第11章 水圈、大气圈、岩石圈的相互作用

四大圈层的相互作用地球就像一个超级大的游乐场，这里面有四个超酷的“小伙伴”在玩耍互动，它们就是大气圈、水圈、岩石圈和生物圈。

大气圈就像是地球的“羽绒服”，它总是洋洋洒洒地把地球包裹起来。

有时候它会耍耍小脾气，吹来一阵狂风，那风就像一个调皮的孩子在到处疯跑，把地上的东西吹得七零八落。

大气圈和水圈可是一对欢喜冤家呢。

当大气圈中的水汽聚集得多了，就像一个装满水的气球被扎破，雨水就哗啦哗啦地落下来，这时候水圈就像一个默默承受的小跟班，任由大气圈把水洒在自己身上，在地上形成河流、湖泊，就像水圈身上亮晶晶的项链和镜子。

岩石圈就像一个顽固的老头子，稳稳地坐在那里。

不过它也会被大气圈和水圈折腾得够呛。

大气圈带来的风可以像一把把小刻刀，慢慢地侵蚀岩石圈的身体；水圈的水流淌过岩石圈的时候，那架势就像一群小蚂蚁在啃食一块巨大的蛋糕，长年累月下来，岩石圈也不得不改变自己的模样，出现了峡谷、沟壑，就像脸上长满了皱纹。

