海南大学农业气象学第一章 大气

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1、第一章大气§1大气的组成§2大气污染§3大气的分层第一节大气的组成大气的形成及演化干洁大气的组成大气中的水汽大气中的杂质大气形成及演化组成宇宙中的物质主要为H2、He；地球形成之初地表上没有大气；随着地球逐渐形成，大量的小行星撞击地球，地球温度增加，内部岩石融化，表面形成大量的火山；火山喷发出的物质部分以气态形式出现，主要为二氧化碳、甲烷、氮、硫化氢、氨、水汽等，形成稠密的大气层；随着地球逐渐稳定，地表温度下降，水汽首先凝结降落地表，形成原始海洋，原始大气中在水中溶解度较高的物质随降水而进入原始海洋，存留在大气中主要为溶解度较低的氮；原始海洋中逐渐孕育生命，生物界出现；海水的光

2、解反映以及绿色植物的光合作用释放出大量的氧气并溶解于海水中，当海水中氧气浓度达到饱和后，多余的氧气扩散到大气层中；形成臭氧层，生物走上陆地；形成次生二氧化碳、甲烷等；惰性气体多为放射性物质衰变产物，其它氮氧化合物主要为大气放电的副产物；干洁大气的组成所谓干洁大气指的是去除水分及固液态杂质的大气常定成分。由于大气的高度流动性，干洁大气在地球表面各地组成基本相同；在垂直高度上氮和氧的比例也是一致的。干洁大气主要由氮气和氧气组成，分别占有体积比的78％和21％，而氩约占1％，其它气体所占甚少：二氧化碳0.03％，其它微量。干洁大气的组成及其比例不是一成不变的，并且都在参与地－气系统的

3、物质循环。干洁大气在环境中的作用：氮气1.生物体的主要组成成分之一，参与生命活动的全过程。大气中的氮元素进入生物体的途径：大气放电过程及生物固氮。2.大气中性质比较稳定的气体，稀释氧浓度，稳定大气的组成及结构，保护生物体的生存。氧气1.生物体的主要组成成分之一，参与生命活动的全过程。2.氧气主要起氧化作用，通过有机物的氧化释放能量供生命活动所需。一般情况下，氧气浓度足够生物所需，但在水中及土壤中常出现缺氧情况，如赤潮、土壤积水等。干洁大气在环境中的作用臭氧1.臭氧的形成：2.臭氧形成的条件：足够的氧气浓度以及紫外线强度。3.臭氧的空间分布：主要形成于地表上20～50Km大气层内

4、，并随气流向下集中，在20～25Km高度上形成臭氧层；臭氧不稳定，随着温度的增加而分解加速，所以温度高的赤道地区臭氧浓度较低，最高位于副极地地区。4.臭氧在环境中作用：吸收中短波紫外线；杀菌消毒；降低作物产量和品质。5.臭氧空洞：由于人为或自然因素造成某地上空臭氧浓度的异常降低，称臭氧空洞。干洁大气在环境中的作用二氧化碳二氧化碳的来源：二氧化碳的时空分布特征：1）.时间分布特征：呈周期性变化（日变化、年变化）2）.空间分布特征：水平方向上、垂直方向上二氧化碳在环境中的作用：1）.温室效应2）.光合原材料大气中的水分水分的来源：地表潮湿物体的蒸发蒸腾，并随气流向周围扩散。大气中水

5、分的分布：高温潮湿地区含量高，低温干燥地区含量低；地表含量高，高空含量低。水汽在大气中的作用：1.水汽是大气中常温常压下唯一能发生相态变化的成分；2.水汽是大气中能量传递的重要载体；3.具有强烈的温室效应。大气中的杂质大气中的杂质包括灰尘、烟粒、盐粒、花粉、孢子、微生物、悬浮的液滴、冰晶等。杂质来源：自然源与人工源。在环境中的作用：1.吸收、阻挡太阳辐射；2.对地面起保温作用；3.参与水汽凝结，为其凝结核；4.对生物生长发育有较大危害；第二节大气的污染污染及污染物污染：某些物质的增加使得环境中原有的平衡被打破，称造成了环境污染，这些造成污染的物质称污染物。污染物种类主要污染物种

6、类约有一百多种，可以分为含C类、含N类、含S类、含Cl类、粉尘、各类有机物、重金属颗粒等.污染物来源大气污染物对环境的影响1.对农业的影响：SO2、HF、NOx、Cl2、HCl等；2.酸雨与酸雾；3.温室效应：CO2、CH4、NOx等第三节大气的分层大气层的厚度：物理上界：大气中发生的物理现象的最高高度，约1200Km；临界高度：相当于星际物质密度的高度，约3000Km；大气的分层：根据不同高度上温度分布、成分、电荷等物理性质的差异，将大气层自下而上分为对流层、平流层、中间层、暖层、外层等五层。一对流层对流层的厚度随对流强弱而不同，对流强则厚度大。物理性质1.温度随高度的增加而

7、降低；平均0.65℃/hm；2.对流强烈；3.温湿度等气象要素水平分布不均匀，常发生大规模的平流现象；4.约拥有3/4的大气质量及几乎全部的水汽。二平流层范围：对流层顶到约55Km高度空气层。特点：1.温度随高度的增加而增加；2.臭氧浓度较高，有一臭氧层存在；3.水汽含量极少，偶尔会凝结成云；三中间层厚度：55Km～85Km；特点：1.温度随高度的增加而降低，到顶部可达-100℃；2.顶部在白天出现电离现象，夜晚消失；四电离层高度：85Km～800Km特点：1.空气呈高度电离状态；2.温度随