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第一篇自然地理总论
鼓：古代夜间击鼓报更，故以其为更的代称。
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地球的公转
地球围绕着太阳做周期性的绕转，被称为地球的公转。从北极上空来看，地球的公转呈逆时针方向，也就是地球公转的方向同地球自转的方向是一致的，也是自西向东。地球公转一周的时间是一恒星年，准确时间为天6小时9分10秒。
地球公转的轨道呈椭圆形，所以地球与太阳之间的距离随着地球在公转轨道上的位置变化而时近时远。当地球运行到近日点的时候，地球与太阳之间的距离约为1.亿千米；当地球运行到远日点的时候，地球与太阳之间的距离约为1.亿千米。同时，地球的公转速度也在不断变化。当地球运行到近日点时，它的公转速度最快；当地球运行到远日点时，它的公转速度最慢。由于地球每年约1月初过近日点，7月初过远日点，因而从秋分到春分的冬半年约天，春分再到秋分的夏半年则需要天。
尽管地球公转的轨道形状是椭圆，但它的偏心率和扁率却很小，所以地球的公转轨道十分接近正圆。“近圆性”既是地球公转轨道的一个特点，也是所有行星绕日运行轨道的共同特征之一。
另外，地球的公转加上*赤交角的存在，也给地球带来了一年四季的季节变化。
极昼和极夜
极昼与极夜是出现在南北两极地区的一种奇特的现象。极昼，就是太阳24小时都不落山，天空总是亮的，这种现象也叫白夜；极夜，正好与极昼相反，就是一天24小时也见不着太阳，天空总是黑的。两极地区这种神奇的自然现象是其他大洲所没有的。
极昼与极夜现象的出现是因为地球*赤交角的存在，也就是地球赤道面与地球公转轨道面存在着23.5°的交角。因为*赤交角，当地球在公转过程中北半球朝向太阳的时候，北极就会出现极昼。当北半球是夏至日的时候，整个北极圈都会处于极昼之中。此时南半球正好与此相反，处于极夜之中。
昼夜交替出现的时间是随着纬度的升高而改变的，纬度越高，极昼和极夜的时间就越长，纬度越低，极昼和极夜出现的时间就会越短。在南北两极的极点上，极昼与极夜出现的时间各为半年，也就是说，那里白天黑夜交替的时间是整整一年，一年中有半年是连续白天，半年是连续黑夜，那里的一天相当于其他大陆的一年。在极圈上，一年当中则仅有一天会出现极昼或极夜。
四季的变化
俗话说：春有百花夏有雨，秋有凉风冬有雪。一年当中之所以会出现这种四季的变化，是因为地球的公转和*赤交角的存在。地球的自转轴与垂直于公转轨道面的轴线倾斜成大约23.5°的交角，这就使地球在公转过程中，太阳直射点会在地球的南北回归线之间产生有规律的移动，进而导致在回归年当中地球离太阳越近反而越冷，离太阳越远反而越热。
在一个回归年当中，人们发现每年1月初当地球靠近太阳的时候，北半球反而正值寒冬，而7月初北半球盛夏时节地球却正经过远日点。发生这种现象是因为太阳与地球之间的距离变化，但这只是使整个地球从太阳接受的总热量产生一些微小的差异，这一点差异并不足以造成地球上一年的季节变化。
事实是这样的：每年3月21日左右，阳光直射赤道，这时太阳在春分点，北半球为春季。此后，太阳直射点逐渐向赤道以北移动，北半球所得的热量逐渐增多。每年6月22日前后夏至时，太阳光直射北回归线，北半球接受太阳光最多，这时北半球便是夏季。到9月23日前后秋分时，太阳光直射赤道，此时南北半球接受太阳光相等，北半球便是秋季。秋分后，太阳光直射点移到南半球，到12月22日前后冬至时，太阳光直射南回归线，北半球接受太阳光最少，这时北半球便是冬季。地球不停地公转，春、夏、秋、冬四季便不断地交替出现。
四季变化在地球南北温带的地方比较显著，并且南半球的四季现象与北半球正好相反，当北半球是春季时南半球是秋季，北半球是夏季时南半球是冬季。
一年当中有春、夏、秋、冬四个季节，由这四季构成的一年，就是回归年，天文学家给它的定义是平太阳连续两次通过春分点的时间间隔。一年当中有24个节气，当北半球正值春分的时候，太阳直射点正好照射在赤道上。当太阳直射点第三次再照射到赤道的时候，正好是平太阳第二次通过春分点。这个周期为.日，即天5小时48分46秒，也就是一个回归年的长度。这是人们根据长期的天文观测得出的结果。如今人们通用的公历与中国传统的农历都是根据回归年来制定的。