生物圈就像一个魔法小精灵，在这三个圈层之间跳来跳去。

植物扎根在岩石圈里，就像抓住了大地爷爷的胡须，然后又贪婪地呼吸着大气圈送来的空气，大口大口地喝着水圈提供的水，茁壮成长。

动物们呢，就像一群四处闲逛的游客，在大气圈下跑来跑去，在水圈里游来游去，在岩石圈上爬来爬去。

大气圈要是生气了，来一场风暴，水圈就会波涛汹涌，像一群发狂的骏马奔腾。

而这时候，生物圈里的生物们就像受惊的小老鼠，赶紧找地方躲起来。

岩石圈还是那样默默承受，顶多被吹掉几块小石子，就像掉了几颗头皮屑。

水圈要是泛滥起来，像一个张牙舞爪的巨兽，淹没了很多岩石圈的领地，也会让生物圈里的很多生物流离失所。

可大气圈又会来帮忙，太阳一晒，水又慢慢蒸发回去了，就像把调皮的孩子拉回了家。

这四个圈层的相互作用就像一场永不停歇的闹剧，它们时而争吵，时而合作，共同构成了我们这个丰富多彩、充满生机又变幻莫测的地球。

要是哪一天它们之间的互动突然停止了，那地球这个大游乐场可就变得冷冷清清，没有一点趣味啦。

岩石圈、水圈与大气圈及相互作用文献材料基于2000年之前整理于2011年4月目录第一章地球表层系统与环境 (1)第一节地球表层系统的组成 (1)一、四大圈层 (1)二、三大界 (1)三、固、液、气三态物质 (2)第二节地球表层系统的结构 (2)一、垂直分层 (2)二、水平分异 (2)三、立体交叉 (2)四、多级嵌套 (3)第三节地球表层系统的功能 (3)一、物质传输、能量流动、信息传递 (3)二、地球表层系统的可预测、可调控功能 (4)第四节人类与地球表层环境 (4)一、人类对地球表层环境的作用与影响 (4)二、人类与环境的协调发展 (6)第二章大气圈与气候分异规律 (7)第一节大气的运动 (7)一、水平气压梯度力 (7)二、地转偏向力（科里奥利力） (8)三、大气的辐合与辐散 (8)四、大气环流 (9)第二节物质输移 (14)一、水汽的输移 (14)二、二氧化碳的输移 (16)三、气溶胶的输移 (16)第三节能量传输 (16)一、高低纬间的传输 (16)二、海陆间的传输 (17)三、高低空之间的传输 (18)第四节气候分异规律 (18)一、气温分异 (19)三、气候分异 (22)第三章水圈与水平衡 (24)第一节水圈的组成 (24)一、海洋水 (25)二、陆地水 (26)第二节水圈结构与特征 (27)一、水圈的水平结构特征 (28)二、水圈的垂直结构特征 (28)三、跨流域调水－解决水的空间分布不均问题 (28)第三节水的运动与循环 (29)一、水循环 (29)二、河水的运动 (30)三、冰川的运动 (31)四、海水的运动 (31)五、海面升降与三相转化 (34)第四节水量平衡 (35)一、水量平衡的概念 (35)二、水量平衡方程 (35)第五节水圈与灾害 (37)一、水灾 (37)二、水荒 (38)第四章大气圈与岩石圈相互作用 (39)第一节岩石圈变动与气候 (39)一、海陆分布变化对气候的影响 (39)二、地形起伏变化对气候的影响 (40)三、岩石圈与大气圈的相互作用 (41)第二节地貌与气候 (42)一、地貌对气候的影响 (43)二、气候对地貌的影响与控制 (43)第五章水圈与岩石圈相互作用 (44)第一节水的分布、负荷均衡与岩石圈形变 (44)一、岩石圈的变动与水的分布的变化 (44)三、岩石圈与水圈的正反馈作用 (46)第二节海岸线与海岸带 (47)一、海岸线的轮廓与平衡岸弧的发育 (47)二、海岸均衡剖面 (48)三、海岸线的进退 (50)第三节海啸、地质灾害－水岩相互作用 (51)一、滑坡 (51)二、崩岸 (51)三、泥石流 (52)四、海啸 (52)第四节河口地貌 (53)一、河口分段与河口地貌 (53)二、三角洲 (54)第六章水圈与大气圈相互作用 (55)第一节水汽与天气 (55)一、水汽分布与天气 (55)二、水汽相变与天气 (55)第二节水与气候 (56)一、海洋水与环流、气候 (57)二、陆地水与环流、气候 (58)三、环流、气候与水的分布 (58)第三节大气环流与水的循环 (58)一、大气环流与全球水分循环 (58)二、大气环流与水体运动 (59)第四节海气相互作用 (60)一、厄尔尼诺/南方涛动（ENSO） (60)二、风暴潮 (62)三、海平面升降与气候变化 (63)第七章水圈、大气圈与岩石圈相互作用 (64)第一节气候-海洋-冰川-均衡 (64)第二节气候-水的分布-地球自转-构造运动 (65)一、气候变化与地球表面水的分布 (65)二、地球表面水的分布与地球自转速度 (65)三、地球自转速度的变化与构造运动或形变 (66)四、气候－水的分布－地球自转速度-构造运动 (67)第三节构造运动-大气环流-水份循环 (68)第八章地表环境预测 (69)第一节地表环境预测的原则 (69)第二节岩石圈的变化趋势 (70)第三节大气圈的变化趋势 (71)一、大气圈组成成分的变化趋势 (71)二、大气圈结构的变化及其趋势 (72)三、气候变化的趋势 (73)第四节水圈的变化趋势 (76)一、海面的变化 (76)二、水循环与水平衡的变化 (78)三、水圈组成与结构的变化 (79)第五节地球表层环境的变化趋势 (79)一、自然的成分越来越少，人工的成分越来越多 (79)二、能量流的改变 (79)三、物质流的改变 (80)四、信息流的改变 (81)第一章地球表层系统与环境第一节地球表层系统的组成地球表层系统，是一个非常复杂的巨系统。

