《地球环境》PPT课件

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1、2021/7/231《环境科学》第1篇地球环境主讲：张嘉超159731906532021/7/232第1章地球环境主要内容3.1地球环境的基本特征3.2地球的圈层结构3.3人类与各圈层的关系2021/7/233地球环境地球环境及其组成环境科学所研究的是人类所赖以生存的地球环境，地球上的其他生物和非生物物质视为环境要素，与人类息息相关。2021/7/234地球环境人类环境包括自然环境和社会环境两部分自然环境包括人类赖以生存的环境要素，例如空气、阳光、水、土壤、矿物、岩石和生物等，以及由这些要素构成的各圈层，如大气圈、水圈、土壤圈、生物圈和岩石圈。社会环境是指人类的社会制度等上层建筑条

2、件，包括社会的经济基础、城乡结构以及同各种社会制度像适应的政治、经济、法律、宗教、艺术、哲学的观念和机构等。2021/7/235地球环境地球环境的独特性地球是迄今发现存在智能生物的唯一天体。地球环境丰富多样，适合生物的生存与繁衍。近年来科学研究的进展，一些科学家提出了地球的独特性在于它是一个靠生命来捕获、转移和储存太阳辐射能，靠生命活动来驱动地球表层的物质元素循环，靠生命过程来调控并保持其远离天体物理学的开放系统。这就是说不是地球上的“优越”的环境条件创造了生命，而是生命创造了今天地球的环境。这种观点被称为盖娅（Gaia）假说或盖娅理论。地球表层物质和能量的循环、转换是靠生命活动实

3、现的。2021/7/236地球各圈层的发育大约46亿年前，是一个还原性的大气圈，主要由H2、CH4、NH3和水蒸气等组成。大约在38亿年以前，地球上出现了水，产生了河流、湖泊和海洋，为地球生命的出现创造了最基本的条件。大约20亿年前，出现了细菌和蓝藻等生物，从而开始了一种新的生命过程——光合作用，大气圈首次出现O2。地球环境的圈层结构2021/7/237地球环境的圈层构造地球各圈层的发育到距今大约16亿年以前，一个含氧的大气圈终于形成。12亿年前出现最早的真核细胞。5亿年前出海洋无脊椎物，4.5亿年以前，在温暖湿润的河口地带，一种叫做顶囊蕨的植物开始登陆。哺乳类动物出现在2亿年前。

4、今天，大约有500万至5000万种生物组成了五彩缤纷的生物界，构成了包括人类在内的生物圈。2021/7/238物种进化谱图2021/7/239地球生命起源于外星系？最近，美国航空航天局马歇尔飞行中心宇宙生物学家RichardB.Hoover博士通过对地球仅存的9枚“CI1碳基球粒陨石”进行研究发现陨石中竟然有微生物的化石痕迹。2021/7/2310通过无菌条件下切碎陨石，进行电子扫描显微镜和扫描隧道显微镜检查切面，发现了与地球类似生物的微生物化石痕迹。地球生命起源于外星系？2021/7/2311人类与地球各圈层的关系人类与大气圈大气圈的总质量估计为5.2×1015t，还不到地球的质

5、量（5.974×1021t）的百万分之一。大气质量在垂直方向上分布极不均匀，在地心引力作用下，大气质量主要集中在大气圈的下部，其中50％集中在距地表5km以下，75％在10km以下，90％在30km以下。按照其分子组成，大气可分为两个大的层次：均质层和非均质层（或称同质层和非同质层）。2021/7/2312根据大气的物理和化学性质，大气圈又可以分为光化层和离子层，这两层大致以平流层顶为界。人类与大气圈大气均质层（从地表至90km高度的大气）密度随高度增加而减小非均质层（均质层以上）氮层（距地表90~200km）原子氧层（距地表200~1000km）氦层（距地表1100~3200km

6、）氢层（距地表3200~9600km）2021/7/2313人类与大气圈目前世界普遍采用的大气圈分层方法是1962年世界气象组织（WMO）执行委员会正式通过的国际大地测量和地球物理联合会（IUGG）建议的分层系统。即根据大气温度垂直变化特征，将大气分为对流层、平流层、中间层、热成层和逸散层。2021/7/2314对流层位于大气圈的最下层，平均厚度为12km，是大气圈中最活跃的一层，存在强烈的垂直对流作用和水平运动。对流层中水汽和尘埃含量较高，雷电、雨雪云雾霜雹等天气现象与过程都发生在这一层，对人类影响也很大。通常所指大气污染就是对此层而言，尤其是在1~2km高度范围内，因地形、生物

7、等影响，空气运动更是复杂多变。对流层的另一重要性质是大气温度随高度升高而降低，平均每上升100米，气温约降低0.65℃。人类与大气圈人类与大气圈平流层平流层亦称同温层，是从对流层顶到约50千米高度的大气层。其下部有一明显的稳定层，温度基本上不随高度而变化，近似等温状态。稳定层以上，温度随高度上升而增高，这主要是由于地表辐射影响的减少和氧及臭氧对太阳紫外辐射强烈的吸收加热，使大气温度上升，这种温度结构抑制了大气的垂直运动，大气以水平运动为主。由于水汽和尘埃含量少，平流层