1、第六章第六章 水圈水圈n水圈的組成及運動水圈的組成及運動n水圈的結構水圈的結構n水量平衡水量平衡n水圈與人類水圈與人類水圈組成水圈組成n水是有生命物質存在的條件，也是地球上分布最水是有生命物質存在的條件，也是地球上分布最廣泛的物質之一，被水覆蓋的面積占地球表面積廣泛的物質之一，被水覆蓋的面積占地球表面積的的71%123456冰川與冰蓋地下水淡水湖咸水湖河流土壤水地下水冰川與 冰蓋地地球球上上水水的的組組成成 液液態態水水 97.859% 地地表表水水 99.389% 海海水水 97.23% 海海水水 97.23% 固固態態水水 2.14% 地地下下水水 0.61% 咸咸水水 0.008% 湖湖

2、水水 0.017% 氣氣態態水水 0.001% 大大氣氣水水 0.001% 淡淡水水 2.762% 河河水水 0.000 1% 冰冰川川水水 2.14% 地地下下水水 0.61% 土土壤壤水水 0.005% 陸地水海洋水海洋水海洋水n海洋總面積為海洋總面積為3.61108km2，占地球表面積，占地球表面積的的71%；總體積約為；總體積約為1.37109km3，占地球，占地球總體積的總體積的1/800n海水是一種化學成分復雜的混合溶液，其中溶海水是一種化學成分復雜的混合溶液，其中溶解有鹽類和氣體，氯、鈉、鎂、硫、鈣、鉀、解有鹽類和氣體，氯、鈉、鎂、硫、鈣、鉀、碳、鍶、硼等約占海水總鹽分的碳、鍶、

3、硼等約占海水總鹽分的99%以上，還以上，還含有微量的碘硅等化學元素，以及溶解于海水含有微量的碘硅等化學元素，以及溶解于海水的氧氣和二氧化碳等的氧氣和二氧化碳等海水溫度海水溫度影響因子：影響因子：海水的熱量收支海水的熱量收支太陽輻射太陽輻射分布：分布：n表層：表層：沿緯線呈帶狀分布，由低緯向高緯逐漸遞沿緯線呈帶狀分布，由低緯向高緯逐漸遞減減n垂直：垂直：呈層化狀態，隨深度的加深，溫度成不規呈層化狀態，隨深度的加深，溫度成不規則遞減，上層溫度變化快，越往深處，溫度變化則遞減，上層溫度變化快，越往深處，溫度變化越小，水溫在平面上趨于均勻越小，水溫在平面上趨于均勻n時間變化：時間變化：有明顯的季變化和

4、日變化（取決于太有明顯的季變化和日變化（取決于太陽的季變化和日變化）陽的季變化和日變化）n大洋平均溫度典型垂直分布（大洋平均溫度典型垂直分布（Pickard et al, 1990）由圖可見n（1） 表層水溫隨著緯度的增加而降低n（2）海水溫度隨著深度的增加，一般來說，是降低的，在高緯度略有差異n（3）低緯海域在約200米深度處存在一個相對均勻的混合層，其下是一個水溫迅速遞減的主溫躍層，又稱永久性躍層n（4）中高緯度海水溫度有季節性的變化，中緯度地區夏季形成季節性躍層，冬季消失。高緯海域夏季存在一個冷中間水，冬季表層結冰n（5）隨著深度的增加，水溫經線方向梯度明顯減少，甚至趨于均勻。思考n海水

5、的溫度會變化嗎？n海水的溫度如果變化，會有什么影響？海水鹽度海水鹽度鹽度：鹽度：每千克海水中，溶解的鹽類物質的總重量，通常每千克海水中，溶解的鹽類物質的總重量，通常用用表示。海水的平均鹽度為表示。海水的平均鹽度為35 影響因素：影響因素：主要是蒸發量、降水量，其次是陸地徑流、主要是蒸發量、降水量，其次是陸地徑流、結冰和融冰、洋流等因素結冰和融冰、洋流等因素n降水量大于蒸發量的海區鹽度偏低降水量大于蒸發量的海區鹽度偏低n暖流流經的海區鹽度偏高，寒流流經的海區鹽度偏低暖流流經的海區鹽度偏高，寒流流經的海區鹽度偏低n結冰時鹽度增高，融冰時鹽度降低結冰時鹽度增高，融冰時鹽度降低n陸地徑流的匯入對海水有