大气圈岩石圈水圈生物圈的关系
地球上的大气圈、岩石圈、水圈和生物圈是密不可分的。

它们之间相互作用，相互影响，共同维持着地球的生命和生态平衡。

大气圈是由气体组成的薄层，主要包括氮气、氧气、二氧化碳等。

它为地球提供了气候、天气和生命所必需的氧气。

同时，大气圈中的气体也参与了地球的物质循环和能量转移。

岩石圈是地球的固体表面，由岩石和土壤等组成。

它为地球提供了地形、土壤和矿物资源。

岩石圈与大气圈、水圈和生物圈之间的相互作用也影响着地球的物质循环和能量转移。

水圈是指地球上的水资源，包括海洋、河流、湖泊、冰川等。

它为地球提供了生命所必需的水和气候调节。

同时，水圈中的水也参与了地球的物质循环和能量转移。

生物圈是地球上生物所处的环境，包括植物、动物、微生物等。

生物圈与大气圈、岩石圈和水圈之间相互作用，共同维持着地球的生态平衡。

生物圈中的生物也参与了地球的物质循环和能量转移。

总之，大气圈、岩石圈、水圈和生物圈之间的相互作用是地球生态系统的基础。

只有它们相互协作，地球上的生命和生态才能得以延续和发展。

- 1 -。

生物圈与地球表部其他圈层的相互作用整个生物圈都渗透在大气圈、水圈和岩石圈之间；生物圈与大气圈、水圈和岩石圈之间存在着复杂的相互作用关系以及物质和能量的交换与循环。

这里仅简要列举几个方面。

（一）大气圈、水圈及岩石圈环境对生物圈发展的制约与促进作用大气圈、水圈及岩石圈构成了生物圈中各种生物最基本的无机生存环境，它们供给生物所必需的水分、各种营养物质及矿物质等。

这些无机环境的差异对生物圈的繁盛、发展具有很强的限制性或促进性作用；而生物对其生存环境则具有很强的依存性和适应性。

一般来说，生物的种类、数量、形态结构及生理机能等与它所生存的一定环境条件是相适应的；有利或不利的环境条件会对生物的繁盛与发展起到促进或制约的不同作用。

大气圈、水圈在太阳能的驱动下而发生运动、循环，形成风、雨、流水、潮汐、气温变化、干湿变化等；它们与岩石圈表面的自然地理相结合，使不同地区形成了不同的气候与地理环境。

因此，生物长期进化发展的结果，在地理与气候条件不同的地区往往形成了不同的生物群落；而在地理与气候条件相似的环境一般都具有相似的生物群落。

例如，在不同地区的沙漠生物群落中，虽然生物种类并不相同，但它们都具有许多相似的特征：种类和数量较少、耐干旱、具有防止或减少水分蒸发的能力或行为等。

我国云南西双版纳有热带雨林生物群落，印度、南美等地也有，它们的地理、气候条件（如温度、湿度等）相似，生物特征也很相似（生物繁茂、种类多、数量较多、喜湿性等）。

根据地理与气候环境不同，生物群落可分为陆生和水生两大类。

陆生生物群落又包括热带雨林、亚热带常绿阔叶林、荒漠、温带落叶阔叶林、温带草原、寒温带针叶林、寒带苔原等群落；水生生物群落包括海洋生物群落（滨海、浅海、半深海-深海等）和淡水生物群落（河流、湖泊、沼泽等）。

（二）生物圈对大气圈、水圈的改造与影响地球与太阳系中其他行星的最显著不同是地球上有繁茂的生命。

正是地球上生命的发生和发展，才使大气圈能有今天这样适合于人类生存的大气环境，这其中主要是得益于绿色植物的作用。

水圈与大气圈的相互作用优秀-V1水圈和大气圈是地球系统中两个相互作用重要的子系统，两者互相制约、协同作用，不可分割，共同维护着地球的生态平衡。

一、水圈与大气圈的相互作用形式水圈和大气圈通过水循环和物质转化实现相互作用：(一) 水循环水循环是指水体在不同介质之间的运动方式，包括蒸发、降水、地下水和地表水等。

