大气成分结构和性状

《大气成分结构和性状》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、《大气科学概论》知识体系1第二章大气的成分、结构和物理性状第一章大气科学概述第三章大气辐射过程和热力学过程第四章大气中水分相变过程第五章大气基本动力过程大气基本物理过程第六章天气系统：各类天气系统和预报第七章气候系统：控制因子、分类、变化空气分子在地球引力作用下包围着地球表面形成一层薄薄的大气圈，大气圈无色无味，但时时刻刻发生着复杂的天气过程。2第二章大气的成分、结构和物理性状大气圈：是由多种气体混合组成的气体及浮悬其中的液态和固态杂质所组成。3一、大气圈的主要成分氮N2、氧O2、氩Ar三者合占大气总体积的99.96％，占大气总质量的99.95%，其它气体含量甚微大气中的水汽来自海洋、江河、湖

2、泊及潮湿物体表面的水分蒸发和植物的蒸腾，并借助空气的垂直交换向上输送。空气中水汽含量的时空变化特征①一般情况是夏季多于冬季。②低纬度暖水洋面和森林地区的低空水汽含量最大（4％），而在高纬度寒冷干燥的陆面上，其含量则极少（0.01％）。③从垂直方向而言，空气中的水汽含量随高度的增加而减少：1.5~2km高度上，空气中水汽含量已减少为地面的一半；5km高度，减少为地面的1/10；再向上含量就更少了。4（1）水汽大气中水汽含量虽不多，但它是天气变化中的一个重要角色：（1）降水；（2）能量5臭氧通常是氧分子在太阳紫外辐射作用下分解为氧原子后,再进行一系列复杂的化学反应与另外的氧分子结合而形成的。6（2

3、）臭氧O3臭氧层离地面约20到30公里处，它在地球上空形成一把“保护伞”，它将太阳光中99％的紫外线过滤掉，这对于地球上生命的生存十分重要。过量的紫外线会使人和动物免疫力下降，最明显的表现是皮肤癌的发病率增高；植物和微生物会因为承受不了紫外线的强烈照射而死亡。1984年英国科学家首次发现南极上空出现臭氧洞。1987年签订了限制使用氟利昂等化学品的蒙特利尔条约用作制冷剂、喷雾剂、发泡剂等化工制剂的氟氯烃是导致臭氧减少的“罪魁祸首”。2000年10月，臭氧洞面积最大：2900万km2北极、青藏高原出现臭氧低值区7臭氧洞温室气体:对太阳辐射吸收甚少，但却能强烈地吸收地面辐射，同时又向周围空气和地

4、面放射长波辐射。8（3）温室气体CO2、CH4、N2O因此它们都有使空气和地面增温的效应。观测证明，近数十年来这些温室气体的含量都有与年俱增的趋势，这与人类活动关系十分密切。定义：大气中悬浮着的各种固态和液态颗粒总称，能在空气中滞留至少几个小时。尺度：10-3~102μm数密度：102~106个/cm3分布特征：城市＞农村陆地＞海洋冬季＞夏季9（4）大气气溶胶粒子10大气气溶胶粒子的来源：自然源和人为源大气气溶胶在天气过程中的作用：①形成云、雾和降水条件——充当凝结核的作用②改变辐射平衡——通过散射辐射和吸收辐射产生直接影响③造成大气污染，能见度降低——沙尘暴、雾11观测证明大气在垂直方向上的

5、物理性质是有显著差异的。大气总质量的50％集中在离地5.5km以下的层次内，36~1000km大气层只占大气总质量的1％。12二、大气圈的结构根据温度、成分、电荷等物理性质，同时考虑到大气的垂直运动等情况，可将大气分为五层：对流层是地球大气中最低的一层。云、雾、雨雪等主要大气现象都出现在此层。对流层是对人类生产、生活影响最大的一个层次，也是气象学、气候学研究的重点层次。①厚度：下界是地表，上界随纬度和季节而变化11~13km，赤道16~18km，两极8~9km13对流层地表能量大气温度对流强度②质量：集中了约75%的大气的质量和90%以上的水汽质量以及几乎所有的气溶胶颗粒；③气温：从下向上是逐

6、渐降低的，低纬度地区对流层顶气温约-83℃，高纬度地区约-53℃④大气运动：具有强烈的对流、乱流运动⑤气象现象：主要大气现象均出现14⑥分层：A下层：摩擦层或行星边界层，地面~2km特点：气流受地面的摩擦影响大，湍流作用特别强盛；受地面热力作用影响，气温有明显的日变化；水汽、尘粒含量较多，低云、雾、浮尘等频出B中层：底界在摩擦层顶，上层高度约为6km。特点：受地面影响比摩擦层小得多；气流状况基本可表征整个对流层空气运动的趋势大气中的云和降水大都产生在这一层内C上层：6km~对流层的顶部特点：受地面的影响更小，气温<0℃，水汽含量较少，各种云都由冰晶和过冷水滴组成。在中纬度和热带地区存在强风带（

7、急流，风速>28m/s)15（1）气温随高度增加而降低：由于对流层主要是从地面得到热量，因此气温随高度增加而降低。16对流层的三个主要特征：气温随高度增加而降低的量值，平均而言，高度每增加100m，气温则下降约0.65℃，这称为气温直减率，也叫气温垂直梯度：由于地表面的不均匀加热，产生垂直对流运动。对流运动的强度主要随纬度和季节的变化而不同。一般情况是：低纬较强，高纬较弱；夏季较强，冬季较弱。因此