地震活動帶或活動構造帶分割成大小不同的板塊。這些板塊支承著整個自然地理環(huán)境。根據(jù)板塊構造的理論，驅(qū)動巖石圈板塊運動的動力機制是軟流圈對流。軟流圈是巖漿發(fā)源地。熔融狀態(tài)的地幔物質(zhì)可以通過巖石圈的脆弱部位進入到自然地理環(huán)境。二、地球內(nèi)能的作用

（一）地熱（二）重力（一）地熱1、地熱到達地表后能改變當?shù)氐男夂蛱卣?，也能形成周圍特殊的自然景觀。2、地熱能夠提供引起地球內(nèi)部物質(zhì)的運動、演化和調(diào)整的動力，成為改變地殼狀態(tài)的重要因素。（二）重力重力——是地心吸引力和地球自轉(zhuǎn)慣性離心力的合力。1、它使地球上的物質(zhì)無一例外地被吸引向地心（附近）而附著在地表。2、影響地球物質(zhì)的機械位移和分布。在重力的作用下，組成地球的物質(zhì)按照密度的大小，從地心向外呈有序的同心圓狀排列（包括大氣圈、水圈和巖石圈）。第四節(jié)自然地理環(huán)境外部聯(lián)系的本質(zhì)1、支配自然地理環(huán)境中各種基本過程的能量，幾乎全部都從外部進來?？煞譃閮纱箢悾阂皇且蕴栞椛錇榇淼耐饽?；一是地球內(nèi)部產(chǎn)生的內(nèi)能。2、自然地理環(huán)境不斷地與外界進行物質(zhì)和能量交換，這一過程具有十分重要的自然地理意義。3、宇宙因素和行星因素合稱為天文因素。天文因素給予自然地理環(huán)境以數(shù)學規(guī)則性影響，使得自然地理過程在時間上具有周期性，在空間上具有地帶性。4、自然地理環(huán)境附近的地圈對自然地理環(huán)境具有調(diào)節(jié)和保護作用。自轉(zhuǎn)軸決定了北極和南極，它們是固定基準點，由此而引出經(jīng)線。地表任何一點（極點除外）都隨著地球旋轉(zhuǎn)而運動，它的運動軌跡構成為緯圈。我們可以建立確定地表水平位置和方向的地理坐標系統(tǒng)。而把地理坐標和晝夜更替聯(lián)系起來，就成為劃分時區(qū)的依據(jù)?？傊厍蜃赞D(zhuǎn)使自然地理環(huán)境中空間和時間的確定成為可能。地球自轉(zhuǎn)確定自然地理環(huán)境中空間和時間北半球河流多有沖刷右岸的傾向，結果右岸陡峻，左岸和緩，形成不對稱的谷坡。請解釋這種現(xiàn)象？這種因地球自轉(zhuǎn)而使運動物體偏離原方向的力叫科里奧利力，也叫地轉(zhuǎn)偏向力。科里奧利力可用下式表示：

D＝2vwsinψ它對氣團、洋流、流水的運動方向和其他許多自然地理現(xiàn)象有明顯影響。例如，北半球河流多有沖刷右岸的傾向，結果右岸陡峻，左岸和緩，形成不對稱的谷坡。地球自轉(zhuǎn)速度的變化地球自轉(zhuǎn)變化的總趨勢是從快到慢，但是這種變化是不規(guī)則的，這是由于地球本身的原因所致。按照地質(zhì)力學的觀點，引起地球自轉(zhuǎn)速度變化的原因主要是在于地球內(nèi)部物質(zhì)的運動和變化。地球正是這樣由快到慢，又由慢到快地變化著。地球自轉(zhuǎn)速度的變化導致了一系列復雜的地理后果。1、當?shù)厍蜃赞D(zhuǎn)加快時，海水從兩極涌向赤道，大陸面積擴大，使全球氣候由溫暖潮濕轉(zhuǎn)向干燥寒冷。自轉(zhuǎn)減速時，海水從赤道向兩極運動，則出現(xiàn)與上述相反的情況。2、由于地球自轉(zhuǎn)加快，導致慣性離心力和慣性力的增大，便產(chǎn)生了自兩極向赤道的經(jīng)向水平力和自東（西）而西（東）的緯向水平力，使地殼表面形成了緯向構造帶和經(jīng)向構造帶。3、地球自轉(zhuǎn)速度變化引起海陸滄桑巨變，從而促使生物界從低級到高級的躍進。4、古生代以來，地球的自轉(zhuǎn)速度有三個時期變化較大。一次在早、晚古生代之間，一次在古、中生代之間，一次在中、新生代之間。

每一次變化都恰巧對應一次劇烈的地殼運動、大規(guī)模的海陸變遷以及自然界進化。內(nèi)能與外能內(nèi)能對于自然地理環(huán)境的作用和影響，更多的是通過間接途徑和方式來表現(xiàn)；外能是自然地理過程發(fā)生發(fā)展的直接動力和最基本的條件。這兩大類能源給自然地理各要素的相互作用、相互制約和相互滲透提供了動力基礎，從而推動著整個自然地理過程的發(fā)展，決定了演化的強度和方向。自然地理環(huán)境進化發(fā)展的本質(zhì)原因用現(xiàn)代系統(tǒng)理論來解釋就是：這種無休止的物質(zhì)、能量交換過程，使得自然地理環(huán)境從簡單到復雜、從低級到高級、從無序到有序地不斷進化發(fā)展，并形成穩(wěn)定有序的結構（空間結構和時間結構）。熵與熵定律熵（entropy）———是一個描述系統(tǒng)無序性（即混亂度）的物理量。熵是個狀態(tài)函數(shù)，反映該物體所處的狀態(tài)是否穩(wěn)定，是否發(fā)生變化，以及向哪個方向變化。熵定律——孤立系統(tǒng)中，熱量是由高溫物體自動地傳向低溫物體，直至熱量平衡為止。亦即，孤立系統(tǒng)中的自發(fā)過程總是使系統(tǒng)的熵增加。耗散結構一個遠離平衡的開放系統(tǒng)，只要通過不斷與外界交換物質(zhì)與能量，在外界條件的變化達到一定閾值時，可以從原有的混亂無序狀態(tài)自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N在時間上、空間上或功能上的有序狀