水循环中大气圈和水圈是紧密相连的，大气圈中的水汽、降雨和降雪等，都能够对水圈产生影响。

在地球上，蒸发和降水是水循环中发生频率最高的过程。

(二) 物质转化物质转化是指大气和水圈中的储存材料和能量在一定条件下的转移和转化。

在这个过程中，水体和大气中的气体如二氧化碳，氧气等分子经常进行化学反应。

同样地，化学反应还能影响大气和水圈中的化学成分。

二、水圈与大气圈的相互影响作用(一) 大气圈对水圈的影响1. 气温影响水体状态大气圈中温度的变化，关系到水的状态转移，如果水在低温下结冰可以重新成为地表水。

高温下水有更多机会进行蒸发，转化为大气中的水汽。

2. 降水对水圈的补给大气圈中部分的水汽通过蒸发、融化等过程转化后，会随着气流移动到其他地方。

当气流遇到气温较低的区域或形成降雨或降雪时就会降水，形成补充水圈的流量。

3. 气流的效应气流是指在一定距离内空气的流动状态，气流运动着水汽，使得水圈中的水汽分布变得更加均匀。

在物理上，气流还会产生很多热能，能够改变水圈中的环境状况。

(二) 水圈对大气圈的影响1.水汽与气温的系数对气温调节作用。

水圈的水汽，能够影响大气圈中的温度，水汽在空气中的含量，对温度有较大影响。

当水汽含量增大，会促进大气中的温度升高；当水汽含量下降，则会促进大气的降温。

2.水圈能够净化大气中的污染水圈中的雨水具有很好的净化作用，当雨水形成并掉落地面时，会将空气中的污染物冲刷掉，减少空气中的污染物浓度。

3.大气中的气体成分会影响水体中的物质当大气中的化学物质，如二氧化碳等排放过多，会导致水圈中酸性物质剧增，加速石灰岩的溶解、土壤中的重金属的释放等，危害水圈中的生态环境。

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。

第十一章 水圈、大气圈、岩石圈的相互作用第⼀一节气候—海面—冰川—均衡第二节气候—水的分布—地球自转速度—构造运动或形变第三节构造运动—大气环流—水循环第四节水圈、大气圈、岩石圈相互作用与黄土地貌第五节水圈、大气圈、岩石圈相互作用与冰川、冰缘地貌第二节气候—水的分布—地球自转速度—构造运动或形变一、气候变化与地球表面水的分布气候的冷暖变化，导致冰川的进退和海平面的升降，从而引起地球表面水的重新分布。

当冰期来临，海洋水蒸发减少，海平面减低，而中高纬度大陆冰盖发育、扩展，势必导致地球表面水的质量中心向高纬度偏移。

二、地球表面水的分布与地球自转速度ωI=Cω为地球自转的角速度；I为地球转动惯量；C为常数∑I=mr2在地球总质量不变的情况下，转动惯量的变化取决于半径r。

当转动半径r增大时，转动惯量增大，从而导致转动速度的变缓；当转动半径r减小时，转动惯量减小，从而导致转动速度加快二、地球表面水的分布与地球自转速度当冰期来临，地球表面将有较多的水以冰的形式集中分布到中高纬大陆地区，从而使地球表面的水的质量中心向高纬度偏移。

地球表面的水的质量中心向高纬度偏移，将导致地球自转转动惯量减小，从而使地球自转的速度加快。

当间冰期来临，中高纬度大陆地区的冰盖融化，融水回到海洋，地球表面的水的质量中心将向较低纬度迁移，从而导致转动惯量的增大和地球自转的速度变慢。

三、地球自转速度的变化与构造运动或形变当地球自转速度变快，离心力增大，使地球表层向低纬度地区移动。

由于地球表层与内部物质组成的不均匀性，地球表层运动的幅度与速度不同，便导致某些地区的挤压、某些地区的拉张和某些地区的剪切。

纬向构造带及其派生构造就是这样形成的。

当地球自转速度变快，离心力增大，使海水从高纬度地区向低纬度地区集中，引起低纬地区的海侵和高纬地区的海退；当地球自转速度变慢，离心力减小，使海水从低纬度向高纬度地区移动，引起低纬地区的海退和高纬地区的海侵。