6、稀釋作用陸地徑流的匯入對海水有稀釋作用分布：分布：從南北半球的副熱帶海區，分別向兩側的高緯和從南北半球的副熱帶海區，分別向兩側的高緯和低緯遞減，成馬鞍形分布低緯遞減，成馬鞍形分布思考n海水鹽度會變化嗎？n如果變化會有什么影響？冰河時期氣候寒冷可能與海水鹽度有關冰河時期氣候寒冷可能與海水鹽度有關-自然雜志自然雜志n 熱帶輻合區，大量的降水使得淡水被注入到海洋里面，使得海水的鹽度下降，海水變淡。n如今，熱帶降雨區位于加勒比海北部區域，但在冰河時期，這條熱帶降雨帶則被推進到更南的區域，到達巴西附近，這樣淡水就遠離了北大西洋，因此那里的海水鹽度變高。北大西洋的海洋循環將暖而咸的海水推向北方，使得歐洲的

7、氣候相對的比較溫和。溫暖的氣候、更高的降雨量以及變淡的海水都會改變深海循環。在冰河時期，這種循環減少就會引起氣候的寒冷。n這項新的研究表明，因為格陵蘭島的氣候變冷，北大西洋亞熱帶循環的鹽度迅速的增高。當冰河時期海水循環減少的時候海水的鹽分就開始增加，這使得整個系統立刻開始重新向溫暖的時期轉變。但是，至于是什么激發冰河時期大西洋循環系統重新啟動的仍然是個謎。n 當氣候再次變暖的時候，溶化的冰塊帶來的大量淡水被注入到大西洋里面，這將減緩大西洋已經升高的海水鹽度。 這項研究由美國國家科學基金委員會提供資金援助。n 總結：鹽度影響洋流，洋流影響氣候總結：鹽度影響洋流，洋流影響氣候海水密度海水密度密度：

8、密度：單位體積單位體積海水的質量。海水的質量。是是S、P、T的的函數函數分布分布n表層：由赤道表層：由赤道向兩極逐漸升向兩極逐漸升高高n垂直：密度隨垂直：密度隨深度增加而增深度增加而增大大海水的運動海水的運動n波浪：波浪：每個水質點作周期性運動，所有水質點相繼振動，引每個水質點作周期性運動，所有水質點相繼振動，引起水面呈周期性的起伏起水面呈周期性的起伏n 潮汐：潮汐：由于月球和太陽的引力引起的地球海水面的周期性由于月球和太陽的引力引起的地球海水面的周期性升升降運動降運動n 潮流：潮流：海水受月球和太陽引力而發生周期性的海水受月球和太陽引力而發生周期性的水平流動水平流動n 洋流：洋流：指海洋中具

9、有相對穩定的流速和流向的海水，從一個指海洋中具有相對穩定的流速和流向的海水，從一個海區水平地或垂直地向另一個海區大規模的非周期性運動海區水平地或垂直地向另一個海區大規模的非周期性運動原因：原因：天體引力，太陽輻射作用，氣壓梯度天體引力，太陽輻射作用，氣壓梯度意義：意義：輸送水量、物質、能量，影響全球天氣和氣候輸送水量、物質、能量，影響全球天氣和氣候波浪要素波浪要素n水質點在其平衡位置水質點在其平衡位置附近做近似封閉的圓附近做近似封閉的圓周運動，便產生了波周運動，便產生了波浪，并引起了波形的浪，并引起了波形的傳播傳播n波浪的傳播僅是波形波浪的傳播僅是波形的傳播，而不是水質的傳播，而不是水質點的向

10、前移動點的向前移動n波峰、波谷、波高、波峰、波谷、波高、波長、周期、波速等波長、周期、波速等H波浪分類波浪分類n按波動發生位置：表面波，內波，邊緣波按波動發生位置：表面波，內波，邊緣波n按成因：風浪，涌浪，內浪，潮浪，海嘯按成因：風浪，涌浪，內浪，潮浪，海嘯n按水深：深水波，淺水波按水深：深水波，淺水波n按波形傳播性質：前進波，駐波按波形傳播性質：前進波，駐波n按作用力情況：強制波，自由波按作用力情況：強制波，自由波水下海洋的表面潮汐要素圖潮汐要素圖潮汐是由于月球和太陽的引力引起的地球海水面的周期潮汐是由于月球和太陽的引力引起的地球海水面的周期性升降運動性升降運動要素：要素：高潮或滿潮；低潮或

