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第1章 地理要素 1

当今地表系统 美国四角州地标的精确位置到底在哪？ 2

1.1地理学 5

1.1.1地理学分析 5

1.1.2地理连续体 5

1.2地球系统概念 7

1.2.1系统理论 7

1.2.2本书的结构体系 14

1.2.3球体行星：地球 17

1.2.4公元前247年的地球测量 18

1.3地球上的位置与时间 19

1.3.1纬度 19

1.3.2经度 21

1.3.3大圆与小圆 24

1.3.4全球定位系统 24

1.3.5本初子午线和标准时间 26

1.4地图、比例尺、投影 29

1.4.1地图比例尺 29

1.4.2地图投影 30

1.5遥感与地理信息系统 33

1.5.1遥感 33

1.5.2地理信息系统 37

判断与思考1.1纬向地带与气温 21

判断与思考1.2你的地理位置？ 24

判断与思考1.3比例尺的查看与计算 30

专题探讨1.1科学方法 11

专题探讨1.2利用时间确定经度 23

地学报告：6则 39

地表系统链接 39

1.6总结与复习 39

第Ⅰ篇 大气能量系统 44

第2章 到达地球的太阳辐射及其季节变化 46

当今地表系统 追逐太阳直射点 47

2.1太阳系、太阳和地球 48

2.2太阳能：从太阳到地球 49

2.2.1太阳活动和太阳风 51

2.2.2辐射能与电磁波谱 53

2.2.3大气顶界的能量输入 54

2.3季节变化 57

2.3.1季节性 57

2.3.2季节的成因 58

2.3.3季节变化的进程 61

判断与思考2.1日出和日落的计算方法 57

判断与思考2.2大时间尺度上天文因子的变化 60

判断与思考2.3季节变化的观测与跟踪 64

判断与思考2.4测量太阳高度角的变化 64

地学报告：4则 64

地表系统链接 64

2.4总结与复习 64

第3章 地球现代大气 69

当今地表系统 人类仿制地球大气 70

3.1大气的成分、温度和功能 71

3.1.1大气廓线 72

3.1.2按大气组成划分大气层 73

3.1.3按大气温度划分大气层 76

3.1.4按大气功能划分大气层 78

3.2大气中的不稳定成分 79

3.2.1天然污染源 80

3.2.2影响大气污染的自然因素 84

3.2.3人为污染 85

3.2.4清洁空气法案的效益 91

判断与思考3.1对流层顶的边界在哪儿？ 78

判断与思考3.2了解你那里的臭氧柱 79

判断与思考3.3成本效益评估 92

专题探讨3.1平流层中臭氧的损失：持续的健康危险 80

专题探讨3.2酸沉降对生态系统的破坏 89

地学报告：4则 93

地表系统链接 93

3.3总结与复习 93

第4章 大气和地表能量平衡 98

当今地表系统 是否应该限制北极航运的发展？ 99

4.1能量要素 100

4.1.1能量传输路径和原理 100

4.1.2日射能量输入 101

4.2对流层的能量平衡 107

4.2.1温室效应与大气变暖 107

4.2.2云层与地球“温室” 108

4.2.3地球-大气能量平衡 109

4.3地表能量平衡 111

4.3.1辐射的日变化模式 111

4.3.2简化的地表能量平衡 112

4.3.3城市环境 116

判断与思考4.1海草指示地表能量动态 107

判断与思考4.2了解更多太阳能应用技术 115

判断与思考4.3你那里的地表能量收支情况如何？ 119

专题探讨4.1太阳能的集中利用 120

地学报告：2则 122

地表系统链接 122

4.4总结与复习 122

第5章 全球温度 126

当今地表系统 温度变化对圣·基尔达岛索厄羊的影响 127

5.1温度的概念和度量 128

5.1.1温度标尺 129

5.1.2温度测量 130

5.2气温的主要影响因子 131

5.2.1纬度 131

5.2.2海拔 131

5.2.3云覆盖 133

5.2.4水陆热力差异 133

5.3地球表面温度分布模式 138

5.3.1 1月份气温 138

5.3.2 7月份气温 140

5.3.3气温年变幅 143

5.3.4气温记录和温室效应 143

判断与思考5.1开始做笔记：编写自然地理概况 138

