Ch3 地球的結構
大氣
海洋
固體地球
氣壓
能量收支
大氣分層
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)
太陽輻射(短波可見光為主)
地表輻射(長波紅外線為主)
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
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
依溫度
依電離程度
依氣體混合狀態
增溫層(85km以上)
中氣層(頂約85km)
平流層(頂約50km)
對流層(厚度約8~16)
氣溫高度正比
各空氣分子溫度極高(吸收太陽輻射)
極光
氣溫高度反比
大氣最低溫(-90度)在中氣層底部
氣溫高度正比
大氣水平移動(上熱下冷)
臭氧層吸收紫外線
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
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
不均勻層(增溫層以上)
均勻層(中氣層以下)
氣體濃度稀薄，隨高度產生變化
氣體濃度較高，分子碰撞頻繁，呈一定比例混合
鹽度
鹽類
陽離子(金屬離子)
陰離子(非金屬離子)
岩石風化流入海洋
火山噴發物質溶於海水
恆定
移入
移出
河川、火山、大氣供給
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
溫度
影響變因(表層)
日照
大洋環流
湧升流
使海水等溫線與緯線平行
使表面溫度下降
暖流高溫，涼流低溫
分層結構(垂直)
混合層(<200m)
深水層(>800m)
斜溫層(200~800m)
中緯度混合層表溫隨季節變化
無熱能傳遞，溫度驟降
水溫穩定不變
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
地震
體波
表面波
P波
S波
縱波，速度最快，可在三態中傳遞
橫波，速度次之，僅在固體中傳遞
洛夫波(LQ)
雷利波(LR)
地球分層
地殼
莫氏不連續面
地函
古氏不連續面(2900km)
地核
大陸地殼(花崗岩)
海洋地殼(玄武岩)
密度:大陸地殼<海洋地殼
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
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
礦物
火成岩
沉積岩
變質岩
火山岩(冷卻快、顆粒小)
深成岩(冷卻慢、顆粒大)
酸性(流紋岩)
酸性(花崗岩)
中性(安山岩)
基性(玄武岩)
中性(閃長岩)
基性(輝長岩)
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)
超基性(橄欖岩)
成岩作用
碎屑性沉積岩
非碎屑性沉積岩
礫岩(>2mm)
砂岩(2~1/16mm)
粉砂岩(1/16~1/256mm)
頁岩/泥岩(<1/256mm)
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
葉理狀(原岩含片狀礦物 雲母、黏土等)
非葉理狀
板岩(原 頁岩)(變質度最低)
角閃岩(原 玄武岩)
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)
大理岩(原 石灰岩)
石英岩(原 石英砂岩)
蛇紋岩(原 橄欖岩)