地球水:基本簡介,資源概況,地區差異,地球計算,主要成分,地球溫度,地球運動,相關

地球淡水資源少，但鹹水多，是太陽系中具有生命的星球。但世界上水分布不均，大多淡水都在南極，且水資源隨人口增多，污染愈來愈嚴重，所以我們要節約淡水資源。

基本介紹

中文名：地球水
外文名：Earth Water

基本簡介,資源概況,地區差異,地球計算,主要成分,地球溫度,地球運動,相關內容,

基本簡介

地球水很少

地球是太陽系八大行星之一，從誕生之日起，已歷46億年。按離太陽由近及遠的次序是第三顆，位於水星和金星之後；在八大行星中大小排行是第五。地球是一個不是從希臘及羅馬神話中得到的名字。Earth一詞來自於古英語及日耳曼語。這裡當然有許多其他語言的命名。在羅馬神話中，地球女神叫Tellus——肥沃的土地（希臘語：Gaia，大地母親）。地球是一個存在已知生命體的星球。

年齡：44～46 億年。

公轉周期：約365.2422天

回歸年長度： 366.2422 天。

公轉軌道：呈梨形。7月初為遠日點，1月初為近日點。

自轉周期：恆星日為23小時56分04秒。太陽日為24小時。

自轉方向：自西向東。

衛星（天然）——1顆（月球）

大氣主要成份——氮（78%）、氧（21%）和二氧化碳（ 0.037%）水蒸氣(0.03%)稀有氣體（0.933%）

地殼主要成份——氧（47%）、矽（28%）和鋁（8%）。

表面大氣壓——1013.250毫帕，或760毫米高汞柱。

赤道半徑 = 6378.140 公里

極半徑 = 6356.755 公里

平均半徑 = 6371.004 公里

赤道周長 = 40075.13 公里

體積=10832億立方公里。

質量=5.9742×10^21 噸。

平均密度=5.518 g/cm^3

表面積=5.11億平方公里。

海洋面積=3.617453億平方公里。(占總表面積的70.8%)

陸地面積=1.49億平方公里(占總表面積的29.2%)

緯度1°長度 = 111.133－0.559cos2φ 公里 (緯度φ處)

經度1°長度 = 111.413cosφ－0.094cos3φ 公里

大氣中的聲速(0度) V = 331.36 米/秒

大氣中的聲速(常溫) V = 340米/秒

地球表面磁場強度～ 5×10-5 特斯拉

北磁極：76°N, 101°W;

南磁極：66°S, 140°E

地球表面重力加速度(φ = 45°) : g = 9.8061 米/秒2

地球表面脫離速度 = 11.2 公里/秒

光行差常數(J2000) k = 20.49552＂

黃赤交角(J2000) ε = 23°26'21＂.448

黃徑總歲差(J2000) P = 5029”.0966 (每世紀)

歲差周期 = 25800 年

平均軌道速度 = 29.79 公里/秒

資源概況

降落到地上的雨、雪水，2/3左右為植物蒸騰和地面蒸發所消耗，可供人們用於生活、生產的淡水資源每人每年約一萬立方米。但是，由於地球上人口分布與淡水資源分布不成比例，加上水資源污染和使用過程中的浪費，世界上許多國家和地區存在著淡水資源緊張的情況，不少國家和地區不惜成本昂貴，設立海水淡化裝置或採取其它措施來緩和淡水供應矛盾。隨著經濟的不斷發展，人們對淡水的需求不斷增加，2025年，淡水資源緊缺將成為世界各國普遍面臨的嚴峻問題。地球雖然有70．8%的面積為水所覆蓋，但淡水資源卻極其有限。在全部水資源中，97．5%是鹹水，無法飲用。在餘下的2．5%的淡水中，有87%是人類難以利用的兩極冰蓋、高山冰川和永凍地帶的冰雪。人類真正能夠利用的是江河湖泊以及地下水中的一部分，僅占地球總水量的0．26%，而且分布不均。約65%的水資源集中在不到10個國家，而約占世界人口總數40%的80個國家和地區卻嚴重缺水。據聯合國公布的統計數據，全球有11億人生活缺水，26億人缺乏基本的衛生設施。