11、干潮；漲潮；落潮；平潮；高潮或滿潮；低潮或干潮；漲潮；落潮；平潮；停潮；高潮時；低潮時；潮差停潮；高潮時；低潮時；潮差潮汐運動潮汐運動n受力：受力：引潮力引潮力月球引力和公轉慣性離心力月球引力和公轉慣性離心力的合力的合力n月球引潮力是太陽引潮力的月球引潮力是太陽引潮力的2.17倍倍n分類：分類：正規半日潮，正規全日潮，不規則半日正規半日潮，正規全日潮，不規則半日潮，不規則全日潮潮，不規則全日潮n影響：影響：河流或海港的航運，建立潮汐電站發電河流或海港的航運，建立潮汐電站發電n公轉慣性離心力：大小相同，方向相同，背向公轉慣性離心力：大小相同，方向相同，背向天體天體n月球引力：大小與月地距離成反比

12、，方向方向月球引力：大小與月地距離成反比，方向方向指向月球指向月球n月球引潮力：月球引潮力：地球繞地月公共質心運動所產生的慣性離心力慣性離心力與月球引力月球引力的合力n赤緯為0時，地球各點均為正規半日潮n月赤緯不為0時n1)赤道永遠出現正規半日潮正規半日潮n2) 高緯地區出現正規日潮正規日潮 n3) 其他緯度出現日不等現象日不等現象，越靠近赤道，半日潮成分越大；越靠近南北極，日潮的成分越大n4) 同時考慮月球和太陽對潮汐的效應n在朔望之時，長軸方向靠近，兩潮疊加形成大潮n上、下弦之時，兩潮抵消形成小潮n巖石-固體潮-促使引發地震n水-潮汐-能量，軍事意義n大氣-大氣潮-影響氣候和天氣 n生物-

13、生物潮-影響身體、精神洋流分類洋流分類按成因：按成因：n風海流：在風力作用下形成的風海流：在風力作用下形成的n密度流：海水溫度、鹽度不同導致密度不均引起的密度流：海水溫度、鹽度不同導致密度不均引起的n補償流：海水從一個海區流出，另一個海區的海水流過來補充形成補償流：海水從一個海區流出，另一個海區的海水流過來補充形成按洋流本身與周圍海水的溫度：按洋流本身與周圍海水的溫度：n暖流：洋流水溫比流經海區水溫高的洋流暖流：洋流水溫比流經海區水溫高的洋流n寒流：洋流水溫比流經海水水溫低的洋流寒流：洋流水溫比流經海水水溫低的洋流按其流經的地理位置：按其流經的地理位置： 赤道流、大洋流、極地流、沿岸流等赤道流

14、、大洋流、極地流、沿岸流等受力：受力：n產生運動的力：風對海水的應力、海水的壓強梯度力產生運動的力：風對海水的應力、海水的壓強梯度力n運動后受力：摩擦力、地轉偏向力、離心力運動后受力：摩擦力、地轉偏向力、離心力n以南北回歸線的副熱帶高壓為中心形成的反氣旋型大洋環流以南北回歸線的副熱帶高壓為中心形成的反氣旋型大洋環流n以北半球中高緯海上低壓區為中心形成的氣旋型大洋環流以北半球中高緯海上低壓區為中心形成的氣旋型大洋環流n南半球中高緯度為西風漂流南半球中高緯度為西風漂流n在南極大陸形成繞極環流在南極大陸形成繞極環流n在北印度洋形成季風環流，冬季形成反時針方向的東北季風漂流；夏季在北印度洋形成季風環流

15、，冬季形成反時針方向的東北季風漂流；夏季形成順時針方向的西南季風漂流形成順時針方向的西南季風漂流n進行全球性的水量交換和循環進行全球性的水量交換和循環n表層環流主要是風成環流表層環流主要是風成環流n中層和底層主要為鹽度環流中層和底層主要為鹽度環流影響中國的洋流影響中國的洋流1.黑潮（主要）黑潮（主要）2.臺灣暖流臺灣暖流3.對馬暖流對馬暖流4.黃海暖流黃海暖流5.黃海沿岸流黃海沿岸流6.東海沿岸流東海沿岸流7.南海東北季風南海東北季風漂流漂流8.南海西南季風南海西南季風漂流漂流（左：（左：2月，右：月，右：8月）月） （趙濟（趙濟中國地理中國地理）洋流的意義洋流的意義n促進全球熱量平衡促進全球

