自然地理学第三章大气和气候

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1、第三章大气和气候①自然环境的重要组成部分②地表物质交换与能量转化的介质③气候形成的物质基础④地表生物的保护圈层⑤生命支持系统的主要组成部分大气的重要性：第一节大气的组成与热能一，大气的成分：地球大气是多种物质的混合物，包括干洁空气、水汽、悬浮尘粒和杂质等。主要成分：N2、O2、Ar，和微量惰性气体氖（Ne）,氪（Kr），氙（Xe），氦（He）等；可变成分：H2O、CO2、O3、CO、CH4、H2S、SOx等等。干空气中，以氮、氧、二氧化碳、臭氧最重要。（一）干洁空气干洁空气（干空气）：除去水汽，液体和固体杂质以外的整个混合气体干空气成分：N2，O2，Ar，CO2；85Km以

2、下，干洁大气组成比例大致常定。（干洁空气容积率见上页图）1，氮和氧：N2—比例大，占75%；性质不活泼；选择吸收紫外线（远紫外光谱0.03~0.13um）O2—丰富，占23%（质量），生物必需物；还有自然界的氧化物存在形式；在短波辐射作用下分解2，二氧化碳：所占比例小（0.03%），集中低层（20km以下）。由有机物燃烧、腐烂和生物呼吸过程产生；现代工业产生大气；海洋为碳汇；大气中CO2浓度正逐渐（平均约以0.7ppm）速度增加，强烈吸收地表长波辐射。因而使地面辐射不易散失到外空间，导致地表低层大气温度上升。3，臭氧：分布于10~40千米处；臭氧层20~25Km高度；强烈吸

3、收太阳紫外线辐射，氟利昂对其有破坏影响。使用N肥，冷冻剂，除臭剂及炭氟化合物（氟利昂）都会破坏臭氧层。㈡水汽大气中包含水汽平均为124×108g,占地球水约0.001%1，来源于水面蒸发和植物蒸腾；在温暖洋面或雨林上空，水汽含量达4%2，水汽凝结降水，是陆地降水的来源，地球年降水量3.36×1022克，平均每11天更替一次；3，其在大气中的含量具有时空变化，与大气环流，海陆分布密切相关；4，大气中水汽主要集中在距地面3Km的范围内，每升高1.5~2Km，水分减为一半；8~10千米以上，水分就更少了。5，发生相变在天气变化，能量转换过程中起重要作用。能强烈吸收和放出长波辐射；

4、能释放或吸收能量。㈢.固液体杂质（悬浮颗粒）：①固体杂质或液体微粒，又称气溶胶粒子；②其组成成份主要为大气尘埃和其他杂质③集中低层大气④气溶胶粒子易成凝结核，使水汽凝结成云致雨。⑤能吸收太阳辐射并散射辐射，改变大气通透性，二、大气的结构（一）.大气质量1.大气上界：3000KM高度左右理论上当气压为零或接近于零的高度称为大气顶层。气象学家曾定义只要发生在最大高度上的某种现象与地面气候有关，便可定义这个高度为大气上界，因而过去把1200Km（极光出现）定为大气上界。高层大气物理学将3000公里高度定为大气上界。因为在这个高度以上，离心力已超过重力，大气密度接近星际气体密度。2

5、，大气质量①假定大气是均质的；则大气高度为8000m,整个大气柱的质量为M0=ρ0н=1013.3g/cm3其中ρ0为T=0℃，气压为1013.25hPaρ0=1.225×10-3g/cm3②整个地球大气的总质量为5.14×1018Kg③大气密度随高度按指数规律减少。高度（KM）大气质量百分比863%海面~5.550%3699%36~1000KM不足1%㈡大气压力1，气压①定义：从观测高度到大气上界单位体积内铅直空气柱的重量为大气压强，简称气压②气压单位：水银柱高度（mm）；国际单位用Pa(帕斯卡),气象学用hPa③标准大气压：T=0℃，纬度为45度的海平面气压，相当于10

6、13.5hPa④地面气压值存在差异，在980~1040hPa之间，平均1013hPa⑤同一水平面上的实际气压分布不均：水平气压场：高气压；低气压；高压脊；低压槽；鞍形区2气压垂直分布：气压垂直分布规律：气压随高度升高而减小，近地面层大气大约每上升10M减少1hPa。同样水平面上气压场形势不同，地面高压，高空低压；地面低压，高空高压。㈢大气分层1.分子组成：2.大气理化性质：3.气象学分层法：大气分层法—均质层（0~85km）;—非均质层>85km光化层（含分子，原子，离子。）离子层（含大气离子，有反射电波能力）N层85—200Km原子氧层200—1100Km氦层1100—3

7、200Km氢层3200—9600Km大气温度在垂直方向上的变化是我们对大气进行分层的主要依据。气象学上的大气分层：①对流层：a大气的最低层，平均11km。b气温随高度的升高而降低、c天气现象发生于此层②平流层：a范围：对流层顶~55Km高空b气流稳定，温度随高度不变或微升；水汽尘埃少大气透明，极少云和降水等气候现象。两极：8~9km,中纬度：10~12km,热带：15~18km（每升高100m,下降0.65度）③中间层:高度范围：从平流层顶~85Km特点：a温度随高度的升高而迅速下降,b空气垂直运动强烈c极少水汽，