判断与思考5.2你个人的舒适温度是多少？ 147

专题探讨5.1气温与人体感受 145

地学报告：3则 147

地表系统链接 147

5.4总结与复习 148

第6章 大气与海洋的环流 151

当今地表系统 洋流带来的入侵物种 152

6.1风的要素 155

6.1.1气压及其测量 155

6.1.2风的描述与观测 157

6.2大气的驱动力 158

6.2.1气压梯度力 159

6.2.2科里奥利力（科氏力） 160

6.2.3摩擦力 163

6.3大气运动模式 164

6.3.1地球上的主要高压带和低压带 164

6.3.2高层大气环流 169

6.3.3全球环流的多年振荡 172

6.3.4局地风 173

6.3.5季风 175

6.4洋流 179

6.4.1表层洋流 179

6.4.2热盐环流：深海洋流 181

判断与思考6.1风的测量 158

判断与思考6.2编写你自己的风力评估报告 176

专题探讨6.1风能发电：现在和未来的一种能源 177

地学报告：4则 182

地表系统链接 182

6.5总结与复习 183

第Ⅱ篇 水、天气和气候系统 188

第7章 水和大气湿度 190

当今地表系统 湖泊提供了气候变暖的重要信号 191

7.1地球上的水 192

7.1.1全球水量平衡 193

7.1.2当今地球上的水量分布 193

7.2水的特性 196

7.2.1热力性质 196

7.2.2自然界中水的热力性质 200

7.3湿度 200

7.3.1相对湿度 200

7.3.2湿度的表示方法 203

7.4大气的稳定性 205

7.4.1大气的绝热过程 206

7.4.2稳定和不稳定的大气条件 207

7.5云与雾 209

7.5.1云的形成过程 209

7.5.2云的类型与识别 210

7.5.3雾 212

判断与思考7.1冰山的分析 197

判断与思考7.2相对湿度和露点图的使用 205

判断与思考7.3云和天气的观测 213

地学报告：4则 216

地表系统链接 216

7.6总结与复习 216

第8章 天气 221

当今地表系统 锋面上的极端天气 222

8.1天气要素 223

8.2气团 225

8.2.1影响北美地区的气团 225

8.2.2气团变性 226

8.3大气上升机制 227

8.3.1辐合上升 227

8.3.2对流上升 228

8.3.3地形抬升 228

8.3.4锋面抬升（冷锋和暖锋） 231

8.4中纬度气旋系统 234

8.4.1中纬度气旋的活动周期 235

8.4.2每日天气图分析：预测 236

8.5剧烈天气 237

8.5.1雷暴天气 238

8.5.2下击暴流族 241

8.5.3龙卷风 242

8.5.4热带气旋 245

判断与思考8.1天气图分析 238

判断与思考8.2在风险认知与建设规划过程中，似乎缺少了什么？ 250

专题探讨8.1未来的大西洋飓风 251

地学报告：5则 253

地表系统链接 253

8.6总结与复习 253

第9章 水资源 257

当今地表系统 美国西南部的水量平衡与气候变化 258

9.1水文循环 260

9.1.1水文循环模型 260

9.1.2地表水 260

9.2土壤水量收支的概念 261

9.2.1土壤水量平衡方程 262

9.2.2干旱 268

9.2.3水量收支的实例 269

9.2.4水量平衡与水资源 272

9.3地下水资源 273

9.3.1地下水剖面及地下水运动 274

9.3.2含水层、水井、泉 275

9.3.3地下水超采 278

9.3.4地下水污染 279

9.4水的供给 280

9.4.1美国的水量供给 281

9.4.2河道内的消耗与非消耗性用水 282

9.4.3海水淡化 283

9.4.4未来思考 284

判断与思考9.1你那里的水量收支 270

判断与思考9.2校园里的水 282

判断与思考9.3杯中之水 285

专题探讨9.1 1969年的卡米尔飓风：水平衡分析与旱情结束 271

专题探讨9.2美国高原含水层的超采 277

地学报告：5则 285

地表系统链接 285

9.5总结与复习 285

第10章 气候系统与气候变化 290

当今地表系统 大比例尺地图上的波多黎各气候类型 291

10.1气候系统及其分类 293

