本书是一部自然地理学的教材,英文版发行遍及各大洲(含中国香港和台湾地区),而且已有韩文版译著。该教材特点是:通过丰富的图片和实际数据列表,对自然地理学概念、原理、应用以及前沿动态由浅入深地阐述,逐步引导学生深入理解抽象的、片段化的知识难点,使之融入一个完整的知识体系。书中的实物图片能够增加学生对自然地理学的直观认识;新的“编写框架”体现了地表各圈层环境的整体性,并以实例来诠释地理学的系统论观点;在导入重要概念和原理时,往往结合实际现象并从本质入手。此外,书中还包含有大量的数据网站和研究机构网站,确保信息能够及时更新,读者可了解全球最新研究动态、获取基础研究资料。
本书以地理学要素为起点,分为“大气能量系统”“水、天气和气候系统”“地表-大气的界面”“土壤、生态系统、生物群系”四个部分(篇),共21章。每章开篇专栏“当今地表系统”中都会讲述一个故事来激发读者的兴趣;“地学报道”“专题探讨”和“判断与思考”专栏,还会向读者介绍一些地学相关的动态、热点和争论话题;章尾以“地表系统链接”承上启下,加强前后两章之间的联系。书中还涉及天文、地质、自然资源和灾害等方面的基本知识,因此,它不仅是一部专业教材,也是一本有趣的科普读物。
样章试读
目录
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第1章 地理要素 001
当今地表系统 美国四角州地标的精确位置到底在哪? 002
1.1 地理学 005
1.1.1 地理学分析 005
1.1.2 地理连续体 005
1.2 地球系统概念 007
1.2.1 系统理论 007
1.2.2 本书的结构体系 014
1.2.3 球体行星:地球 017
1.2.4 公元前247年的地球测量 018
1.3 地球上的位置与时间 019
1.3.1 纬度 019
1.3.2 经度 021
1.3.3 大圆与小圆 024
1.3.4 全球定位系统 024
1.3.5 本初子午线和标准时间 026
1.4 地图、比例尺、投影 029
1.4.1 地图比例尺 029
1.4.2 地图投影 030
1.5 遥感与地理信息系统 033
1.5.1 遥感 033
1.5.2 地理信息系统 037
判断与思考1.1 纬向地带与气温 021
判断与思考1.2 你的地理位置? 024
判断与思考1.3 比例尺的查看与计算 030
专题探讨1.1 科学方法 011
专题探讨1.2 利用时间确定经度 023
地学报告:6则
地表系统链接 039
1.6 总结与复习 039
第Ⅰ篇 大气能量系统 044
第2章 到达地球的太阳辐射及其季节变化 046
当今地表系统 追逐太阳直射点 047
2.1 太阳系、太阳和地球 048
2.2 太阳能:从太阳到地球 049
2.2.1 太阳活动和太阳风 051
2.2.2 辐射能与电磁波谱 053
2.2.3 大气顶界的能量输入 054
2.3 季节变化 057
2.3.1 季节性 057
2.3.2 季节的成因 058
2.3.3 季节变化的进程 061
判断与思考2.1 日出和日落的计算方法 057
判断与思考2.2 大时间尺度上天文因子的变化 060
判断与思考2.3 季节变化的观测与跟踪 064
判断与思考2.4 测量太阳高度角的变化 064
地学报告:4则
地表系统链接 064
2.4 总结与复习 064
第3章 地球现代大气 069
当今地表系统 人类仿制地球大气 070
3.1 大气的成分、温度和功能 071
3.1.1 大气廓线 072
3.1.2 按大气组成划分大气层 073
3.1.3 按大气温度划分大气层 076
3.1.4 按大气功能划分大气层 078
3.2 大气中的不稳定成分 079
3.2.1 天然污染源 080
3.2.2 影响大气污染的自然因素 084
3.2.3 人为污染 085
3.2.4 清洁空气法案的效益 091
判断与思考3.1 对流层顶的边界在哪儿? 078
判断与思考3.2 了解你那里的臭氧柱 079
判断与思考3.3 成本效益评估 092
专题探讨3.1 平流层中臭氧的损失:持续的健康危险 080
专题探讨3.2 酸沉降对生态系统的破坏 089
地学报告:4则
地表系统链接 093
3.3 总结与复习 093
第4章 大气和地表能量平衡 098
当今地表系统 是否应该限制北极航运的发展? 099
4.1 能量要素 100
4.1.1 能量传输路径和原理 100
4.1.2 曰射能量输入 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 ll5
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
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
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
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
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
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
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 气候模型与未未温度 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
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 地球内部的热量一一地热与能源 369
地学报告:3则
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
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
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
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
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
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
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-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
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
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
地表系统链接 697
20.3 总结与复习 697
笫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