当地球自转速度变快，地球表层就会向西漂移；当地球自转速度变慢，地球表层就会向东漂移。

结合自己家乡自然环境特征，论述水圈、大气圈和岩石圈相互作用的自然地理现象。

谈到水圈、大气圈、岩石圈的相互作用，就不得不考虑大气圈、水圈、岩石圈相互作用相互影响，它决定了地球的无机环境，决定了地球表层环境的结构与轮廓，没有岩石圈，水圈也就失去了固体支撑，也就不可能有海洋、湖泊、河流、冰川等。

没有固体地球，就不会有足够的引力将现在的大气吸引住，也就不会有现在的大气圈。

如果没有大气圈，地球表面的温度变差将会比现在大得多，液态水将难以存在，水圈即使存在也不是现在这个样子，因此可以看出三者相互交织，不可分割。

我的家乡位于东北，东北平原是我国最大的平原，在东北地区的中部。

它包括三江平原、松嫩平原和辽河平原。

东、西、北三面环山，北起嫩江中游，南至辽东湾，南北长约1000公里，东西最宽约400公里，面积约35万平方公里，约占东北地区总面积的28%。

它主要是由辽河、松花江、嫩江和乌苏里江等河流冲积而成的。

大部分在海拔200米以下，宽广平坦，坡度很小。

只有长春附近松辽分水岭处地势稍高，海拔200—250米。

分水岭以南称辽河平原，以北称松嫩平原。

正是因为这样的岩石圈的结构，我的家乡东北平原土地肥沃，水网发达，水圈与岩石圈相互作用，加之气候影响，东北盛产玉米、大豆、春麦、甜菜等作物，是我国北方著名的“粮仓”和畜牧基地。

就气候方面来说，东北地区属温带季风气候，四季分明，夏季温热多雨，冬季寒冷干燥。

自东南而西北，年降水量自1000mm降至300mm以下，从湿润区、半湿润区过渡到半干旱区。

正是这样的大气圈与水圈的相互作用，致使东北三省的气候条件优越，在夏季温暖湿润也不太炎热，适合庄稼生长，在冬季的时候，大雪覆盖水源充沛，大气圈与水圈物质相互作用良好，适合繁衍生息。

但有一点不容忽视，就是东北地区降水并不多，但依然是湿润地区，就因为纬度高，气温低，蒸发少，所以也多沼泽。

东北地区多沼泽的原因有四点。

第一点、地表水收入大于支出；气候因素（降水量大于蒸发量）。

大气圈水圈冰冻圈岩石圈
大气圈，是地球上最外层的气体层，它包裹着整个地球，保护
着我们免受宇宙空间中的辐射和小行星的撞击。

大气圈中的气体层
不仅给地球带来了氧气和二氧化碳等生命必需的气体，也形成了天
空中美丽的云彩和绚丽的日落。

水圈，是地球上的水体循环系统，包括了海洋、河流、湖泊和
地下水等。

水圈的存在为地球生命的存在提供了必不可少的水资源，也是维持生态平衡的重要组成部分。

水圈中的水蒸气不断地蒸发、
凝结和降水，形成了地球上壮观的自然景观。

冰冻圈，是地球表面上的极地和高山地区的冰雪覆盖区域。

这
些地区的气温极低，几乎整年都覆盖着厚厚的冰雪。

冰冻圈中的冰
川和冰雪是地球上重要的淡水资源之一，也是许多极地动植物的栖
息地。

岩石圈，是地球上最外层的岩石层，由地壳和部分上地幔组成。

岩石圈是地球上陆地和海洋的基础，同时也是地球上的板块构造和
地质活动的重要载体。

岩石圈中的岩石和矿物资源为人类提供了丰
富的资源，也是地球演化和地质变迁的见证者。

大气圈、水圈、冰冻圈和岩石圈，它们共同构成了地球上复杂而美丽的自然环境。

我们应该珍惜地球上的每一个圈层，保护好我们的家园。