10.1.1气候要素：日照、温度、气压、气团和降水 294

10.1.2气候区的分类 298

10.1.3热带雨林气候 303

10.1.4热带季风气候 304

10.1.5热带稀树草原气候 305

10.1.6亚热带湿润气候 305

10.1.7西海岸海洋性气候 308

10.1.8地中海夏季干燥气候 310

10.1.9夏季炎热型大陆湿润气候 312

10.1.10夏季温和型大陆湿润气候 314

10.1.11亚北极气候 315

10.1.12苔原气候 317

10.1.13冰帽和冰盖气候 318

10.1.14极地海洋气候 318

10.1.15干燥气候特征 319

10.1.16热带亚热带热荒漠气候 320

10.1.17中纬度冷荒漠气候 321

10.1.18热带、亚热带热草原气候 321

10.1.19中纬度冷草原气候 321

10.2全球气候变化 324

10.2.1“关切理由” 325

10.2.2气候变化观测 327

10.2.3气候模型与未来温度 330

10.2.4政策与“无悔”行动 333

判断与思考10.1你那里的气候状况 302

判断与思考10.2燃油经济的驱动因素 332

判断与思考10.3如何减小人为因子导致的气候变化？ 332

专题探讨10.1厄尔尼诺现象——全球联系 296

地学报告：5则 334

地表系统链接 334

10.3总结与复习 334

第Ⅲ篇 地表-大气的界面 338

第11章 动态星球——地球 340

当今地表系统 地球磁极的移动 341

11.1地质时间的跨度 342

11.2地球结构和内部能量 345

11.2.1地核与地磁 345

11.2.2地幔 347

11.2.3岩石圈和地壳 348

11.3地质循环 349

11.3.1岩石循环 350

11.3.2火成岩过程 352

11.3.3沉积岩过程 355

11.3.4变质岩过程 357

11.4板块构造 359

11.4.1简史 359

11.4.2海底扩张与新地壳形成 360

11.4.3岩石圈俯冲 361

11.4.4泛大陆的形成和分裂 362

11.4.5板块边界 365

11.4.6地震和火山活动 366

11.4.7大地热点 367

判断与思考11.1对“人类世”时代的思考 343

判断与思考11.2跟踪泛大陆，了解你的位置变化 364

判断与思考11.3太平洋板块的移动速度有多快？ 369

专题探讨11.1地球内部的热量——地热与能源 369

地学报告：3则 371

地表系统链接 371

11.5总结与复习 371

第12章 大地构造、地震和火山活动 375

当今地表系统圣·哈辛托断层的关联性 376

12.1地球表面的地势特征 379

12.1.1地壳起伏等级与高程测量 379

12.1.2地球上的地形区 380

12.2地壳形成过程 381

12.2.1大陆地盾 382

12.2.2陆壳和地体的建造 383

12.3地壳变形过程 385

12.3.1褶皱和翘曲构造 385

12.3.2断裂构造 387

12.4造山运动（山脉建造） 390

12.4.1造山运动的类型 392

12.4.2大提顿及内华达山脉 393

12.4.3阿巴拉契亚山脉 394

12.4.4全球构造带 395

12.5地震 396

12.5.1震源、震中、前震和余震 396

12.5.2地震烈度和震级 396

12.5.3断裂构造的性质 398

12.5.4地震预测与建设规划 400

12.6火山活动 403

12.6.1火山特征 404

12.6.2火山活动的位置和类型 405

12.6.3溢流式喷发 406

12.6.4爆裂式喷发 407

12.6.5火山预测与建设规划 411

判断与思考12.1洋底构造之旅 378

判断与思考12.2把地形区的比例尺放大至你的所在地 381

专题探讨12.1 1980年的圣海伦斯火山喷发 412

地学报告：4则 414

地表系统链接 414

12.7总结与复习 414

第13章 风化作用、喀斯特景观、块体运动 419

当今地表系统 田纳西州发电厂的人为块体运动 420

13.1陆地剥蚀 421

13.1.1地貌动态均衡 422

13.1.2坡地 423

13.2风化过程 424

13.2.1风化过程的影响因子 424

