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地球的結構 (大氣 (分層 (依溫度變化 (平流層 層頂50公里 (大氣水平流動 (因上熱下冷不易對流), 臭氧層 (離地20~30公里),…
地球的結構
大氣
分層
依溫度變化
增溫層 85公里以上
氣溫隨高度升溫
空氣分子溫度極高
因空氣稀薄使得只需吸收少許太陽輻射每個分子就會能量大增
熱源:太陽輻射
中氣層
熱源:平流層釋出的熱量
氣溫隨高度下降
最低溫出現在此層頂層 約攝氏-90
平流層 層頂50公里
熱源:臭氧層吸收紫外線
氣溫隨高度上升
大氣水平流動
因上熱下冷不易對流
臭氧層
離地20~30公里
對流層
熱源:地表輻射
氣溫隨高度下降
上升1公里下降攝氏6.5度
有天氣現象
依電離程度
60公里
上:電離層
下:中性層
自由電子較少
電中性
依氣體混合狀態
85公里
上:不均勻層
因氣體分子受重力影響太多
下:均勻層
空氣的分布
受重力影響聚集於地表附近
垂直向的氣壓遞減率
定義
每上升單位高度氣壓所遞減的量值
地表處:較小
高空處:較大
推動運動的能量
來源
太陽輻射
可見光輻射
短波輻射
去向
被氣體分子氣懸粒子和雲吸收
反射回太空
一半被地表吸收
地表輻射
紅外線輻射
長波輻射
去向
大多被溫室氣體吸收
其餘逸散到太空
其他傳遞方式
空氣對流
高空水氣凝結釋放潛熱
各系統能量收支平衡
海洋的垂直分層結構
依溫度變化
低緯區的才明顯
混合層
直接吸收太陽輻射加熱
由於波浪和海流的攪和
使此層海水溫度與鹽度相似
中緯區的混合層隨季節不同有明顯變化
斜溫層 200~800公尺
陽光無法傳遞熱能
溫度驟降
深水層
無大氣與陽光攪動
水溫穩定
水深 1000公尺以下<5度 5000公尺以下約1度
依鹽度變化
中低緯區才明顯
依鹽度變化
混合層
鹽度均勻
中低緯區表層海水鹽度高
因日照蒸發強
高緯地區
冬季:融冰注入使鹽度偏低
冬季:結冰使鹽度增加
斜鹽層 200~800公尺
缺乏蒸發
鹽度驟降
深水層
二~三千公尺處有局部略增的現象
因高緯區表面海水結冰導致鹽度上升
使海水密度變大下沉至二~三公尺深
流向中低緯
溫鹽環流
冬季高緯區表面海水結冰導致鹽分釋出
使海水密度變大下沉至二~三公尺深
往中低緯擴散浮上洋面形成緩慢的洋流
一次循環一千年以上
固體地球
組成物質
岩石與礦物
岩石
火成岩(地殼含量最豐富)
火山岩
岩漿噴發至地表
冷卻速度快
結晶顆粒小
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深成岩
岩漿在深處冷卻
冷卻速度慢
結晶顆粒大
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沉積岩(地表覆蓋最廣)
沉積物經過成岩作用(壓密.膠結.再結晶)
碎屑性沉積岩
礫岩.砂岩.頁岩
非碎屑性沉積岩
化學性沉積岩
鐘乳石
生物性沉積岩
珊瑚礁
沉積構造
層理
未受外力作用則成水平狀
粒級層
可判斷岩層是否倒轉
上:小顆粒
下:大顆粒
交錯層
沙粒受風和水流搬運堆積.滑落形成的斜層理
可判斷岩層是否倒轉
可指示水流方向
交錯層與水平層裡間的夾角(上:角大 下:角小)
波痕
U形波痕尖端朝上
可判斷岩層是否倒轉
泥裂
因乾燥收縮產生的V形裂縫
可判斷岩層是否倒轉(尖端向下)
生痕
可判斷沉積環境
變質岩
原岩受高溫.高壓
葉理岩(可指示受力方向)
板岩.片麻岩
非葉理岩
大理岩
地殼含量最豐富的元素:氧和矽
內部的層圈結構
不連續面
地震波波塑在某些特定深度有突然變快和變慢的現象的介面
以地震波速分層
地殼
大陸地殼
花崗岩
35公里厚
海洋地殼(密度大)
玄武岩
5~10公里厚
地函
橄欖岩
軟流圈(80~220公里):又叫低速帶.此處岩石部分熔融.可塑性高
岩石圈=地殼+小部分上部地函(軟流圈之上):也就是板塊
地核
外核
液態鐵鎳
因S波自此處消失且P波波速銳減而推測為液態
因液態金屬的流動而形成地球磁場
內核
固態鐵鎳
因此處再次出現S波兒推測為固態
莫氏不連續面(5~70公里)
古式不連續面(2900公里)
地震
種類
體波
P波(速度最快)
縱波:質點震動方向與波的前進方向平行
可在固.液.氣體中傳播
S波(速度次之)
橫波:質點震動方向與波的前進方向垂直
僅能在固體中傳播
表面波(速度最慢)(僅在地表傳播)
洛夫波(LQ)
雷利波(LR)
觀測
一個地震測站至少需三個地震儀(X.Y.Z方向)
走時曲線
可表示震波傳遞的時間與距離
曲線斜率的倒數是波速
P波和S波之間的時間差越短表示距離震央越近
三個測站可定出震央位置
海水
鹽度
海水的組成
純水
鹽類 3.5重量百分比
陽離子
岩石風化沖刷入海而來
陰離子
火山噴發物質溶於海水而來
總鹽量
移入
由河川火山大氣供給
移出
生物吸收形成骨骼外殼和化學沉澱和形成海底沉積岩
恆定
單位與測量方法
千分比
以硝酸銀容易滴定得到氯離子濃度
得到總鹽量
實用鹽度單位 PSU
用溫鹽深儀 CTD 測導電度
表層海水的鹽度分布
鹽度上升
海水蒸發
海水結冰
鹽度下降
降水融冰河川注入
全球表層海水比較
偏低
赤道
多雨
降水量>蒸發量
大洋邊緣
河川注入
偏高
副熱帶
副熱帶高壓籠罩
蒸發旺盛
降水量<蒸發量
地中海
降水量<蒸發量
半封閉海域
鹽度可高達千分之40
最低
極區
大量融冰注入淡水
溫度
影響表層海水溫度變因
日照加熱
表層海水等溫線與緯度線大致平行
大洋環流
暖流
涼流
反推:從等溫線的彎曲性質判斷洋流性質
湧升流
帶來深層低溫海水
秘魯外海