地球科学系统作业复习题Word文档格式.docx
《地球科学系统作业复习题Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《地球科学系统作业复习题Word文档格式.docx（23页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
物种灭绝、全球变暖。
10.如何利用氢同位素来推测基地的温度记录？
氘，元素符号为D，是氢的一种同位素，它的原子核中有一个质子和一个中子。
氘原子可用作温度的指标：
δD值高（负值小）表示南极大陆和周围极地海洋的温度较高。
11.过去的地球表面温度
a.是如何由Vostok冰芯确定的？
根据冰中的氘含量估算的。
b.与大气CO2浓度有什么关系
大气CO2浓度与地表温度的变化趋势是一致的。
12.为什么铱可以用来指示外来星体的撞击？
铱在元素周期表中与铂同族，由于大多存在于地心的熔岩中，该族元素在地壳石中十分稀少。
这些元素往往来自于小行星或彗星的残骸，以小颗粒的形式降落到地面上。
13.a.在过去46亿年中太阳光度是如何变化的？
太阳在46亿年前形成时，它的光度比现在低约30%。
太阳光度开始时增加很慢，随着氦核的积累而不断加速。
b.造成这种变化的根本原因是什么？
太阳通过核聚变产生能量，随着氦核的增加，太阳的核心收缩并存在轻微的加热。
温上升增加了核心的压力，并阻止其进一步搜索，太阳由此可保持自身稳定。
随着核心温度的升高，核聚变的反应速率也加快了。
结果太阳核心释放出更多的能量，而核心释放能量的增加与太阳表面的能量释放增加达到平衡。
太阳表面释放的能量越多，太阳就
所有的平衡状态都是稳定的吗？
为什么？
不是，因为处于稳定的平衡状态的物体,可能会受到某种外界微小的作用,使得物体产生偏离平衡状态的情况，这就叫做“不稳定平衡”。
1.什么是反照率？
它是如何影响气候的？
地表反射率称作地表的反照率。
反照率越高，地表的反射性越强；
反照率的越低，吸收的阳光越多。
反照率越高，地表温度越低。
2.雏菊世界的雏菊是怎样调节这个假想星球上的温度的？
雏菊的颜色都是纯白色的，浅色的表面反射性较强，雏菊数量越多，从他们白色花瓣上被反射的阳光就越多，被吸收的阳光就越少，从而使地表温度越低。
第三章
1.电磁波的波长与频率之间的关系是怎样的？
λν=c
2.光子的概念是什么？
电磁辐射的单个粒子或脉冲常被称为光子。
3.哪个物理定律描述的是下面的规律：
当观察者远离太阳时，太阳光强度发生变化？
平方反比定律。
4.给出两个应用于黑体辐射的物理定律的名称。
这两个定律描述的是黑体发出辐射的什么性质？
Wien定律：
是指由黑体发出的辐射通量在波长为λmax时达到最大，这个与黑体λmax的绝对温度成反比。
Stefan-Boltzmann定律：
是指由黑体发出的能量通量是与黑体绝对温度四次方有关的，单位面积上所有的能量通量是与黑体辐射曲线下的面积成正比的。
5.地球反照率的主要影响因子是什么？
地球大气和地球表面。
6.地球大气中含量最多的三种气体是什么？
氮气、氧气、氩气
7.列出地球大气的四个层次。
他们是如何定义的？
对流层：
从地表一直向上延伸到10-15km；
平流层：
地表上10-15km到50km处；
中间层：
50km-90km；
热层：
90km以上。
8.给出热能传输的三种机制的名称。
哪两种在全球能量收支中最为重要？
辐射、对流和传导。
9.指出气体吸收红外辐射的两个物理过程，并对每个过程举例。
一种是通过改变分子旋转的速率；