13.2.2物理风化过程 426

13.2.3化学风化过程 429

13.3喀斯特地貌及其景观 432

13.3.1喀斯特地貌的形成 432

13.3.2地面上的落水洞 432

13.3.3洞穴和溶洞 435

13.4块体运动过程 436

13.4.1块体运动的机制 438

13.4.2块体运动的类型 440

13.4.3人为块体运动（地表破碎化） 442

判断与思考13.1坡地调查与评价 424

判断与思考13.2潜在的滑坡风险 441

专题探讨13.1瓦伊昂水库造成的滑坡灾难 444

地学报告：5则 447

地表系统链接 447

13.5总结与复习 447

第14章 河流系统与河流地貌 452

当今地表系统 美国华盛顿州艾尔华河大坝的拆除与鲑鱼保护 453

14.1河流的基本概念 455

14.1.1河流侵蚀基准面 456

14.1.2流域 456

14.2流水过程与河流地貌 462

14.2.1河流流量 462

14.2.2大坝过水流量与沉积物再分配 463

14.2.3外源河 463

14.2.4河流侵蚀与搬运 464

14.2.5河流与河道特征 465

14.2.6河流比降 467

14.2.7河流沉积及其地貌 470

14.3洪水与河流的管理 477

14.3.1 2005年美国新奥尔良防洪工程的崩溃 478

14.3.2河漫滩平原上的风险评估 479

14.3.3河水流量的测量 480

判断与思考14.1你所在地区是哪个流域？ 459

判断与思考14.2识别河网形态 461

判断与思考14.3卡特里娜飓风灾后墨西哥湾沿岸的评价 479

专题探讨14.1河漫滩平原的观测与管理策略 482

地学报告：4则 481

地表系统链接 481

14.4总结与复习 484

第15章 风成过程与干旱景观 489

当今地表系统 全球环境问题：荒漠化与政治行动 490

15.1风的作用 492

15.1.1风蚀 493

15.1.2风力搬运 495

15.1.3风积地貌 496

15.1.4黄土沉积 498

15.2全球荒漠总览 501

15.2.1荒漠气候 503

15.2.2荒漠中的流水过程 503

15.2.3荒漠景观 510

15.2.4美国的盆岭省 512

判断与思考15.1距离你最近的风成地貌 501

判断与思考15.2荒漠之水 502

判断性思考15.3科罗拉多河危机的关联 514

专题探讨15.1科罗拉多河：失衡的系统 505

地学报告：3则 514

地表系统链接 514

15.3总结与复习 514

第16章 海洋、海岸过程及其地貌 518

当今地表系统 拉福什缓流区的往昔 519

16.1大洋与海 521

16.1.1海水的化学成分 521

16.1.2海洋的物理结构 523

16.2海岸系统的构成 523

16.2.1海岸环境与海平面 524

16.2.2海平面变化 525

16.3海岸系统的作用 528

16.3.1潮汐 528

16.3.2波浪 530

16.4海岸系统的输出 535

16.4.1海岸侵蚀过程及其地貌 535

16.4.2海岸沉积过程及其地貌 535

16.4.3生物过程：珊瑚群系 542

16.5湿地、盐沼和红树林沼泽 545

16.6人类对海岸环境的影响 549

判断与思考16.1关于海平面上升的思考 526

判断与思考16.2珊瑚探索 544

判断与思考16.3似乎是一个合理结论，可是 550

专题探讨16.1海岸线规划中的环境方法 547

地学报告：4则 550

地表系统链接 550

16.7总结与复习 550

第17章 冰川、冰缘过程及其地貌 554

当今地表系统 全球变暖对冰架和入海冰川的影响 555

17.1冰川 557

17.1.1山岳冰川 558

17.1.2大陆冰川 559

17.2冰川过程 560

17.2.1冰川冰的形成 560

17.2.2冰川物质平衡 562

17.2.3冰川运动 562

17.3冰川地貌 564

17.3.1山岳冰川的侵蚀地貌 565

17.3.2山岳冰川的沉积地貌 567

17.3.3大陆冰原的沉积和侵蚀特征 570

17.4冰缘地貌 570

17.4.1多年冻土 571

17.4.2地下冰和冻土现象 573

17.4.3人类与冰缘地貌 576