地區差異

世界各國和地區由於地理環境不同，擁有水資源的數量差別很大。按水資源量大小排隊，前幾名依次是：巴西、俄羅斯、加拿大、美國、印度尼西亞、中國、印度。若按人口平均，就是另一種結果了。中國人均水資源量相當於世界人均量的1/4。

我國是一個水資源短缺、水旱災害頻繁的國家，如果按水資源總量考慮，水資源總量居世界第六位，但是我國人口眾多，若按人均水資源量計算，人均占有量只有2500立方米，約為世界人均水量的1/4，在世界排第110位（按149個國家統計，統一採用聯合國1990年人口統計結果），已經被聯合國列為13個貧水國家之一。

圖片

(km)

(億立方米)

總量

/億立方米

上表表明，我國各流域由於面積不同，加之自然地理條件的差異，水資源稟賦差別很大，全國年降水總量為61889億立方米，多年平均地表水資源（即河川徑流量）為127115億立方米，平均地下水資源量為8288億立方米，扣除重複利用量以後，全國平均年水資源總量為28124億立方米。實際上，只單獨考慮水資源量的多少並沒有什麼意義，必須與當地的社會經濟生產條件相結合，必須與水資源的質量結合起來，才具有其社會意義。

地球計算

卡文迪許認為地球的質量約為6×10^24千克

地球的赤道半徑ra=6378137m≈6.378×10^6m，極半徑rb=6356752m≈6.357×10^6m，扁率e=1/298.257,忽略地球非球形對稱，平均半徑r=6.371×10^6m。在赤道某海平面處重力加速度的值ga=9.780m/s^2,在北極某海平面處的重力加速度的值gb=9.832m/s^2，全球通用的重力加速度標準值g=9.807m/s^2，地球自轉周期為23小時56分4秒（恆星日），即T=8.616×10^4s。

如果把地球看成質量均勻，並且忽略其它天體的影響，可以通過如下途徑計算地球的質量。

方法一、在赤道上，地球對質量為m的物體的引力等於物體的重力與隨地球自轉的向心力之和，則為5.984*10^24 kg

方法二、在北極，不考慮地球自轉，則計算為5.954*10^24kg

方法三、把地球看作質量均勻的球體，忽略自轉影響，半逕取平均值，重力加速度取標準值。則為5.965*10^24kg

月地距離r月地=3.884×10^8m，月球公轉周期為27天7小時43分11秒（恆星日），即T月≈2.361×10^6s，月球和地球都看做質點，設月球質量為m月。

方法四、為6.220*10^24kg

主要成分

直到十六世紀時，人類才了解到地球只不過是太陽系的一顆行星而已。

地球不需太空探測船即可認識，但是直到二十世紀我們才真正勾勒出地球的全貌。當然能自太空中取得它的影像是其中相當重要的因素，地球的太空影像對天氣預測，尤其是颱風（颶風）的預報來說有很大的幫助，而且從太空看到的地球真是非常美麗、可愛。

由化學組成成分及地震震測特性來看，地球本體可以分成一些層圈，以下就標示出它們的名稱與範圍（深度，單位為公里）：

0～40地殼40～2890地幔2890～5150外地核5150～6378內地核

固態的地殼厚度變化頗大，海洋地區的地殼較薄，平均約7公里厚；而大陸地殼就厚得多，平均約40公里厚；地函也是固態，不過在它上部有一層極小部分熔融的區域，稱為軟流圈，其上的地函最頂部及整個地殼則稱為岩石圈；至於外地核是液態而內地核是固態。這些不同的層圈都是以不連續面為界，最有名的就是在地殼與地函之間的莫氏不連續面（Mohorovicic discontinuity）。

地幔占有地球的主要質量，地核反而位居其次，至於我們生存的空間則只是整個地球極小的一部分而已（質量，單位為10的24次方公斤：大氣層 = 0.0000051，海洋 = 0.0014 ，地殼 = 0.026，地幔 = 4.043，外地核= 1.835，內地核 = 0.09675，）