另一种方式是通过改变震动的振幅。
10.为什么O2和N2不是温室气体？
因为O2和N2对红外的吸收较弱，对温室效应没有明显贡献。
11.描述气候受高云和低云影响的不同方式。
低而且浓厚的云层，如层云，对入射太阳辐射的影响主要是反射作用，所以通常会使地表降温。
高而且稀薄的云层，如卷云，对温室效应的贡献超过了对行星反照率的贡献，因此能够使地表降温。
12.指出地球气候系统中的两种正反馈循环。
为什么尽管存在这些破坏平衡的正反馈过程，地球气候系统仍然保持稳定？
因为地球系统包含了一个非常强的负反馈作用，但因为他太过于基本而常常被忽视。
这个负反馈循环可在短时间尺度内稳定地球的气候，它就是地表温度与出射红外辐射通量之间的关系。
第四章
1.全球循环系统地功能是什么？
全球循环系统的作用是保持这个星球热量和化学的平衡。
所有的地球循环系统都以一定的方式来维持地球的温度与稳定。
2.为什么太阳辐射能的分布随纬度而变化？
当太阳光到达地球时，他们几乎是平行光，然而由于地球是个球体，当这些光线到达地球大气层的顶部，相等量的太阳光在极地伸展分布到较大的面积上，而在赤道却十分不到较小的面积上。
所以高纬度地区每平方米的表面接收到相应较少的太阳辐射能，因此接收的太阳辐射能是从赤道向两极减少的。
3.a.画图表示入射太阳能和出射红外辐射随纬度的变化。
b.标明能量盈余和不足的地区。
C.解释为什么这个分布对于大气环流是十分重要的。
纬度间的能量梯度使得大气的温度和密度产生差异，这种差异导致了大气的环流：
将热空气输送到极地，将极地冷空气输送到赤道。
4.解释为什么气团受热形成上升运动。
热气团的密度较低，所以气团受热会形成上升运动。
5.画图叙述Hadley环流。
为什么Haley环流会随着季节变化？
6.什么是Coeiolis效应？
它是怎样参与决定全球风的分布格局的？
Coeiolis效应是地表运动的流体表观上有一种偏离它原本直线运动路径的趋势的概念。
7.解释一下为什么地球一年经历不同的季节。
地球上哪里的季节变化最大？
哪里最小？
解释原因。
每年有六个月的时间，北半球面对太阳而南半球背离太阳，另外六个月的时间北半球背离太阳，南半球面对太阳。
面对太阳的半球比背离太阳的半球接受更多的太阳辐射能，所以会产生不用的季节。
当太阳直射在头顶上，加热是最强的。
23.5S-23.5N变化最大，赤道变化最小。
8.对比湍流热传送和传导在调节陆地表面和海洋表面热反应中的不同作用。
海洋表面可以迅速地通过湍流混合方式将热量向下传输，通过对流将热量向上传递到大气中。
由于陆地与海洋热力性质的差异，陆地和海洋能量传递不同，陆地表面可通过对流将热量迅速地传递到大气中，但它通过热传导向下传输热量的速度较慢。
9.用地图简要解释驱动东南亚季风的大气过程。
10.什么是潜热？
解释为什么潜热对能量的再分配非常重要。
潜热，相变潜热的简称，指物质在等温等压情况下，从一个相变化到另一个相吸收或放出的热量。
因为水在地球系统中可以以三相存在，可以很容易从一种状态转变到另外一种状态，可以再地球系统所有成分中很容易的进行循环，在这个过程中都伴随着能量的转移。
11.a.饱和蒸汽压是什么意思？
当凝结速度与蒸发的速度相等时——也就是跑出的气体和跑进的气体的分子数目相等时——气体处于平衡状态。
此时，水的蒸汽压称为饱和蒸汽压。
b.画图表示饱和蒸汽压与蒸汽压和温度的关系。
c.解释为什么图上的信息对于理解大气环流和降雨之间的关系十分有用。
因为降雨和大气环流就与水蒸气的运动有着十分紧密的关系。