16、熱量平衡n對沿岸氣候的影響（冷暖洋流）對沿岸氣候的影響（冷暖洋流）n影響海洋生物資源的分布。漁場的分布，海洋影響海洋生物資源的分布。漁場的分布，海洋生物的遷徙生物的遷徙n影響海洋航運（順洋流，海霧，冰山隨洋流運影響海洋航運（順洋流，海霧，冰山隨洋流運動）動）n污染物的運移（稀釋與擴散）污染物的運移（稀釋與擴散）陸地水陸地水河流河流n河流河流：大氣降水或地下涌出地表的水，匯集在地表低洼大氣降水或地下涌出地表的水，匯集在地表低洼處，在重力作用下經常的或周期性的沿流水本身造成的處，在重力作用下經常的或周期性的沿流水本身造成的洼地流動，就形成了河流洼地流動，就形成了河流n水系：水系：河流沿途接納支流，

17、形成復雜的干支流網絡系統河流沿途接納支流，形成復雜的干支流網絡系統n流域：流域：每一條河流或每一個水系都從一定的陸地面積上每一條河流或每一個水系都從一定的陸地面積上獲得補給水，這一集水區就是河流或水系的流域獲得補給水，這一集水區就是河流或水系的流域n分水線：分水線：兩相鄰流域間地面高程最高點的連線，就是兩兩相鄰流域間地面高程最高點的連線，就是兩個水系的分水線個水系的分水線n河網密度（河網密度（D）：）：流域中干支流總長度和流域面積比。流域中干支流總長度和流域面積比。用來表示地表徑流豐富程度，影響因素：流域氣候、植用來表示地表徑流豐富程度，影響因素：流域氣候、植被、地貌特征、巖石和土壤的滲透性和

18、抗蝕能力等被、地貌特征、巖石和土壤的滲透性和抗蝕能力等徑流形成過程徑流形成過程徑流：徑流：大氣降水到達地面時，除一部分蒸發外，其余則通大氣降水到達地面時，除一部分蒸發外，其余則通過地面或地下匯集到河流，這種匯水過程稱為徑流，可過地面或地下匯集到河流，這種匯水過程稱為徑流，可以反映一個國家或地區水資源的豐歉程度以反映一個國家或地區水資源的豐歉程度徑流過程：徑流過程：n大氣降水階段：大氣降水階段：降水總量、降水強度、歷時長短、降水降水總量、降水強度、歷時長短、降水分布分布n植物截流階段：植物截流階段：降水初期降水初期n流域蓄滲階段：流域蓄滲階段：下滲和填洼下滲和填洼n坡地漫流過程：坡地漫流過程：雨

19、水在坡面上大范圍流動的過程雨水在坡面上大范圍流動的過程n河槽集流過程：河槽集流過程：干流和支流接納漫流的雨水后，逐漸匯干流和支流接納漫流的雨水后，逐漸匯集于河槽集于河槽河水補給來源河水補給來源n雨水補給：雨水補給：最重要的補給形式，水情有干濕季最重要的補給形式，水情有干濕季變化變化n季節性積雪融水補給：季節性積雪融水補給：寒帶、溫帶地區，冬季寒帶、溫帶地區，冬季降雪補給春夏季降雪補給春夏季n冰川融水補給：冰川融水補給：高山及高緯地區，春夏季節，高山及高緯地區，春夏季節，融水補給河流，水情與氣溫密切相關融水補給河流，水情與氣溫密切相關n湖泊與沼澤水補給：湖泊與沼澤水補給：山地高原的湖泊沼澤或者山

