四大圈层相互作用与自然地理学
地球表层四大圈层
1.地球表层指与人类直接有关的一部分地球环境，其范畴大致上始大气对流层顶，下至岩石圈上部，包括大气、水、岩石、生物在内的特殊圈层。
地球表层的各圈层之间有着千丝万缕的联系，它们是相互关联、互相渗透的。
岩石圈承载着河流、湖泊，人类和一切生命系统也活跃在这里。
在各圈层之间有非常广泛的物质和能量的传输和交换。
海洋和大气之间的相互作用就是非常明显的例证。
大气和水圈海洋的相互作用，可以影响到全世界的天气变化。
同时，它们承受变化而不产生灾难的能力是有限的。
岩石圈地壳是地球表面一层薄薄的、由岩石组成的固体外壳，地球固体圈层的最外层，岩石圈的重要组成部分，其底界为莫霍洛维契奇不连续面（简称莫霍面）。
整个地壳均匀厚度约17千米，其中大陆地壳厚度较大，均匀为33千米。
高山、高原地区地壳更厚，最高可达70千米；平原、盆地地壳相对较薄。
大洋地壳则远比大陆地壳薄，厚度只有几千米。
大气圈大气圈是地球外圈中最外部的气体圈层，它包围着海洋和陆地。
大气圈没有确切的上界，在2000～公里高空仍有淡薄的气体和基本粒子。
在地下，土壤和某些岩石中也会有少量空气，它们也可以为是大气圈的一个组成部分。
由于地心引力作用，几乎全部的气体集中在离地面100公里的高度范围内，其中75％的大气又集中在地面至10公里高度的对流层范围内。
对流层的气温随高度的增加而降低，空气对流运动明显，是与人类关系最密切的一层，由于云、雨、雾、雪等天气现象都发生在这一层。
平流层大气以水平运动为主，气流平稳，适合飞机飞行。
气温随着高度的增加而升高，由于平流层的臭氧层吸收了大量的紫外线。
高层大气空气密度很小，含有电离层，能够反射无线电波，对人类的无线电通讯活动有重要作用。
地球大气圈是一个保护层，使人类免受有害射线的照射，同时提供了人类生存所必须的氧气。
人类天天都在呼吸新鲜空气，吸进氧气，排出二氧化碳。
空气与阳光、水分一样是不可缺少的。
没有大气圈，人类乃至生物界将不能生存。
1.3水圈7水圈是地表和近地表的各种形态水的总称，包括海洋、湖泊、河流、沼泽、冰川以及土壤和岩石孔隙中的水，生物圈中存在的水等。
巧学趣味地理-地理环境五大圈层的相互影响
巧学趣味地理-地理环境五大圈层的相互影响地理环境五大圈层的相互影响我们生活的地球是由不同物质和不同状态的圈层所组成的，这些圈层具有同心圈层的特点，也就是说各圈层都以地心为共同球心。
地球的圈层结构可分为外部圈层和内部圈层两部分，外部圈层由大气圈、水圈、生物圈组成，内部圈层由地壳、地幔、地核三大圈层组成，但与人类活动密切相关的地表环境一般划分为五大圈层，分别为大气圈、水圈、生物圈、土壤圈、岩石圈。
这五大圈层相互影响，相互制约，相互作用，其中土壤圈是其它四大圈层相互作用的过渡地带，是物质与能量变换的中心枢纽，如图1所示。
它们环环相扣，层层相生，其中气候处于中心地位，对生物圈、水圈的空间分布和时间运动起着主导作用，而生物圈，水圈分别对土壤、地貌的形成起着主要塑造的作用。
一、大气圈对生物圈的影响在环境的各要素中，大气圈对生物的“生活规律”及其“自身特征”起着最重要的作用，气候主要通过其构成要素“光、热、水、风”等对生物起作用。
（一）气候对生物生活规律的影响包括对生物“时间规律”和“空间规律”的两个规律的影响作用。
1、气候对生物时间规律的影响作用（1）动物。
比如蚯蚓（中药中称“地龙”）大多夜里出来，因为只要其短时间曝光在太阳光下，就会死亡（生物学中称“光死亡”）。
甲鱼、螃蟹及河蚌等动物在月圆时其数量和体内肉质部分会增加，相反在月缺时其数量和体内肉质会减少。
蝴蝶白天出来，而飞蛾则是“夜猫子”，（蝴蝶与飞蛾的具体差别还在于：蝴蝶一般颜色鲜艳，触角呈棒状，飞翔时，舞姿轻盈，而且停住休息时往往是双翅合拢；而飞蛾颜色一般浅淡，其触角呈梳状等，飞翔时，展翅生硬，停住时两翅平展）。
（2）植物。
大多数植物白天“光合作用”，晚上“呼吸作用”，春夏长枝干，秋冬长根系，大多数植物也往往需要光照时间长，才能开花，所以大多在春夏天开花。