12.描述三个引起空气上升运动并在形成降雨中比较重要的过程。
1.不同密度的气团混合，发生抬升
2.因为对流形成的抬升
3.气团遇到山地阻挡形成的抬升。
空气上升、水蒸气变冷凝结成小水滴、形成降水
第五章
1.表面风场对海洋环流有什么影响？
风在海洋表面的运动会产生表面摩擦。
摩擦的结果之一就是吹风的时候，风会拖拽海洋表面和它一起运动，这就形成了海洋表面的凤海流。
2.为什么洋流的方向与风向并不是严格地在同一方向上？
Coriolis效应对海洋环流的影响跟它对风的作用一样，因此在北半球谁偏向风向路径的右侧（在南半球则偏向左侧）。
3.什么是Ekman螺旋？
解释为什么会发生Ekman传输。
由于风和水面的摩擦，使得空气的一部分动能转移到了水的最上层。
当这层水移动式，就会带动下一层水的运动，如此一直向下层延伸。
当每一层运动时，又会受到Coriolis效应的影响。
所以在北半球，一旦一层水开始运动，它就会偏转向其上层水运动方向的右侧（对表层水而言，就是在风向地右侧），而在南半球，则偏向左侧。
在海洋表面下越深，每一层相对于还表面向右或者向左偏转的角度就越大，这样就产生了著名的螺旋效应——Kman螺旋。
4.什么是上升流？
上升流发生在什么地方？
当海洋表面发生幅散时，下层水上涌取代表层的水。
下层水的温度低于表层水。
温度较低的水上升取代幅散区表面温度较高的水，这个过程升为上升流。
5.地转流是什么意思？
漩涡中心的海平面仅比其边缘高出50cm左右，但是作用于这一对水体上的重力会产生一个从中心沿梯度向外推的力（即压力梯度力）。
然而，当水流动时，它就会在Coriolis效应的作用下偏转，直到这一影响与沿坡度作用的压力梯度力达到平衡。
这两种方向相反的力的作用结果就是谁在北半球向右运动，而在南半球向左运动。
在这种情况中，产生的这种在北半球围绕涡旋呈顺时针方向流动的水流被称为地转流。
6.解释东、西边界流的不同特点。
西边界流的流路较窄、流速较快；
东边界流水流较分散，分布面积大得多，而且流速明显减弱。
7.在ENSO事件中，热带太平洋地区大气和海洋环流有什么反应，请解释。
对流层重要的东西方向环流在赤道太平洋上是非常盛行的，它叠加在南北方向的Hadley环流之上。
赤道太平洋西部是全球海洋表面温度最高的地方，该地区包括澳大利亚和印度尼西亚，是大气对流非常强烈的地区。
向东的气流穿过太平洋，然后在南美的西海岸下沉，在地表以东风的形式完成环流。
这个环流与另一个较小的，由南美和非洲上方的对流所驱动的环流是相联系的，在对流区出现的降水量大，在下沉地区干燥。
太平洋表面的持续性东风会产生向西的洋流，从而导致谁在太平洋西部堆积。
这就使暖水积聚在西太平洋。
水在西部堆积，导致从西向东海洋表面向下倾斜，谁的这种从东向西运动是西部温暖的表层水厚度增加，而东部表层水变薄。
东部较薄的表层水使得下面温度较低、富含营养的水可以上涌，这就促进科生产力的提高和鱼类数量的增加。
8.海洋中的盐是从何而来的？
随时间推移，海洋是不是变得越来越咸？
如果不是，请说明原因。
海水中的盐分通常是地壳岩石分解或者风化的结果。
当岩石被物理或者化学过程改变的时候，就会发生风化。
当水流经过或者穿过岩石时，他就会把那些可溶解的物质带走。
不会越来越咸，因为还有许多过程可以去除海水中的盐分：
1）从浅海中蒸发海水。
剩下的盐浓度增加并且作为蒸发盐沉积物从溶液中沉淀下来。
2）生物过程。
比如一些海洋微生物去除海水中的钙或硅，并且用来形成他们的壳。
3）海水与海底新形成的火山岩之间发生的化学反应。
4）海洋飞沫的形成。
9.给出温盐环流的定义。