地核的主要成分是鐵（或鐵鎳質），不過也可能有一些較輕的物質存在，地心的溫度約有7,500K，比太陽表面溫度還高；下部地函的主要成分可能是矽、鎂、氧，再加上一些鐵、鈣及鋁；上部地幔主要成分則是橄欖石及輝石（鐵鎂矽酸鹽岩石），也有鈣和鋁。以上這些了解都是來自於地震震測資料，雖然上部地幔的物質有時會因著火山噴出熔岩而被帶到地表來，但是我們仍無法到達固體地球的主要部分，海底鑽探行動連地殼都尚未挖穿。地殼的成分則主要是石英（二氧化矽）及矽酸鹽類如長石。整體估算，地球化學組成的重量百分比為：鐵34.6% ，氧29.5% ，矽15.2% ，鎂12.7% ，鎳2.4% ，硫1.9% ，0.05% 鈦。

地球是平均密度最大的主要星體。

其它類地行星也都具有和地球類似的結構與組成，但其中也有一些差異：月球核所占比例最小；水星核的比例最大；而火星及月球的函相對較厚；月球和水星沒有化學組成明顯不同的函與殼之分；地球可能是可再分成內外核的。不過請留意，我們對行星內部的認識主要是來自於理論推導，就算是對地球的也是如此。

有別於其它類地行星，地球的最外層（包含地殼及上部地幔的頂端）被切分為數塊，“飄浮”於其下的熾熱地幔之上，這就是著名的板塊構造運動學說。這個學說主要描述兩種運動：拉張與隱沒，前者發生在二個板塊互相遠離，其下的岩漿湧出而生成新地殼之處；後者則發生在二個板塊互相碰撞，其中一方潛入另一方之下，終至消滅於地函中之處。此外，也有一些板塊邊界是橫向錯開式的相對運動或兩個大陸板塊硬碰硬地撞在一起。

地球的大部分表面很年輕，只有5億年左右，以天文的角度來看確實很短。但也有很少的地方露出了當年地球地殼形成時的基底——花崗岩，如中國遼寧省葫蘆島市綏中縣就有裸露，由於形成花崗岩時的冷卻時間長，所以花崗岩內的結晶體都非常發育，邊長在1-2厘米，故把其命名為綏中花崗岩。由於侵蝕作用及構造地質運動不斷地破壞又重建大部分的地表，因而地表早期的地質記錄不容易找到，例如撞擊坑，所以早期地球歷史大部分都已不見蹤跡。地球約有45至46億年老，然而已知最老的岩石只有大約40億年前（地球有相當長的一段時期是一個由熔化的岩漿形成的火球），而且老於30億年的岩石非常罕見。最老的生物化石不早於39億年前，有關生命起源的關鍵時期則亳無記錄。

地球表面積71%為水所覆蓋，地球是太陽系在表面可以擁有液態水的行星（土衛六的表面有液態乙烷或甲烷，而藏於木衛二的表面之下則可能有液態水）。液態水是我們已知的生命型式所不可或缺的要素；而緣於水具有的大比熱性質，海洋的熱容積成為保持地球溫度恆定的一大功臣；液態水還是陸地上侵蝕與風化作用的主要營力，這是太陽系中有此作用的地方（也許火星早期也曾有過這些作用，但已無）。

地球大氣組成中，77%是氮氣而21%是氧氣，再來就是微量的氬、二氧化碳及水氣。地球初形成時的大氣很可能大部分都是二氧化碳，不過它們大多已被碳酸鹽類岩石給結合，其餘的則是溶入海洋及被綠色植物耗盡；如今板塊構造運動及生物作用是大氣中二氧化碳消長的持續主控者。大氣中存在的水氣及微量二氧化碳所造成的溫室效應是維持地表溫度極重要的作用，溫室效應使地表溫度提高了大約35℃，否則地表的平均溫度將是酷寒的-21℃！若沒有水氣及二氧化碳，海水會凍結，而我們已知的生命型式將無從開展。此外，水氣更是地球水循環及天氣變化中不可或缺的要角。