20、地高原的湖泊沼澤或者過水性湖泊過水性湖泊n地下水補給：地下水補給：補給穩定而可靠補給穩定而可靠河水的運動河水的運動 河水在重力的作用下沿河槽不斷向下游流動河水在重力的作用下沿河槽不斷向下游流動受力：受力：重力、地轉偏向力、慣性離心力、機械摩擦力重力、地轉偏向力、慣性離心力、機械摩擦力層流：層流：水質點運動的軌跡線（流線）平行，在水流中運動方向一致，流速水質點運動的軌跡線（流線）平行，在水流中運動方向一致，流速均勻均勻紊流：紊流：水流中每個水質點運動速度與方向均隨時在變化，而且其變化是圍水流中每個水質點運動速度與方向均隨時在變化，而且其變化是圍繞一個平均值上下跳動繞一個平均值上下跳動環流：環流：

21、河水內部還具有局部水流環繞著一定的旋轉軸做往復運動。引起河河水內部還具有局部水流環繞著一定的旋轉軸做往復運動。引起河床泥沙的運動，塑造河床地貌。螺旋流和漩渦流床泥沙的運動，塑造河床地貌。螺旋流和漩渦流雙向環流雙向環流單向環流單向環流n河流轉彎處堤壩為什么要比平直部分修得更堅固n住宅前面的道路或河流適逢U字型轉彎處，如果住宅在U字弧內者，貌似在護城河內側的城堡，在心理上偏向穩健兼具信心；而設立在U字弧外的建筑物，貌似被排擠在外，缺乏安穩的感覺。n 對于海港類城市不論左右，以“山環水抱”為主。放松一下n春天配以東方，青龍，代表了春天的生機、萬物生長之氣。青龍的生氣勃勃，這就等于春天的花草萌芽之象。

22、n夏天配以南方，朱雀，即紅色的火雀。天氣炎熱，以紅色火作代表。雀鳥特別多活動。n秋天則配以西方，白虎，代表秋天的落寞、肅殺的氣氛，秋天帶有肅殺之氣，古時行刑亦多于秋季，稱之為秋決。n冬天配以北方，玄武，黑色的大龜，黑色代表收斂，龜有收藏之象。湖泊湖泊湖泊：湖泊：陸地表面具有一定規模的天然洼地的蓄水體系，陸地表面具有一定規模的天然洼地的蓄水體系，是湖盆、湖水以及水中物質組合而成的自然綜合體是湖盆、湖水以及水中物質組合而成的自然綜合體分布：分布：世界湖泊最集中的地區為北歐和北美，我國主世界湖泊最集中的地區為北歐和北美，我國主要分布在青藏高原區和東部平原區要分布在青藏高原區和東部平原區影響湖泊水量因

23、素影響湖泊水量因素：入湖徑流量、湖面降水量、湖面入湖徑流量、湖面降水量、湖面蒸發量以及工農業用水量蒸發量以及工農業用水量湖泊的作用：湖泊的作用：攔蓄本流域上游來水，減輕下游洪水；攔蓄本流域上游來水，減輕下游洪水；使湖濱地區濕度增加使湖濱地區濕度增加-湖泊效應湖泊效應P317湖泊分類湖泊分類n按湖泊成因：按湖泊成因：構造湖、火山湖、堰塞湖、河成湖、風成構造湖、火山湖、堰塞湖、河成湖、風成湖、冰成湖、海成湖、溶蝕湖湖、冰成湖、海成湖、溶蝕湖n按湖水補排情況：按湖水補排情況：吞吐湖、閉口湖吞吐湖、閉口湖n按湖水與海洋溝通情況：按湖水與海洋溝通情況：外流湖、內陸湖外流湖、內陸湖n按湖水礦化度：按湖水礦

24、化度：淡水湖、微咸湖水、咸水湖和鹽水湖淡水湖、微咸湖水、咸水湖和鹽水湖n按湖水營養物不同：按湖水營養物不同：貧營養湖、中營養湖、富營養湖貧營養湖、中營養湖、富營養湖n湖泊成因湖泊成因沼沼 澤澤n沼澤：沼澤：地面長期處于過濕狀態或潴滯著微弱流動的水，地面長期處于過濕狀態或潴滯著微弱流動的水，生長喜濕和喜水植物，并有泥炭積累的洼地生長喜濕和喜水植物，并有泥炭積累的洼地n分布：分布：亞、歐、美三大洲的亞、歐、美三大洲的寒溫帶地區寒溫帶地區，我國主要分布，我國主要分布在四川的若爾蓋高原、東北的三江平原、大小興安嶺、在四川的若爾蓋高原、東北的三江平原、大小興安嶺、長白山地等長白山地等n形成的自然條件：形