驱动深层海洋环流的过程是什么？
深海环流依赖于温度和盐度，所以这一环流就被称为温盐环流。
在深海中，密度的水平变化很小，然而垂直变化却要大一些。
但是密度最大的水在底层，因此结构是非常稳定的。
所以，通过深海的的水运动相对缓慢，但是经过上千年上百年这个作用是不容忽视的。
10.解释密度跃层、盐度跃层和温度跃层之间的差异。
在表面层和深层海洋之间的过渡区厚度大概有1千米的量级，随水的深度增加，密度增加很快。
密度的这种急剧增加成为密度跃层。
在某些区域，这个密度梯度是由盐度的变化来控制的，随深度增加盐度也迅速增加。
在这种情况下，盐度梯度特指为盐度跃层。
在其他大部分地区，温度变化主导着密度梯度，随深度增加温度迅速减小，这种过度也因此被称为温度跃层。
11.什么是底层水？
它是在哪里形成的？
是怎样形成的？
底层水只在极地海洋的部分地区和沿着海冰的边缘形成，是海洋中产生的密度最大的水。
高纬度地区高密度水的的产生是大洋深层环流的开始。
这个高密度的水可以通过偶几个过程产生。
举例来说，蒸发和降水的巨大差异以及海冰的形成都可以造成温度降低和盐度增大。
12.温盐输送带的意思是什么？
温盐输送带是地球系统的一个重要特征。
其主要体现在以下方面：
首先，对于海洋中营养物质的再循环起到一个主导的作用；
另外，对于地球的气候也具有重要的影响作用。
存在于海洋中的很多生命形式都可以在近表面层找到，他们要么是利用阳光进行光合作用的浮游植物，或者是依靠浮游植物生存的动物。
13.解释在改变全球温度分布方面海洋所起的作用。
海洋环流对去阿牛温度有很强的影响，温暖表层水向极地的输送，取代了形成于海冰边缘的底层水，这是一个生育太阳能向极地传输的机制。
还想提供了几乎和大气等量地向极地输送热量，在低纬度传输的热量比大气传输的多，而在中高纬度，大气输送占主要地位。
海洋代表了一个巨大的热量储存库：
在一些地方吸收大气中的热量，在另一些地方向大气释放热量。
第六章
1.积雪是如何影响它上方的气温的？
由于积雪的反照率比较高，这就意味着能在没有积雪的情况下使地表升温的太阳辐射在有积雪时都被反射了回去，因此区域的温度较低
2.积雪是如何影响土壤温度的？
虽然积雪使气温降低，但对于它覆盖下的地表，它的影响恰恰相反。
新雪是聚到一起的六角形冰晶，晶体之间有大量的空气间隙。
空气无法轻易穿透积雪，因此雪的热传导效率不是很高。
因此，积雪使地面的热量损失减少。
3.冰晶是怎样形成的？
在有冰晶和过冷却水滴共存的云中，由于冰面的饱和水汽压比过冷却水面的饱和水汽压小，当空气中的实有水汽压介于两者之间，即大于冰面饱和水汽压而又小于水面饱和水汽压时，过冷却水滴会因蒸发而减小，水分子不断由水滴向冰晶上转移，冰晶则因凝华而增大。
4.什么是永久冻土？
永久冻土是指永久结冰的土壤，只简单地以温度来定义（换句话说，实际上并不一定有冰）。
如果土壤保持0℃以下的温度达到两年以上，就可视为永久冻土。
5.为什么永久冻土融化可能对未来的气候变化非常重要？
永久冻土融化引起的最大问题是向大气中排放的温室气体可能会增加。
地表附近的永久冻土融化会产生湖泊和具有厌氧（低氧）条件的水涝土壤，由此形成的环境中，使产甲烷生物能够大量繁殖。
近年来大气中甲烷浓度的增长速度已经趋缓或停止，然而，融化的冻土可能会改变这种前景。
6.解释雪是怎样变成冰川冰的？
如果积雪到夏天仍然没有融化并随着时间开始积累，雪的厚度会增加，但也会经理各种转化。
积雪的温度梯度和冰晶大小、形态的差异可能引起蒸汽压的局部差异，进而导致一些晶体升华并沉积在其他晶体表面。