四季的划分
关于四季的划分，不同地区有很大的差异。西方分别以春分、夏至、秋分、冬至作为春、夏、秋、冬四季的开始，而中国则习惯以立春、立夏、立秋、立冬作为四季的起点，把春分、夏至、秋分、冬至作为四季的中点。中国民间习惯以农历正月、二月、三月为春季，四月、五月、六月为夏季，七月、八月、九月为秋季，十月、十一月、十二月为冬季。气候统计上，因一般以1月为最冷，7月为最热，故以公历3、4、5月为春季，6、7、8月为夏季，9、10、11月为秋季，12月和次年1、2月为冬季。这种四季分法与四季分明的温带地区较为符合。
五带的划分
在同一个季节内，地球上除赤道以外，太阳辐射具有纬度分布的规律。地球获得的太阳辐射的热量随纬度的变化而变化，纬度越高，地球表面获得的热量就越少，纬度越低，地球表面获得的热量就越多。人们根据这个规律，粗略地将地球划分为五个热量带，这五个热量带分别为热带、北温带、南温带、北寒带、南寒带。其中，热带与南、北温带的分界线分别为南、北回归线，南、北温带与南、北寒带的分界线分别为南、北极圈。
热带的面积占全球总面积的39.8%。在回归线上，一年有一次太阳直射现象，其他热带地区，一年内有两次直射，而且，这里正午太阳高度终年较高，变化幅度不大，因此，这一地带终年能得到强烈的阳光照射，气候炎热。
由回归线到极圈范围内的南、北温带，是两个宽度最大，面积最广的纬度带，其面积占全球总面积的51.7%。温带范围内没有太阳光直射的机会，正午太阳高度每年在夏至日时最高，在冬至日时最低。昼夜长短的变化幅度，南、北温带随纬度的增加而显著地扩大。温带的四季变化最为明显，纬度愈高，冬夏温差愈大。
南、北寒带是两个圆形的高纬地带，它的面积最小，仅占全球总面积的8.5%。从天文特征来看，这里有极昼和极夜现象。除极点外，寒带其他地区都有昼夜分明的时期。即使在昼夜分明和极昼的日子，正午太阳高度也是很低的。寒带接受太阳光能最少，气温终年很低。
地壳物质的组成与循环
地壳
地壳是地球内部圈层的最外层，由风化的土层和坚硬的岩石组成，所以地壳也被称为岩石圈。地壳只占地球体积的0.5%，它在地球表面就像一层薄薄的蛋壳。地壳的厚度并不均匀，一般来说，大陆地区较厚，海洋地区较薄。地壳的平均厚度约为33千米。
地壳虽然很薄，但它上下层的物质结构并不相同。地壳的上部主要由密宽较小、比重较轻的花岗岩组成，它的主要成分是硅、铝元素，这一层被称为硅铝层。地壳的下部主要由密度较大、比重较重的玄武岩组成，它的主要成分是镁、铁、硅元素，所以这一层被称为硅镁层。在大洋底部，由于地壳已经很薄，一般只有硅铝层而没有硅镁层。此外，在地壳的最上层，还有一些厚度不大的沉积岩、沉积变质岩和风化土，它们构成了地壳的表皮。
在地壳中，蕴藏着极为丰富的矿床资源。目前已探明的矿物就有多种，这些矿物都是人类物质文明所不可缺少的资源。
岩石圈
岩石圈是地球的表层，包括整个地壳和上地幔的顶部，薄而坚硬，是地球生物赖以生存的地球固体表层。岩石圈主要由岩石构成，厚度因地而异。一般而言，大陆地壳的岩石圈厚度大于海洋地壳的岩石圈厚度。根据板块构造学说，岩石圈并非整体一块，而是由许多板块组成——亚欧板块、太平洋板块、美洲板块、非洲板块、印度洋板块、南极洲板块，另外还有一些较小板块镶嵌其间，这些板块的运动与岩石的形成和演化有非常密切的关系。
岩石圈中的岩石是在各种地质作用下，由一种或多种造岩矿物或天然玻璃质、胶体物质、生物遗骸组合而成的。比如，大理石主要由方解石组成；黑曜岩主要由天然玻璃质组成；硅藻土主要由生物遗骸组成。组成岩石的化学元素基本上有8种，分别为氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾和镁。
在各种岩石中，常富集与之有成因联系的一定矿产，有些岩石本身即为有用的矿产资源。各种岩石是在一定时空条件和地质条件下形成的，是研究地壳发展历史的重要依据。