2、气候对生物空间规律的影响作用。
（1）动物。
比如鹤分布在沼泽地，特别是东北平原沼泽地多。
（可见鹤从来不上树，松鹤延年图纯属创作需要），而鹭则广布在我国南方水田湖泊地区，常会驻足在树的枝头。
圈层相互作用与自然地理学
圈层相互作用与自然地理学作者：王建张茂恒白世彪来源：《地理教育》2008年第04期前科协主席钱学森先生提倡发展“地理科学”和“地球表层系统科学”，对地理学和地理学家提出了很高的期望。
如何发展地理科学，如何构建地球表层系统科学，引起了众多地理学家的思考与探索。
我们也进行了一些思考，认为理解与构建地球表层系统的关键是圈层的相互作用。
如果不能从圈层相互作用的角度去研究地球表层，研究地球表层系统的组成、结构、运行机制，地理学就达不到钱学森先生所期望的高度，地球表层系统科学也就不可能建立。
自然地理学是研究地球表层自然系统的核心学科，其特色与优势就在于圈层的相互作用。
一、圈层相互作用与自然地理学地球表层环境是一个系统，可以称之为地球表层系统，是由岩石圈、大气圈、水圈与生物圈相互作用而成的。
要弄清地球表层环境发生、发展过程与变化规律，弄清其空间分布、分异特征与规律，就必须从圈层的相互作用出发。
与研究岩石圈、大气圈、水圈与生物圈的核心学科地质学、大气科学、水文学和生物学相比，地理学的优势，也是自然地理学的优势，不在于分门别类地去研究各个圈层，而在于从学科交叉和要素融合的角度去研究圈层的相互作用。
在于从圈层相互作用的角度，探讨地球表层自然环境的形成机制；从圈层相互作用的角度，探讨各要素之间的相互作用、相互影响；从圈层相互作用的角度，探讨地表环境的区域联系、分异规律；从圈层相互作用的角度，探讨地表环境的评估、预测、规划、管理、优化和调控。
二、圈层相互作用的途径圈层之间的相互作用，都是通过能量、物质与信息的交换来完成的。
1.地球表层能量传输、交换与圈层相互作用能量是维持地球表层系统运行与发展的动力，也是联系四大圈层的桥梁和纽带。
圈层间进行着多种不同能量的传输，这里只做一个简要的归纳（图1）。
第一，大气圈与水圈之间存在着热能、动能、化学能和势能的传输与交换。
由于大气与水体之间温度的差异，大气圈与水圈之间热能交换一直在不停地进行着。
自然地理学课件与复习资料第13章四大圈层相互作用
（4）水的溶解能力
CO2的含量。 水中的CO2浓度越大，水的溶蚀力越强；
地下CO2分压一般比地上的高，水中溶解 的CO2更多，水的溶蚀能力更强。
喀斯特作用的化学过程
CO2 + H2O ⇋ H2CO3 ⇋ H+ + H CO¯3 喀斯特作用的化学过程
CaCO3 + CO2 + H2O ⇋ Ca(HCO3)2 ⇋ CaCO3 ↓ + CO2 ↑ + H2O
峰林
广西——翠屏
峰林
孤峰是岩溶平原和溶蚀谷地上面的孤立山峰。相 对高度数十米以上，是地壳相对稳定，喀斯特发 育到后期，峰林被分割而成。
孤峰（油菜田壮观景象似金色海洋）
峰丛与峰林
峰林、孤峰、岩溶平原
孤峰
峰丛、峰林与孤峰是喀斯特发育不同阶段的产物， 分布在不同的地段。通常： 峰丛：位于山地的中心部分 峰林：位于山地的边缘 孤峰：则位于比较大的溶蚀谷地中和喀斯特平原上。
峰 丛
洼地
溶蚀谷底
泉
峰林
平原
河
孤峰
喀斯特丘陵
由喀斯特作用形成的起伏不大的石灰岩丘 陵。其相对高差通常在100-150米左右， 坡度没有峰林陡，小于45度，已不具备峰 林形态。
喀斯特丘陵与喀斯特平原
喀斯特漏斗
是地面上的一种口 大底小的圆形碗碟 状或倒锥状的洼地， 由地表水的溶蚀和 冲刷并伴随塌陷作 用形成的，主要分 布在喀斯特化的高 原面上。
有机质的作用
1. 含有丰富的营养物质 2. 代换能力，保持土壤养分 3. 土壤有机酸氨基酸是络合物，提高无机盐溶解
性 4. 活化微量元素 5. 两性胶体，缓冲作用 6. 胶结剂，形成成良好的结构 7. 色暗，吸热
四大圈层相互作用与自然地理学