这样会使晶体变圆、压紧，密度增加。
而积雪厚度增加产生的压力会使积雪进一步压紧。
冰晶相互接触并通过热压的过程彼此结合，从而融合在一起。
随着积雪逐渐压实和冰晶的融合，密度增加，病例之间的空气体积减少雪转化为冰川冰。
7.解释冰川是怎样移动的。
冰虽然硬但易碎，受到压力时就会破碎。
然而，在较高的压力条件下，在冰川深处缓慢施加的压力会导致冰像塑料一样变形，越往深处，这种压力越大，导致冰开始流动。
8.解释冰川和海洋冰在积累冰的方式上有何不同？
冬天雪降落在冰川上，夏天又会融化一些。
如果温度足够冷，雪在夏天也不会融化，它会随着时间堆积在冰川的积累区并变成冰。
海洋表面的温度降到冰点以下时（一般海洋盐度下的冰点是-1.8℃）就会形成海冰。
随着海水向冰层底部冻结形成新冰，海冰的厚度逐渐增加。
9.洋流对海冰的分布起到什么作用？
北大西洋暖流和黑潮海流的暖水阻止大洋东部的冰缘继续向南延伸；
而东格林兰洋流、拉布拉多洋流和亲潮洋流则带来冷水，促使大西洋西部增加的冰层向南延伸。
10.海冰影响气候的两种主要方式是什么？
温度的变化引起海冰覆盖和表面反照率的变化，这又会进一步影响温度。
这是一个正反馈：
温度升高→海冰覆盖减少→反照率降低→温度升高。
另一种海冰反馈在全年都很重要：
温度升高导致海冰覆盖减少，使得从海洋向大气的热通量增加，进而使得温度升高。
第七章
1.20世纪20年代，当大陆漂移理论首次提出时，科学界为什么没有立即接受这种理论？
英国科学家HaroldJeffreys爵士在1925年的计算结果表明，该理论所要求的大陆穿过刚性海床的假设是不可能实现的。
其他科学家由于Wegener不能提出驱使这一运动的物理机制而持怀疑态度。
事实上，Wegener自己的许多计算结果和提出的机制本身也是错误的和不可靠的。
直到人们对固体地球的结构和运转有了进一步理解之后，Wegener的大陆漂移说才被接受。
2.什么是“Moho”面？
过渡带中最浅的一个是地壳—地幔边界，最早是由克罗地亚地震学家发现的，为了纪念这个科学家这个边界成为Moho面，我们将地震波急剧增长的区域定义为Moho面。
3.地球内部结构的两种分层方法（其中一种用来区分地壳、地幔以及地核，另外一种用来区分岩石圈和岩流圈）的理论基础是什么？
用来区分地壳、地幔和地核是根据地震波的传播速度；
区分岩石圈和岩流圈的理论基础是地震学和岩石学。
4.请比较P波和S波。
P波，又叫纵波，产生于地球内部物质的挤压，物质随着波的传递、交替挤压、伸展。
S波又叫次级波或横波，传播时振动方向和传播方向垂直。
5.为什么地震集中分布在板块边缘？
构造活动时板块移动的结果。
各板块之间一直存在着相对运动，其平均速度约为每年数厘米。
在板块之间的摩擦力的作用下，在板块的边界及表面附近会轮流出现稳定期及活跃期。
在一段稳定期过后，累积的能量会突然释放，使某些板块上升到其他版块的上方，从而导致地震的发生，所以地震集中分布在板块边缘。
6.地球内部的热源有哪些？
1放射性衰变②地球形成时期残留下来的热量
7.什么是地磁极性？
在海底扩张理论的形成过程中，地磁极性起到了什么作用？
磁的极性为南北极的地理方向，。
海底的磁场呈条带状分布，条带基本上与大洋中脊平行，条带反映了交替变化的磁极带。
磁极条带的转让胡总分布现象是由于海底扩张造成的，新的海底形成时，其磁极方向和当时的地磁场方向一致。
对着火山不断喷出新的熔岩，这些海底物质被推向大洋中脊轴的两侧。
由于每一次磁场反转都会在海底产生一个磁性条带，因此在大洋中脊上正在形成的海底物质与前一个磁性周期内在同一个大洋中脊上形成的、后来移动到大洋中脊轴两侧的旧海底物质之间表现出不同的极性。