岩石的分类
岩石种类繁多，形态、结构和颜色也各不相同。根据成因，岩石可以分为岩浆岩、沉积岩、变质岩三大类，其中以岩浆岩在地壳中所占的比例最大，在地下16千米的范围内约占95%。广义的岩石还包括一些松散的沉积物，如*土、砂砾岩等。
岩浆岩是岩浆活动的产物，又叫火成岩，是岩浆侵入到地壳，或沿着地壳的薄弱地带喷发而出，冷却凝固后形成的岩石。岩浆岩的种类很多，常见的有花岗岩、玄武岩等。根据形成条件的不同，岩浆岩可以分为火山岩、浅成岩和深成岩三种。
沉积岩又叫水成岩，是地表的岩石在风化之后，又经过搬运、沉积后固结形成的岩石。沉积岩是构成地表的主要岩石，尽管它在整个岩石圈中只占岩石总量的5%，但在地表，沉积岩却占地表面积的75%。常见的沉积岩有页岩、砂岩、石灰岩和砾岩等。
变质岩是地壳中的岩石经过变质作用后形成的。在岩浆活动、地壳运动的影响下，地壳中原来的岩石会发生成分和性质的改变而成为变质岩。例如，石灰岩在高温高压条件下会变成大理岩；页岩受挤压变质后会成为板岩；砂岩变质后会成为石英岩。
地幔
地幔是地球内部的构造层之一，是介于地壳和地核之间的中间层，厚度达多千米。地幔的上界面为莫霍界面，下界面为古登堡界面。
地幔又分为上地幔、过渡层和下地幔。上地幔厚度约为多千米，是地幔对流可能发生的区域。上地幔的上部分是一层薄且脆的固体岩石，下部分又称为软流层，是由岩浆所组成的。过渡层厚度约千米。下地幔厚度约千米，成分较均匀，呈半固体的状态。同地壳、地核相比，地幔的物质密度在两者之间，但由于地幔的体积约占地球总体积的82.26%，所以地幔的总质量在三者中是最大的，约占地球总质量的67%。
岩石圈地幔中最重要的矿物是镁硅酸盐和铝硅酸盐两大类，局部可能有氧化物或硫化物矿物聚集，正常地幔中基本无含水矿物。其中，镁硅酸盐矿物的结构变化能反映地幔不同部位的压力状况。
软流层
软流层又叫软流圈，位于上地幔上部、岩石圈之下，深度在50～千米之间，是一个基本上呈全球性分布的地内圈层。目前人们对软流层的认识都是根据地震波传播速度的性质来推测的。软流层的分布具有明显的区域性差异，总的规律是大洋之下的位置较高，大陆之下的位置较深。软流层顶的界面不十分确定，与岩石圈之间无明显界面，具有逐渐过渡的特点。
软流层研究在板块构造学说中占有举足轻重的地位，正是软流层物质的缓慢移动和对流为板块运动提供了驱动力。如果能够证明软流层存在对流现象，地球板块学说就会完全得到成立。
有人曾根据岩石的导热性推测软流层的温度，结果发现在千米深度处温度可以达到℃左右，这个温度与从火山口流出的熔岩的温度十分接近，这说明火山熔岩很可能来自于软流层。
地核
地核是地球的中心，也是地球内部圈层构造中最里面的一层。地核的总质量占整个地球质量的近三分之一，体积占整个地球的六分之一。地核的体积比太阳系中的火星还要大。地核内的物质很奇特，既像钢铁一样具有刚性，又像白蜡一样具有可塑性。因此，地核内的物质不仅比钢铁还坚硬十几倍，而且还会慢慢变形，但不会发生断裂。
据科学观测分析，地核又分为外地核、过渡层和内地核三个层次。外地核的厚度为千米，里面的物质呈液态；过渡层的厚度只有千米，物质处于由液态向固态过渡状态；内地核厚度千米，主要成分是以铁、镍为主的重金属，所以又称铁镍核。
由于地核处于地球的最深部位，所以它受到的压力比地壳和地幔部分要大得多。在外地核部分，压力已达到万个大气压，到了核心部分便增加到万个大气压了。地核内部不仅压力大，而且温度也很高，估计内地核温度可高达℃。
地核也是处于不断的运动之中。有的科学家认为，地球内部各层次的物质不仅有水平方向的局部流动，而且还有上、下之间的对流运动，只不过这种对流的速度很小。有的科学家还推测，地核内部的物质可能还会受到太阳和月亮的引力而发生有节奏的震动。
地球的外部圈层
地球的外部圈层包括大气圈、水圈、生物圈。
大气圈是地球最外部的一个圈层，它是由被地球引力束缚着的大气构成的。大气圈的存在是地球生物生存所必不可少的物质条件，它使地表的温度能够保持在一个恒定的温度，它是水分的保护层，同时也是促进地表形态变化的重要动力和媒介。