大气的组成和结构.ppt

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1、第一章大气的组成和结构中国民航大学空管学院2021/8/10第一节大气组成第二节大气结构第四节标准大气第三节空气状态方程地球表面的外层是多种气体混合组成的空气，受地球重力作用，围绕地球占有一定的空间，称为地球大气，简称大气（Atmosphere）。大气不停地运动，不断地变化，呈现出各种各样的天气（Weather）现象。大气的状态用气温、气压、湿度、风、云、降水、能见度等气象要素（MeteorologicalElement）表示。地球大气1、干洁空气（DryAir）除水汽、气溶胶以外的整个混合气体2、水汽（WaterVapor）垂直和水平分布差异较大；大气中唯一能发生相变的

2、成分，来源于地面，含量变化。容积计约占0~5%。3、气溶胶粒子（大气杂质）（Aerosols）水汽凝结物水滴和冰晶悬浮的固体微粒烟粒、盐粒、尘粒、各种凝结核以及带电离子等。第一节大气组成1、干洁空气O3：主要分布于10~50km高度的平流层大气中，极大值在20~35km之间。O3可以强烈吸收太阳紫外线辐射而增温，改变大气温度的垂直分布，同时也使地球生物免受了过多紫外线（Ultraviolet）的照射。对天气影响较大的成分N2占大气质量的78%，O2占大气质量的21%.干洁大气之不同纬度臭氧浓度平均垂直分布曲线（a）4月（b）10月干洁大气之CO2CO2：吸收地面受热后放出

3、的长波辐射，对地球具有“温室效应”（GreenHouseEffect）的作用。对天气影响较大的成分二氧化碳含量分布特点：工业区多、农村少同一地区冬季多、夏季少夜间多、白天少阴天多、晴天少水汽在大气中所占的比例很小，仅0.1%~3%，却是大气中最活跃的成分。水对于地球上生命的意义。2、水汽水汽的分布：大气中的水汽含量随高度的增加而逐渐减少。水平地理分布不均。约50%的水汽集中在约2km以下，约大于90%的水汽集中在5km以下；99%的水汽集中在对流层。水汽是成云致雨的物质基础，故大多数复杂天气均出现在中低空，高空晴朗。2、水汽水汽之对天气的影响：水汽对天气的影响：水汽相变产

4、生云、雾、露、霜、雨、雪、雹等天气现象。相变过程中放出或吸收热量，影响地面和空气的温度。水汽与气温及天气变化关系密切：大气运动中的水汽通过状态变化传输热量。（1）定义气溶胶(Aerosols)质粒：指悬浮在大气中的固体微粒和水汽凝结物。（2）对天气的影响：固体杂质可充当水汽的凝结核，在云、雾、降水等的形成过程中起着重要的作用。在一定的天气条件下，气溶胶粒子常聚集在一起，形成霾、风沙浮尘等视程障碍现象，使大气透明度变差；吸收、散射和反射地面和太阳辐射，影响大气温度；3、大气气溶胶3、大气气溶胶1、大气垂直分层依据2、大气分层及各层特征第二节大气结构∆T为温度变化量∆Z为高度

5、变化量一、大气垂直分层的依据——气温垂直递减率气温垂直递减率的定义：东XZ天∆Z北YTT+∆TZZ+∆Z一、大气垂直分层的依据——气温垂直递减率气温垂直递减率γ>０γ＝０γ<０等温层逆温层普遍分布TTTZZZ一、大气垂直分层的依据——气温垂直递减率已知某地的地面气温为T0(ºC)，可大致推算该地Z(m)高度上的气温TZ(ºC):TZ=T0－γZ在对流层中，平均取γ=0.65ºC/100m，则TZ=T0–0.65×Z100或TZ=T0–0.0065×ZT0Z天TZZ北Y气温垂直递减率的应用一、大气垂直分层的依据——气温垂直递减率气温垂直递减率的应用已知某地的Z1(ft)高度

6、上气温为T1(ºC)，可大致推算该地Z2(ft)高度上的气温T2(ºC):T2=T1－γ(Z2－Z1)在对流层中，平均取γ=2ºC/1,000ft，则T2=T1–2×Z2－Z11,000T1东XZ天T2Z2北YZ1Z2-Z1大气层状结构：对流层（Troposphere）平流层/同温层（Stratosphere）中间层（Mesosphere）暖层/电离层（Thermosphere）外逸层（Exosphere）二、大气垂直分层结构8090km5060km89km1012kmATMOSPHERICLEVELSTroposphereStratosphereMesosphe

7、reTropopauseThermosphereExosphere大气的分层暖层散逸层对流层平流层中间层对流层顶1718km1600km垂直分层的高度1、对流层对流层（Troposphere）是紧贴地面的一层，它受地面的影响最大。因为地面附近的空气受热上升，而位于上面的冷空气下沉，发生对流运动，故得名对流层。对流层顶高度：平均说来，低纬度对流层顶高、高纬度对流层顶低。同一地区，对流层顶高度夏季高于冬季。二、大气垂直分层结构对流层集中了约75%的大气质量和90%以上的水汽。对流层大气热量的直接来源主要是空气吸收地面发出的长波辐