四大圈层相互作用与自然地理学四大圈层相互作用与自然地理学地球表层系统是由岩石圈、大气圈、水圈与生物圈相互作用而成的。
要弄清地球表层环境发生、发展过程与变化规律，弄清其空间分布、分异特征与规律，就必须从圈层的相互作用出发。
圈层之间的相互作用，都是通过能量、物质与信息的交换来完成的。
能量是维持地球表层系统运行与发展的动力，也是联系四大圈层的桥梁和纽带。
圈层间进行着多种不同能量的传输。
第一，大气圈与水圈之间存在着热能、动能、化学能和势能的传输与交换。
由于大气与水体之间温度的差异，大气圈与水圈之间热能交换一直在不停地进行着。
如冷空气经过的水面会发生降温现象，热流对大气有增温、增湿作用。
由于大气与水面之间的摩擦作用，大气运动往往影响和带动水体的运动，如风吹拂水面会产生波浪，信风作用于洋面产生洋流。
当然，水体的运动也会影响和改变大气的运动，如在静风天气时，来到瀑布或快速活动的河流四周，立即感到风的存在，这是大气圈与水圈动能交换的结果。
大气与水体(主要是海洋)之间在不断地进行着物质的交换，在交换过程中也会发生某些化学反应，因此两者之间也存在化学能的交换。
气压代表了大气势能的大小。
当大气压力不同或发生变化时，会改变水体的分布与位势。
如气压偏低时，海平面就会升高;当气压偏高时，海平面就会相应降低。
如台风经过的海面，由于台风中心气压比较低，往往会导致海平面高出四周几十厘米至几米。
当水体分布发生变化时，同样也会引起气压的变化。
又如，高山、高原冰川以及中高纬度地区冰盖的发育，将会使这些地区的近地面气压升高，导致区域间的气压差增大。
第二，大气圈与岩石圈之间存在着热能、化学能、动能的交换。
地面与大气之间通过长波辐射、大气逆辐射在进行着热能的交换。
大气圈与岩石圈之间也在进行着物质的交换，发生着某些化学反应，如风化作用从大气中吸收CO2，同时也使岩石中的某些元素开释出来，因此两圈之间存在着化学能的交换。
通过大气与地面之间的接触与摩擦作用，岩石圈的动能可以传递给大气圈，大气圈的动能也可以传递给岩石圈。
巧学趣味地理-地理环境五大圈层的相互影响
地理环境五大圈层的相互影响我们生活的地球是由不同物质和不同状态的圈层所组成的，这些圈层具有同心圈层的特点，也就是说各圈层都以地心为共同球心。
地球的圈层结构可分为外部圈层和内部圈层两部分，外部圈层由大气圈、水圈、生物圈组成，内部圈层由地壳、地幔、地核三大圈层组成，但与人类活动密切相关的地表环境一般划分为五大圈层，分别为大气圈、水圈、生物圈、土壤圈、岩石圈。
这五大圈层相互影响，相互制约，相互作用，其中土壤圈是其它四大圈层相互作用的过渡地带，是物质与能量变换的中心枢纽，如图1所示。
它们环环相扣，层层相生，其中气候处于中心地位，对生物圈、水圈的空间分布和时间运动起着主导作用，而生物圈，水圈分别对土壤、地貌的形成起着主要塑造的作用。
一、大气圈对生物圈的影响在环境的各要素中，大气圈对生物的“生活规律”及其“自身特征”起着最重要的作用，气候主要通过其构成要素“光、热、水、风”等对生物起作用。
（一）气候对生物生活规律的影响包括对生物“时间规律”和“空间规律”的两个规律的影响作用。
1、气候对生物时间规律的影响作用（1）动物。
比如蚯蚓（中药中称“地龙”）大多夜里出来，因为只要其短时间曝光在太阳光下，就会死亡（生物学中称“光死亡”）。
甲鱼、螃蟹及河蚌等动物在月圆时其数量和体内肉质部分会增加，相反在月缺时其数量和体内肉质会减少。
蝴蝶白天出来，而飞蛾则是“夜猫子”，（蝴蝶与飞蛾的具体差别还在于：蝴蝶一般颜色鲜艳，触角呈棒状，飞翔时，舞姿轻盈，而且停住休息时往往是双翅合拢；而飞蛾颜色一般浅淡，其触角呈梳状等，飞翔时，展翅生硬，停住时两翅平展）。
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第13章 水圈、大气圈、生物圈、岩石圈相互作用与地球表层系统剖析
现代自然地理学（第二版）
面面向向2211世世纪纪课课程程教教材材