自由氧的存在也是地球化學組成的一大特徵，因為氧是活性很強的氣體，照理說應該很容易就和大氣中其它元素相化合，地球上的氧氣完全是由生物作用產生及維持，若沒有生命就不會有自由氧。

地球與月球之間的引潮力會使地球的自轉周期每一世紀增加約2毫秒，最新研究顯示在9億年前一天只有18小時，而一年則有481天。地球擁有適度的磁場，推測磁場是起因於液態外地核中的電流。由於太陽風與地球磁場及外層大氣的互動作用，極光於焉產生；而上述因素的不均衡造成磁極會在地表移動，磁北極位於加拿大北境。由於太陽風與地球磁場及外層大氣的互動作用，極光於焉產生；

地球磁場及其與太陽風的互動作用也造成了范艾倫輻射帶（Van Allen radiation belts），它是環繞著地球的成對環狀帶，外型就像是甜甜圈，由氣體離子（電漿）組成，其外圈由海拔19,000公里延伸到41,000公里；內圈則介于海拔13,000至7,600公里之間。

地球溫度

地核的溫度大約是4700℃，比太陽光球表面溫度（6000℃）略低。地球上最高溫度發生在閃電中。一次閃電能釋放100億焦耳的能量，達到30000℃，這溫度是太陽表面溫度的5倍，但比太陽核心的溫度（1400萬攝氏度）低多了。地球上最冷的地方在哪裡？北半球的“冷極”在西伯利亞東部的奧伊米亞康，1961年1月的最低溫度是–71℃。南半球的“冷極”在南極大陸，1960年8月24日氣溫為–88.3℃。

地球運動

地球繞地軸的旋轉運動，叫做地球的自轉。地軸的空間位置基本上是穩定的。它的北端始終指向北極星附近，地球自轉的方向是自西向東；從北極上空看，呈逆時針方向旋轉。地球自轉一周的時間，約為23小時56分，這個時間稱為恆星日；然而在地球上，我們感受到的一天是24小時，這是因為我們選取的參照物是太陽。由於地球自轉的同時也在公轉，這4分鐘的差距正是地球自轉和公轉疊加的結果。天文學上把我們感受到的這1天的24小時稱為太陽日。地球自轉產生了晝夜更替。晝夜更替使地球表面的溫度不至太高或太低，適合人類生存.地球自轉的平均角速度為每小時轉動15度。在赤道上，自轉的線速度是每秒465米。天空中各種天體東升西落的現象都是地球自轉的反映。人們最早就是利用地球自轉來計量時間的。研究表明，每經過一百年，地球自轉速度減慢近2毫秒，它主要是由潮汐摩擦引起的，潮汐摩擦還使月球以每年3～4厘米的速度遠離地球。地球自轉速度除長期減慢外，還存在著時快時慢的不規則變化，引起這種變化的真正原因尚不清楚。

地球繞太陽的運動，叫做公轉。從北極上空看是逆時針繞日公轉。地球公轉的路線叫做公轉軌道。它是近正圓的橢圓軌道。太陽位於橢圓的兩焦點之一。每年1月3日,地球運行到離太陽最近的位置,這個位置稱為近日點;7月4日,地球運行到距離太陽最遠的位置,這個位置稱為遠日點。地球公轉的方向也是自西向東，運動的軌道長度是9.4億千米，公轉一周所需的時間為一年，約365.25天。地球公轉的平均角速度約為每日1度，平均線速度每秒鐘約為30千米。在近日點時公轉速度較快，在遠日點時較慢。地球自轉的平面叫赤道平面，地球公轉軌道所在的平面叫黃道平面。兩個面的交角稱為黃赤交角，地軸垂直於赤道平面，與黃道平面交角為66°34'，或者說赤道平面與黃道平面間的黃赤交角為23°26'，由此可見地球是傾斜著身子圍繞太陽公轉。

地球水