25、成的自然條件：地勢低平、排水不暢、蒸發量小于降地勢低平、排水不暢、蒸發量小于降水量、地表組成物質粘重不易滲透水量、地表組成物質粘重不易滲透n作用：作用：保護生物多樣性，接納污染物，攔蓄洪水保護生物多樣性，接納污染物，攔蓄洪水n沼澤化：沼澤化：水體沼澤化和陸地沼澤化水體沼澤化和陸地沼澤化緩岸沼澤化緩岸沼澤化 陡陡岸岸沼沼澤澤化化草甸沼澤化草甸沼澤化 森林沼澤化森林沼澤化n地下水：地下水：存在于地表以下巖（土）層空隙中的各種不存在于地表以下巖（土）層空隙中的各種不同形態的水同形態的水n來源：來源：大氣降水滲入補給，地表水補給，凝結水補給，大氣降水滲入補給，地表水補給，凝結水補給，人工補給，來自其他

26、含水層的補給人工補給，來自其他含水層的補給n形成條件：形成條件：地質條件（上次為松散的含水層，下層是地質條件（上次為松散的含水層，下層是比較致密的隔水層）、氣候、水文、地形、植被等自比較致密的隔水層）、氣候、水文、地形、植被等自然條件然條件n分類：分類：上層滯水、潛水、承壓水上層滯水、潛水、承壓水地下水地下水n巖石的孔隙度和裂隙度決定巖石是否含水、含水巖石的孔隙度和裂隙度決定巖石是否含水、含水多少多少n空隙的連通性空隙的連通性巖石的透水性巖石的透水性水的下滲及水的下滲及在巖石中的流動在巖石中的流動水的循環水的循環n含水層：含水層：巖石空隙中含水且能透水的巖層，如沙巖石空隙中含水且能透水的巖層，

27、如沙層巖和礫層巖等層巖和礫層巖等n隔水層：隔水層：含水很少并且不透水的巖層，如粘土層、含水很少并且不透水的巖層，如粘土層、泥巖、頁巖層等泥巖、頁巖層等nP219分類：分類：n上層滯水上層滯水 n潛水潛水n承壓水承壓水冰川冰川n冰川：冰川：在高緯及高山地區，由于氣候寒冷，大氣降水為在高緯及高山地區，由于氣候寒冷，大氣降水為固體形式，地表被冰雪所覆蓋。冰雪經過重結晶變成具固體形式，地表被冰雪所覆蓋。冰雪經過重結晶變成具有可塑性的冰川冰，冰川冰在重力和壓力的作用下沿地有可塑性的冰川冰，冰川冰在重力和壓力的作用下沿地表緩慢表緩慢運動運動就形成了冰川就形成了冰川n大陸冰川：大陸冰川：緯度高，呈盾形，占全

28、部冰川的緯度高，呈盾形，占全部冰川的97% ，主要，主要分布在南極大陸和格陵蘭島分布在南極大陸和格陵蘭島n山岳冰川：山岳冰川：海拔高，成舌形，主要分布在歐亞大陸和北海拔高，成舌形，主要分布在歐亞大陸和北美大陸的一些高山地區，是很多河流的發源地美大陸的一些高山地區，是很多河流的發源地冰川的運動冰川的運動影響因素：影響因素：冰量，坡降，冰槽斷面面積冰量，坡降，冰槽斷面面積重力流：重力流：在斜坡上因冰川自重而產生的沿坡向的在斜坡上因冰川自重而產生的沿坡向的分力大于冰川槽對冰川的阻力時，所引起的運分力大于冰川槽對冰川的阻力時，所引起的運動動擠壓流：擠壓流：由于冰川堆積的厚薄不同使內部所受的由于冰川堆積的厚薄不同使內部所受的壓力分布不均，引起的冰川運動壓力分布不均，引起的冰川運動季節變化：季節變化：夏季快，冬季慢夏季快，冬季慢水圈結構水圈結構水圈水平結構特征：水圈水平結構特征：n連續性連續性n不均勻性不均勻性 水圈垂直結構特征：水圈垂直結構特征：n近地面集中分布近地面集中分布n垂直分層垂直分層n相態分異相態分異水循環水循環概念：概念：地球上各種形態的水，在太陽輻射