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现代自然地理学（第二版） 王建 主编
地热能是来自地球内部的热量，是由于地球内部放射 性元素衰变产生的能量，它通常通过岩浆侵入、火山喷发、 温泉等形式释放到地球表层。地热能是地球表层系统能量 的第二大来源。尽管传输到地球表层的能量只占地球表层 系统全部能量来源的0.013%，但它的作用却是不可忽视 的。它是火山喷发、地震、山地隆起、板块运动的驱动力， 是地面形态——地貌塑造的主要动力之一。
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火山口的热气
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圈层间的能量的交换
第一，大气圈与水圈之间进行着热能、动能、化学能和势能的传输与交换。 第二，大气圈与岩石圈之间在进行着热能、化学能、动能的交换。 第三，水圈与岩石圈之间存在着热能、动能、势能与化学能的交换。 第四，生物圈与其他三个圈层之间，普遍存在着热能与化学能的交换。
现代自然地理学（第二版）
借助四大圈层的相互作用大西线调水能大幅改善大西北的气候环境
深入研究和科学利用地表四大圈层相互作用的客观规律——五论特大规模调水能彻底改变西北干旱少雨的恶劣气候檀成龙①檀佳②①珠海市公安局，519070；②南方电网珠海供电局，519000主题词：四大圈层相互作用调水西北干旱气候环境内容摘要：地球表层的岩石圈、水圈、大气圈和生物圈相互作用，相互影响，其中任何一个圈层发生巨变，必将作用和影响其它圈层。
从青藏高原向西北特大规模跨流域调水，人为有意识地改变水圈的径流和水循环，借助水圈、大气圈、生物圈相互作用的“三个效应”以及西北干旱地区超深盆地四周的巨型山脉对盆地内部水汽和云层的“约束作用”，能实现西北干旱地区气候环境的良性循环。
向西北特大规模调水以后，西北干旱少雨的恶劣气候就能彻底改变。
每年向西北调水1000亿方甚至只需几百亿方，若干年以后西北的年平均降水量就能达到500mm左右，西北将发生翻天覆地的变化。
Study and exploit of the rule of the interaction between the four circles，Second argument for transferring water can totally change the arid rainless climate of NorthwestKey words: Four circles, interaction, water transfer, Northwest, arid, climate, environment Abstract: The lithosphere, hydrosphere, atmosphere and biosphere on the surface of the earth interact each other. Each of them have a big change will surely affect the others. The l arge-scale water transfer from the Qinghai-Tibet Plateau to the Northwest will man-made change the Run-off of the hydrosphere and the Water cy cle. And with the help of the “three effect” between the hydrosphere, aerobiologist and biosphere, and the constraint to the water vapor in the basin by the huge mountains around the deep basin in arid area of