环境科学概论-大气环境

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1、第二章大气环境AtmosphericEnvironment第一节大气的结构和组成第二节大气污染和污染物第三节大气环境的危害第四节大气中污染物的扩散第五节大气污染的综合防治与管理第一节大气的结构和组成大气的结构大气的组成大气的结构距地面5千米以下的空气占大气质量的50%，整个大气圈质量的95%都集中在高于海平面20千米以上的高空，再往高处，地球大气和星际大气便联起来了。这就是说，大气上界是模糊的，在地球和星际之间并没有一个截然的界限。大气的上界物理上界：根据大气中才有的而星际空间中没有的物理现象来确定。例如：极光现象（1200千米）估计

2、上界：按照人造卫星探测资料推算，大气密度接近星际空间的高度为2000-3000千米，即以此为大气估计上界。大气的结构大气的上界大气的结构根据：根据大气垂直方向上的物理性质差异（温度、成分、电荷等），同时考虑大气的垂直运动状况进行分层。大气的垂直结构对流层（Troposphere）平流层（Stratosphere）中间层（Mesosphere）热(成)层（Thermosphere）散逸层大气的结构1、对流层（Troposphere）范围厚度随纬度、高度和季节变化而变化全球平均厚度：12千米，低纬度地区17-18千米，中纬度地区10-12

3、千米，高纬度地区8-9千米。夏季厚度大于冬季主要特征温度随高度增加而降低（γ=0.65℃/100m）具有强烈的对流运动气象要素水平分布不均内部差异对流层内部根据温度、湿度、气流运动及天气状况等可分为三个层次：层次下层中层上层边界层或摩擦层自由大气层范围1－2Km以下2－6Km6－顶部受地面影响最大较小最小运动形式湍流对流急流天气现象低云、雾、浮尘、霾云和降水冰晶云大气的结构2、平流层（Stratosphere）范围:从对流层顶到距地面50－55千米的范围主要特征:空气稀薄、水汽和微尘的含量很少，能见度高大气以水平运动为主，垂直运动极其

4、微弱，不易成云致雨温度随高度升高而升高（强烈吸收紫外线）大气的结构3、中间层（Mesosphere）范围：从平流层顶到距地面85千米的范围主要特征：气温随高度升高而降低下暖上冷，再次出现空气的垂直运动该层80千米高度上，有一个白天出现的电离层称为D层大气的结构4、热层（Thermosphere）：范围：从中间层顶到距地面800千米的范围主要特征：气温随高度升高而升高（波长小于0.175μm的太阳紫外辐射都被该层中的原子氧所吸收的缘故）空气稀薄，在700多千米厚的气体中只含有大气总质量的0.5%空气处于高度的电离状态，有电离层E层和F层

5、（无线电波传输）大气的结构4、热层（Thermosphere）：此外，在高纬度地区的晴夜，在热层中可以出现彩色的极光。这可能是由于太阳发出的高速带电粒子使高层稀薄的空气分子或原子激发后发出的光。这些高速带电粒子在地球磁场的作用下，向南北两极移动，所以极光常出现在高纬度地区上空。大气的结构“极光”现象5、散逸层：范围：800千米高度以上的大气层主要特征：气温随高度升高而降低大气质点经常散逸到星际空间大气的结构成云致雨的必要条件主要成分98.9%次要成分水汽固体杂质生物体的基本成分维持生物活动的必要物质植物光合作用的原料；对地面保温吸收紫

6、外线，使地球上的生物免遭过量紫外线的伤害成云致雨的必要条件；对地面保温大气组成主要作用干洁空气O3N2O2CO2大气各成分的作用（一）干洁空气的成分1、定义：大气中除去水汽和固体杂质以外的整个混合气体。2、组成：近地平面的干燥空气，主要成分是氮气(78.09%)和氧气(20.94%)。其次是氩气(0.934%体积)和二氧化碳(0.033%体积)。空气中水的体积百分含量在0.1-0.5%之间，其余的大气成分为稀有气体，氢的含量约为5×10-5%。除此之外，还有不少痕量气体成分。大气的组成成分体积浓度，ppm主要来源CH41.6生物活动H

7、20.5生物活动，光化学N2O0.3生物CO0.12人类活动，光化学NOx10-6-10-2光化学，雷电、人类活动H2O210-4-10-2光化学NH310-4-10-3生物活动HNO310-5-10-3光化学H2CO310-4-10-3光化学SO22*10-4人类活动、光化学，火山爆发OCS10-4人类活动、生物活动、光化学CS210-5-10-4人类活动、生物活动HO2·10-7-10-5光化学HO·10-9-10-6光化学CCl2F20.28人类活动H3CCCl310-4人类活动大气中痕量气体的分布均质大气85千米以下，主要成分

8、比例相对稳定非均质大气85千米以上，主要成分比例不稳定N2NO2O0100%100250千米大气的组成臭氧（O3）来源：O2→O+OO2+O→O3原因：在上层大气中，紫外线强度很大，氧气分子多分离成氧原子。在较低层大气中