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精彩书摘

**章地球——我们的家园
　　在太阳系的天体中，地球的条件是得天*厚的。地球离太阳不太近，温度不会太高；离太阳也不那么远，温度也不会太低，具有*适于地球生物生存的地表温度（图1.1）。
　　地球浩瀚的海洋，长期以液体形态保存下来，既不沸腾成大气，也不冷凝成冰块。
　　地球是太阳系中唯一具有板块构造的行星，正是板块构造把构成生命基础的营养物质等送进行星地球内部，然后循环返回地表。
　　地球是唯一拥有包含20% 氧气的大气层的行星，氧气主要是由单细胞生物在漫长的演化过程中产生的，它反过来又刺激了多细胞生物的演化。
　　图1.1 太阳系行星分布图（来源：NASA）
　　在太阳系中的行星，距离太阳从近到远分别为：水星（Mercury）、金星（Venus）、地球（Earth）、火星（Mars）、木星（Jupiter）、土星（Saturn）、天王星（Uranus）、海王星（Neptune）。只有地球，处在得天*厚的距离范围内：离太阳不远不近，温度不高也不低，是一颗适合人类居住的星球
　　地球是令人类惬意的家园。
　　要了解地球的全貌，*好离开地球看地球。从外太空看地球（图1.2），地球全貌一览无余：白色的是厚厚的大气（大气圈），蓝色的是海洋（水圈的代表），褐色的是大陆岩石（岩石圈的代表），绿色的是被植被覆盖的陆地（生物圈的代表）。地球是太阳系中一颗非常*特的星球。
　　人类居住的地球是由大气圈、水圈、岩石圈和生物圈组成的，这些圈层每时每刻都在运动和变化，我们将从这些充满动力的圈层开始，了解它们与人类生存的关系。
　　图1.2 从外太空看到的地球（来源：NASA）
　　1.1 地球的四个圈层
　　1.1.1大气圈——大气运动
　　图1.3 从国际空间站看地球大气（来源：NASA）
　　2011 年7 月31 日，国际空间站宇航员拍摄到了这张照片，照片展示了地球大气层的对流层（橙红色）、平流层及更高层。因为大气对蓝光的散射*强，可以看到地面以上的大气层是蓝色的，但当太阳处于较低的位置，太阳光走过的大气路径更长，此时红色和橙色光能够更好地透过大气层
　　地球大气圈是一个由气体组成、围绕地球的圈层，由于受到地球的引力作用，紧紧地包围着地球（图1.3）。距地球表面近的地方，地球引力大，空气分子密集，产生的气压就大。反之，距地球表面远的地方，地球引力小，空气分子稀疏，产生的气压就低。因此在地球上不同高度的气压不同，位置越高，气压越低。
　　气压无时无刻不在变化。通常，每天早晨气压上升，到下午气压下降；每年冬季气压*高，夏季气压*低。但有时候，如受一次寒潮影响，气压会很快升高，但寒潮一过，气压又慢慢降低。
　　1927 年第七次国际计量大会上，给标准大气压做了定义。在重力加速度为9.80665 m/s2，水银温度为0℃，水银密度13.5951 g/cm3 这种条件下，760 mm 高的汞柱产生的压力，称为标准大气压。但这种标准大气压，依赖于汞密度的测量精度，不能给出*终值。因而，1954年第十次国际计量大会，又重新定义了标准大气压，明确其值为1 atm = 1013.25 hPa（国际单位制中，压强的单位是帕斯卡，简写Pa，即N/m2，天气预报中经常用百帕（hPa）为单位，1 hPa=100 Pa，如800 hPa 约为0.8个标准大气压，属于低气压）。
　　气压与高度有密切关系，即气压随高度增加而递减。在近海平面附近，每上升约100 m，气压降10 hPa；飞机上的高度表，就以空盒气压计的气压高度换算出高度，作为高度表的标尺（表1.1）。地球的大气在地面*稠密，越往外越稀薄，约99％大气圈的质量集中在离海平面100 km 的大气圈之中。大气圈没有明显的外边界，但从宇宙空间返回的飞行器进入离地球表面100 km 时，能明显地感觉到地球大气圈的影响，于是离地面100 km 的地方被看成是地球大气与外界空间的边界，称为卡门（Karman）线。但是，在更高处发生的极光等现象表明，在那些地方，大气效应依然存在。
　　表1.1 不同海拔高度的温度和气压
　　从地面温度15℃的山下登顶泰山（1532.7 m），山顶的温度和气压是多少？
　　地面压力大，大气上升时，体积膨胀，吸收热量，温度下降，对流层顶以下的温度随高度每千米下降6.5℃。人们爬山时，常感到空气稀薄，喘不上气来，就是因为大气的压力和温度都随高度发生了变化。
　　地球大气由多种气体组成，我们把这种由多种气体组成的混合体叫作空气（表1.2）。地球大气圈保护地球上的生物免受过多太阳辐射的紫外线的伤害，它调节地球白天和晚间的温度，使地球成为适合人类居住的星球。
　　表1.2 地球大气圈的组分
　　根据各种高度大气的不同特点（如温度、成分及电离程度等），从地面开始大气圈依次细分为对流层、平流层、中间层等（图1.4）。接近地球表面的一层大气，空气的移动是以上升气流和下降气流为主的对流运动，称为“对流层”。它的厚度不一，在地球两极上空为8 km，在赤道上空为17 km，全球平均10 km 左右，是大气中*稠密的一层。