the Northwest can realize a virtuous circle to the Northwest climate environment. With the large-scale water transferring, the average precipitation can be expected to be around 500mm. The harsh environment may be totally changed. This paper is one of 6 papers of the series of “transferring wate r to increase rainfall”. The 7 papers demonstrated the same point from theory to facts using the different methods. They complement and confirm each other, so the argument is in high credibility .引言地球表层的岩石圈、水圈、大气圈和生物圈相互作用，相互影响，其中任何一个圈层发生巨变，必将作用和影响其它圈层。
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四大圈层相互作用与自然地理学
地球表层系统是由岩石圈、大气圈、水圈与生物圈相互作用而成的。
要弄清地球表层环境发生、发展过程与变化规律，弄清其空间分布、分异特征与规律，就必须从圈层的相互作用出发。
圈层之间的相互作用，都是通过能量、物质与信息的交换来完成的。
能量是维持地球表层系统运行与发展的动力，也是联系四大圈层的桥梁和纽带。
圈层间进行着多种不同能量的传输。
第一，大气圈与水圈之间存在着热能、动能、化学能和势能的传输与交换。
由于大气与水体之间温度的差异，大气圈与水圈之间热能交换一直在不停地进行着。
如冷空气经过的水面会发生降温现象，热流对大气有增温、增湿作用。
由于大气与水面之间的摩擦作用，大气运动往往影响和带动水体的运动，如风吹拂水面会产生波浪，信风作用于洋面产生洋流。
当然，水体的运动也会影响和改变大气的运动，如在静风天气时，来到瀑布或快速活动的河流四周，立即感到风的存在，这是大气圈与水圈动能交换的结果。
大气与水体(主要是海洋)之间在不断地进行着物质的交换，在交换过程中也会发生某些化学反应，因此两者之间也存在化学能的交换。
气压代表了大气势能的大小。
当大气压力不同或发生变化时，会改变水体的分布与位势。
如气压偏低时，海平面就会升高;当气压偏高时，海平面就会相应降低。
如台风经过的海面，由于台风中心气压比较低，往往会导致海平面高出四周几十厘米至几米。
当水体分布发生变化时，同样也会引起气压的变化。
又如，高山、高原冰川以及中高纬度地区冰盖的发育，将会使这些地区的近
系统化需要一个漫长个过程。
系统化就是程序化，咱们现在的系统是一个教练一个系统，每个人的教学方法都不一样，
所以这样很难形成一个系统，咱们可以每个分院驻点一个公司自己培养的主教练，这个人必须是能力很强的人，主教练
就代表着公司的系统，每个新进来的教练必须接受公司的系统培训，上岗后必须以公司的系统去教学，这样就算教练流
地面气压升高，导致区域间的气压差增大。
第二，大气圈与岩石圈之间存在着热能、化学能、动能的交换。
地面与大气之间通过长波辐射、大气逆辐射在进行着热能的交换。
大气圈与岩石圈之间也在进行着物质的交换，发生着某些化学反应，如风化作用从大气中吸收CO2，同时也使岩石中的某些元素开释出来，因此两圈之间存在着化学能的交换。
通过大气与地面之间的接触与摩擦作用，岩石圈的动能可以传递给大气圈，大气圈的动能也可以传递给岩石圈。
如地球自转速度变化，通过地面摩擦动能从岩石圈传递给大气圈，从而导致大气运动速度的改变。
研究表明，在厄尔尼诺年，由于地球自转速度的减慢，在赤道四周的大气可以获得1cm/s 的向东相对速度。