17.5更新世冰期 577

17.5.1地貌景观的变化 579

17.5.2古湖泊 580

17.6破译过去的气候——古气候学 581

17.6.1中世纪暖期和小冰期 581

17.6.2气候波动机理 582

17.7南极和北极地区 586

判断与思考17.1 仔细寻找冰川特征 567

判断思考17.2南极极点科考站的生活 587

判断与思考17.3国际极地年（IPY）成就展 591

专题探讨17.1冰芯揭示的地球气候史 583

地学报告：5则 591

地表系统链接 591

17.8总结与复习 591

第Ⅳ篇土壤、生态系统、生物群系 596

第18章 土壤地理学 598

当今地表系统 高纬度地区土壤的温室气体排放 599

18.1土壤剖面特征 601

18.1.1土壤剖面 601

18.1.2土层 601

18.2土壤性质 603

18.2.1土壤颜色 603

18.2.2土壤质地 604

18.2.3土壤结构 604

18.2.4土壤结持性 605

18.2.5土壤孔隙度 605

18.2.6土壤水分 606

18.2.7土壤化学 606

18.2.8土壤酸碱性 607

18.3土壤形成因子及其管理 607

18.3.1自然因子 607

18.3.2人为因子 608

18.4土壤分类 610

18.4.1土壤系统分类 610

18.4.2土壤诊断层 611

18.4.3土壤系统分类中的12个土纲 611

判断与思考18.1土壤流失一我们应该怎么办？ 609

判断与思考18.2土壤观测 611

专题探讨18.1土壤硒污染给凯斯特森造成的灾难 617

地学报告：2则 626

地表系统链接 626

18.5总结与复习 626

第19章 生态系统概述 630

当今地表系统 气候变化引起的物种迁移 631

19.1生态系统的组成和循环 633

19.1.1群落 634

19.1.2植物：基本的生物成分 637

19.2光合作用与呼吸作用 637

19.2.1生态系统中的非生物因子 641

19.2.2元素循环 643

19.2.3限制因子 646

19.3生态系统中的生物过程 647

19.3.1生产者、消费者和分解者 648

19.3.2食物网实例 648

19.3.3食物网的效率 651

19.4生态系统及其进化和演替 652

19.4.1生物进化提供了生物多样性 652

19.4.2生物多样性与生态系统的稳定性 653

19.4.3生态演替 655

19.4.4陆生演替 657

19.4.5水生演替 665

判断与思考19.1互生或寄生？我们是哪一种？ 637

判断与思考19.2观察生态系统扰动 656

专题讨论19.1北美五大湖生态系统 660

地学报告：4则 665

地表系统链接 665

19.5总结与复习 666

第20章 陆地生物群系 670

当今地表系统 特里斯坦-达库尼亚群岛的物种入侵 671

20.1生物地理大区 673

20.1.1过渡地带 673

20.1.2陆地生态系统 674

20.2陆地主要生物群系 677

20.2.1热带雨林 677

20.2.2热带森林砍伐 681

20.2.3热带季雨林和灌丛 683

20.2.4热带稀树草原 684

20.2.5中纬度阔叶林和混交林 687

20.2.6针叶林和山地林 688

20.2.7温带雨林 690

20.2.8地中海灌木林 691

20.2.9中纬度草原 692

20.2.10荒漠 693

20.2.11北极苔原和高山苔原 694

判断与思考20.1现状核查 677

判断与思考20.2热带雨林是全球资源还是本地资源？ 682

判断与思考20.3气候转变假设分析 697

专题探讨20.1生物多样性、风险、生物圈保护 684

地学报告：3则 697

地表系统链接 697

20.3总结与复习 697

第21章 地球资源与人口增长 701

当今地表系统 从太空看地球和人类 702

21.1人口数量 705

21.2沾满油污的鸟 706

21.3 21世纪的挑战 708

21.4谁为地球代言？ 709

判断与思考21.1总结回顾 710

地表系统链接 710

附录A本书的地图和地形图 711

附录B柯本气候分类系统 717

附录C常用单位制转换 720

英汉专业术语对照表 723