8.板块边界分为哪三种类型？
分别有什么样的地表特征？
板块边界分为：
离散型、聚合性和转换型三种类型。
在离散型板块边界区域，岩石圈在外力作用下发生分离，在陆地上，离散型板块边界表现为断裂即裂缝。
聚合性板块边界是指两个板块被挤压在一起的区域。
当两个板块的相对运动方向与边界方向平行时，既不会生成岩石圈，也不会使岩石圈受到破坏。
在这种情况下，两个板块会在断层处错开，形成边界的断层被称为转换短程。
9.什么是侵蚀？
风化产物被搬运到盆地沉积的过程被称为侵蚀。
10.如何使用波射性来确定岩石年龄？
岩石中同时含有放射性同位素及其衰变产物，并且我们知道该物质在形成时含有的放射性同位素确切含量，和该放射性同位素的半衰期，那么就可以计算岩石的年龄。
11.板块运动的驱动因素有哪些？
最重要的驱动力是板块间的相互作用。
大洋中脊地势较高的区域作用于海洋板块其他部分的重力推力（脊推力），冷却过程中海洋岩石圈不断增加的密度，在这种力的作用下，板块的另一端被拉到俯冲带（板片拉力），阻止海洋板块弯曲成为俯冲带的弹性阻力（弯曲阻力），俯冲板片与上方的岩石圈之间的摩擦力（摩擦力），海洋版块冷却、密度变大后产生的下浮力（负浮力）。
12.关于板块分裂及再聚合的Wilson周期的产生原因，有什么样的假设？
大陆聚合形成超大陆、经过一段时间后超大陆会分散开并移动到各处，然后再聚合。
这种板块聚散的周期性变化过程被称为Wilson周期。
根据古地理重建的结果，可以推测超大陆聚合及分裂的周期大约为5亿年。
另一方面，我们也可以根据板块移动达到地球周长一半的距离所需要的时间来推算Wilson周期。
板块移动的速度一般为4cm/年，而地球周长的一半为20000千米。
这样，假设两个大陆相互远离对方移动，则在约5亿年后两个大陆又会在地球的另一侧相遇。
因此，考虑到盘古大陆形成于3亿年前，则可以认为下一个超级大陆将会在2亿年后形成。
届时，太平洋将闭合并被其他周边的俯冲带所吞没。
第八章
1.下面这些碳库中，哪个停留时间最长：
植物、海洋、沉积石灰岩？
沉积石灰岩
2.下面这些过程中，哪些包括有机碳循环：
方解石类骨骼沉淀、海洋-大气之间的碳交换、海底溶解、风化时的氧化作用？
海洋大气间的碳交换、海底溶解
3.描述什么是生物泵。
浅水区的光合作用、有机质的下沉和深水区的分解作用，这几个方面的综合效果是使CO2和营养物质从水体表面向海洋深处运输。
4.为什么说，板块构造对维持海洋-大气碳库中丰富的碳含量非常重要？
无机碳化合物参与化学风化和碳酸盐沉淀，之后通过掩埋被去除。
之后，地壳板块通过变质岩变化形式及火山爆发重新向大气释放CO2。
地幔产生的CO2接着通过大洋中脊和聚合边界释放到海气系统中。
所以板块构造对维持海洋-大气碳库中丰富的碳含量非常重要。
5.石灰岩（碳酸盐）风化不会导致大气中二氧化碳的净减少，为什么？
无机碳在沉积物和沉积岩中的主要存在形式是石灰岩。
石灰岩的主要成分是碳酸钙，主要以方解石的形式存在。
地壳岩石大致有两种矿物组成：
碳酸盐及硅酸盐。
碳酸盐的风化：
CaCO3+H2CO3→Ca2++2HCO3-
这个过程是消耗CO2的过程。
硅酸盐变质和火山爆发释放的CO2基本和硅酸盐风化中消耗的CO2平衡。
海洋最终会接受陆地表面化学和物理风化、侵蚀后的产物——土壤颗粒和溶解物质。
产生碳酸盐的海洋生物从海水中吸收Ca2+和HCO3-，之后以贝壳和骨骼的形式积累沉淀CaCO3。
碳酸钙生产者造成了海洋碳化学
升级会员 