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目录
序
前言
**章地球—我们的家园
1.1 地球的四个圈层 004
1.1.1 大气圈——大气运动 004
1.1.2 水圈——水循环 008
1.1.3 岩石圈——岩石循环 013
1.1.4 生物圈——碳循环 016
1.2 地球的内部——巨大的锅炉 020
1.3 地球的表面——漂浮的板块 022
1.3.1 板块的出生 022
1.3.2 板块的消亡 024
1.3.3 板块的漂移 025
1.4 活力地球与我们 027
第二章活力地球的能量来源
2.1 太阳能——万物生长靠太阳 030
2.2 地热能——地下的太阳 035
2.3 重力势能 040
2.4 地球一些事件的能量 042
2.4.1 台风 042
2.4.2 地震 044
2.4.3 化石能源 045
第三章地震
3.1 破碎的岩石圈 049
3.2 强烈的地面震动 054
3.3 地震灾害 058
3.3.1 世界的地震灾害 059
3.3.2 中国的大地震 064
3.3.3 人类活动引发的地震 071
3.4 地震波——地下明灯 072
第四章火山
4.1 喷火的山 078
4.1.1 火山喷出的物质 084
4.1.2 火山的大小 088
4.2 岩石圈的裂缝和破洞 089
4.2.1 岩浆如何形成 089
4.2.2 岩石圈的裂缝——板块边界 091
4.2.3 岩石圈的破洞——地幔柱 093
4.3 火山醒了（灾害） 096
4.3.1 公元79 年意大利维苏威火山喷发 096
4.3.2 1815 年印度尼西亚坦博拉火山喷发 097
4.3.3 1980 年美国圣海伦斯火山喷发 098
4.3.4 1991 年菲律宾皮纳图博火山喷发 098
4.4 火山睡了（好处） 101
4.4.1 旅游 101
4.4.2 农业资源 104
4.4.3 联系地球内部与表层系统的纽带 106
4.4.4 火山喷发的预报 108
第五章海啸
5.1 洋面如镜 112
5.2 海岸“追尾” 115
5.3 生“啸”三条件 116
5.4 什么不是海啸 118
5.5 海啸灾害 118
5.5.1 1755 年里斯本地震和海啸 120
5.5.2 1960 年智利大地震和夏威夷海啸 121
5.5.3 2004 年印度尼西亚苏门答腊地震海啸 124
5.5.4 日本的海啸 126
5.5.5 中国的海啸 131
5.6 海啸预警 131
第六章天气和气候
6.1 季风——随季节变换的风 134
6.2 寒潮——“顶牛”的风（冷锋和热锋） 136
6.3 冰雹——上蹿下跳的风（对流） 138
6.4 台风——旋转的风（气旋） 141
6.5 热浪——半路拐弯的风（副热带高压） 147
6.6 全球气候变化 150
6.6.1 全球变暖 150
6.6.2 温室效应 152
6.6.3 全球气候变化 156
第七章洪水和干旱
7.1 洪水 160
7.1.1 洪水的类型 162
7.1.2 黄河洪水 166
7.1.3 长江洪水 168
7.1.4 1993 年密西西比河大洪水 169
7.1.5 冲积平原 170
7.2 干旱 173
7.2.1 旱灾 174
7.2.2 澳大利亚大火 176
7.3 防洪抗旱工程 177
7.3.1 修建水库 177
7.3.2 分洪工程 179
7.3.3 南水北调 181
第八章滑坡和泥石流
8.1 滑坡 186
8.2 泥石流 193
8.3 落石 198
8.4 地面塌陷 200
8.5 雪崩 202
第九章近地空间
9.1 太阳系 208
9.1.1 太阳 208
9.1.2 太阳风暴 213
9.2 空间天气 218
9.2.1 磁层 220
9.2.2 电离层 221
9.2.3 臭氧层空洞 221
9.2.4 中高层大气 223
9.3 小行星撞击 225
9.3.1 彗星撞上了木星 226
9.3.2 恐龙灭绝 227
9.3.3 流星雨和陨石雨 231
9.4 太空垃圾 232
第十章人与自然
10.1 认识地球 236
10.1.1 地球的构成 236
10.1.2 地球上的生命 237
10.1.3 宜居地球 239
10.2 敬畏自然 240
10.2.1 地球发脾气 241
10.2.2 人为事件和自然事件的能量比较 248
10.2.3 不敬畏自然、不顺应自然，会遭到惩罚 249
10.3 和谐共生 250
10.3.1 人类的巨大变化 251
10.3.2 和谐共生，绿色发展 254
10.4 科学减灾 255
10.4.1 严重的自然灾害 255
10.4.2 自然灾害的特点 259
10.4.3 减轻自然灾害 262
主要参考文献 269
提示 271

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