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Ch3 地球的結構 (大氣 (氣壓 (某一高度,單位面積上空氣重量, 1標準大氣壓(1atm)=緯度45度,溫度0度海平面氣壓 =76cm-Hg …
Ch3 地球的結構
大氣
氣壓
某一高度,單位面積上空氣重量
1標準大氣壓(1atm)=緯度45度,溫度0度海平面氣壓
=76cm-Hg
=1033gw/cm^3
=1013hPa(Pa=N/m^2)
90%大氣分布於海拔15km以下,海拔50km氣壓約只有1Hpa(地表處1013Hpa)
能量收支
太陽輻射(短波可見光為主)
大氣運動及天氣變化的主要能量
部分被氣體分子、氣懸粒子吸收,部分被大氣及地表反射,剩餘約一半被地表吸收
地表輻射(長波紅外線為主)
大部分被溫室氣體吸收並返回地表或逸散至太空
大氣、地表系統皆維持收支平衡
大氣分層
依溫度
增溫層(85km以上)
氣溫高度正比
各空氣分子溫度極高(吸收太陽輻射)
極光
中氣層(頂約85km)
氣溫高度反比
大氣最低溫(-90度)在中氣層底部
平流層(頂約50km)
氣溫高度正比
大氣水平移動(上熱下冷)
臭氧層吸收紫外線
對流層(厚度約8~16)
氣溫高度反比(-6.5度/km)
厚度:低緯>高緯,夏季>冬季
富含水氣,大部分天氣現象發生於此
依電離程度
電離層(中氣層上層以上)
增溫層之氮、氧等氣體吸收太陽輻射(短波)生成電子
有助於無線電波傳遞
中性層(約60km以下)
自由電子較少,多呈電中性
依氣體混合狀態
不均勻層(增溫層以上)
氣體濃度稀薄,隨高度產生變化
均勻層(中氣層以下)
氣體濃度較高,分子碰撞頻繁,呈一定比例混合
固體地球
地震
體波
P波
縱波,速度最快,可在三態中傳遞
S波
橫波,速度次之,僅在固體中傳遞
表面波
洛夫波(LQ)
雷利波(LR)
地球分層
地殼
大陸地殼(花崗岩)
海洋地殼(玄武岩)
密度:大陸地殼<海洋地殼
莫氏不連續面
地函
上部地函(橄欖岩)
下部地函(橄欖岩)
80~200km軟流圈(低速帶)以上之上部地函為岩石圈
古氏不連續面(2900km)
地核
外核(液態鐵鎳)
雷嫚不連續面(5150km)
內核(固態鐵鎳)
外核因有液態金屬流動,S波消失,P波銳減,且形成地球磁場
組成物質
岩石
火成岩
火山岩(冷卻快、顆粒小)
酸性(流紋岩)
中性(安山岩)
基性(玄武岩)
深成岩(冷卻慢、顆粒大)
酸性(花崗岩)
中性(閃長岩)
基性(輝長岩)
超基性(橄欖岩)
物理化學特性
愈酸:顏色淺、含鐵鎂少、密度小、二氧化矽多岩漿黏滯度高、爆炸式火山(僅火山岩)
沉積岩
成岩作用
碎屑性沉積岩
礫岩(>2mm)
砂岩(2~1/16mm)
粉砂岩(1/16~1/256mm)
頁岩/泥岩(<1/256mm)
非碎屑性沉積岩
化學性沉積岩
生物性沉積岩
沉積構造
層理
粒級層
交錯層
波痕
泥裂
生痕
變質岩
葉理狀(原岩含片狀礦物 雲母、黏土等)
板岩(原 頁岩)(變質度最低)
片岩(原 頁岩、片岩等)
片麻岩(原 頁岩、片岩、花崗岩等)(變質度最高)
非葉理狀
角閃岩(原 玄武岩)
大理岩(原 石灰岩)
石英岩(原 石英砂岩)
蛇紋岩(原 橄欖岩)
礦物
海洋
鹽度
鹽類
陽離子(金屬離子)
岩石風化流入海洋
陰離子(非金屬離子)
火山噴發物質溶於海水
恆定
移入
河川、火山、大氣供給
移出
生物吸收
化學沉澱、形成海底沉積岩
測量
以硝酸銀滴定得到氯離子濃度,海水各主要離子比例固定,推算出總鹽量(單位:千分比)
利用溫鹽深儀(CTD)量得導電度,鹽類在海水多處解離狀態,鹽度與導電成正比(單位:實用鹽度單位PSU)
分布
表層
影響變因
鹽度下降:降水、融水、河水注入等
鹽度上升:蒸發、結冰等
赤道(偏低)
赤道低壓壟罩,高溫多雨(降水量>蒸發量)
副熱帶(偏高)
副高壟罩,蒸發旺盛(降水量<蒸發量)
極區(最低)
大量融冰注入海裡
地中海(偏高)
半封閉海域
大洋邊緣(偏低)
河流注入海水
分層結構(垂直)
混合層(<200m)
高緯夏季融冰注入鹽度下降高緯冬季表面結冰鹽度上升
深水層(>800m)
因高緯表面結冰,密度變大,下沉至二、三千公尺處,鹽度略增,然後水平向中底緯度流動(溫鹽環流)
斜鹽層(200~800m)
缺乏蒸發作用,鹽度驟降
溫度
影響變因(表層)
日照
使海水等溫線與緯線平行
大洋環流
暖流高溫,涼流低溫
湧升流
使表面溫度下降
分層結構(垂直)
混合層(<200m)
中緯度混合層表溫隨季節變化
深水層(>800m)
水溫穩定不變
斜溫層(200~800m)
無熱能傳遞,溫度驟降