当然，大气运动的动能也可以通过地面摩擦传递给固体地球。
第三，水圈与岩石圈之间存在着热能、动能、势能与化学能的交换。
在水与岩石接触的界面上，由于岩石与水温度的差异，导致两个圈层之间的热能交换。
最明显的例子是海底火山、海底熔岩的溢出(如洋中脊)，加热了海水。
热流不仅热和所经过地区的大气，而且还热和四周的岩石与土壤，冷流则对经过区域的大气和岩石具有冷却作用。
岩石圈的变动往往引起水体分布的变化，水体分布的变化也会反过来通过均衡作用引起地面岩石高程的调整。
如当山地隆升到一定高度，冰川开始发育，使原来分布于海洋的水体以固态水的形式分布在山体顶部，从而进步这些水的势能。
当冰川达到一定厚度，就会导致地面的均衡下沉，反过来对岩石圈的位势产生一定的影响。
水圈与岩石圈之间的物质交换也是很频繁的，并且存在着一系列化学反应，从而进行着化学能的交换。
如水对岩石的风化、
系统化需要一个漫长个过程。
系统化就是程序化，咱们现在的系统是一个教练一个系统，每个人的教学方法都不一样，
所以这样很难形成一个系统，咱们可以每个分院驻点一个公司自己培养的主教练，这个人必须是能力很强的人，主教练
就代表着公司的系统，每个新进来的教练必须接受公司的系统培训，上岗后必须以公司的系统去教学，这样就算教练流
分解与溶蚀，水中碳酸盐、硅酸盐等物质的析出与沉淀，海底火山喷出大量物质到海水中，洋中脊四周熔岩与海水的反应等，都是岩石圈与水圈化学能交换的例证。
第四，生物圈与三个圈层之间，普遍存在着热能与化学能的交换。
热能的交换很好理解。
假如没有一定的气温、水温顺土壤温度，生物是无法生长与发育的，生物需要从三大圈层中吸收热量以保持自身所需要的温度，当然生物呼吸也会放出热量到三大圈层中。
化学能的交换主要表现在生物圈与三大圈层之间的物质交换上，生物生长过程中不断地从环境(三大圈层)吸收营养物质，同时生物的新陈代谢也不断向环境(三大圈层)排泄出物质。
生物死亡后生物体被分解，物质回回环境(三大圈层)。
通过物质的循环及其化学反应，生物圈与三个圈层之间进行化学能的交换。
碳、氮、氧、磷、硫、氯等物质的循环，就是一个很好的例证。
能量驱动地球表层系统的物质迁移与循环，反过来，物质迁移与循环不仅带动了能量的活动与传输，而且还导致能量的转化与交换。
物质迁移与循环，同能量传输与转化一样，是地球表层系统发展演化的原因与动力，也是圈层间相互联系的纽带、相互作用的桥梁。
水循环似乎是水圈中的物质循环，但实际上水循环跨越了大气圈、生物圈和岩石圈:降水发生在大气圈，水汽的运移是由大气运动完成的;径流发生在岩石圈表层(地表径流)和岩石圈内部(地下径流)，是水循环的重要步骤;植物的蒸腾是水循环的重要方面，植被对降水的截留，改变了水循环的过程与速度。
水循环是地球表层系统中最重要的物质循环之一。
它对地球表层系统的能量
系统化需要一个漫长个过程。
系统化就是程序化，咱们现在的系统是一个教练一个系统，每个人的教学方法都不一样，
所以这样很难形成一个系统，咱们可以每个分院驻点一个公司自己培养的主教练，这个人必须是能力很强的人，主教练
就代表着公司的系统，每个新进来的教练必须接受公司的系统培训，上岗后必须以公司的系统去教学，这样就算教练流
起着再分配的作用。
当水蒸发时，吸收大气的热量;当降水发生时，开释热量到大气中;当蒸腾发生时，带走植物体内的热量，同时也吸收大气的热量。
它是地球表层系统其它物质运动与循环的传送带。
任何物质的运动和循环，都离不开水的运动和循环。
如泥沙的搬运、沉积，岩石的风化、分解，元素的迁移等，大都是在水的参与下完成的。
系统化需要一个漫长个过程。
系统化就是程序化，咱们现在的系统是一个教练一个系统，每个人的教学方法都不一样，所以这样很难形成一个系统，咱们可以每个分院驻点一个公司自己培养的主教练，这个人必须是能力很强的人，主教练就代表着公司的系统，每个新进来的教练必须接受公司的系统培训，上岗后必须以公司的系统去教学，这样就算教练流。