农业气象学第一章 地球大气课件.ppt

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1、第一章　大气大气的组成和垂直结构大气污染大气与农业氧气氮气臭氧二氧化碳水汽杂质大气的组成干洁大气稀有气体第一节大气的组成与垂直结构一、大气的组成氮大气中的氮，植物不能直接吸收，但豆科植物的根瘤菌具有固氮作用，能够固定和利用大气中的氮，另外大气中氮的氧化物也可随降水进入土壤,供给植物的需要。氧维持生命活动的重要气体。土壤中，植物根部的呼吸，细菌和真菌的活动都要消耗氧气。土壤水分过多和土壤板结情况下，可能会出现缺氧中毒的现象。臭氧（O3）近地面气层臭氧含量很少，从10千米高度开始增加，在20-25千米高度处达到最大值，再向上，臭氧含量逐渐减少.太阳紫外辐射中的全

2、部紫外C和绝大部分紫外B都可以被臭氧层吸收，不能到达地球表面；但波长大于0.32微米的紫外A却可以穿过臭氧层到达地面。二氧化碳（CO2）来源于地球矿物燃料的燃烧、有机物质的腐败分解以及生物的呼吸作用。大气中CO2含量很少，其平均含量约占大气容积的0.03％，并且多集中于20千米以下的气层里，在20千米以上，CO2的含量显著减少。CO2是绿色植物进行光合作用不可缺少的原料。光合作用产物构成植物体95％的组成成分。水汽四分之三的水汽集中在4公里以下，10-12公里高度以下的水汽约占全部水汽总量的99％。在大气温度变化的范围内，水汽是唯一能进行气、液、固态三相变化

3、的大气成分。水汽在相变过程中都要吸收或放出潜热；水汽能强烈吸收和放射长波辐射。水汽不仅影响大气湿度状况，还影响地面和空气温度的变化。大气中的杂质大气中悬浮的各种固态和液态微粒，统称杂质。它们主要集中在3千米以下的低层大气中。杂质对大气中物理过程和现象的作用：（1）吸收太阳辐射，使空气温度增高，但削弱了到达地面的太阳辐射。（2）阻挡地面辐射，减缓地面的辐射冷却。（3）降低大气的透明度，影响能见度。（4）充当水汽的凝结核，对成云致雨有重要意义。二、大气结构和垂直分层（一）大气上界大气上界的界定:1、极光出现的最大高度是1200千米来估计大气上界，因此，将此数字定

4、为大气的物理上界。2、大气密度接近于星际气体密度的高度来估计大气上界。大气上界为2000—3000千米。（二）大气的垂直分层1、对流层低纬地区平均为17—18千米，在中纬地区平均10—12千米，在高纬地区平均为8-9千米。一般夏季对流层厚度比冬季厚。2千米以下大气层称为摩擦层；2米以下大气层称为贴地气层。对流层特点：（1）集中了整个大气四分之三的质量和几乎全部的水汽。大气中的各种天气现象如风、云、雨、雪等都发生在这一层里，对天气分析和预报具有重要意义。（2）气温随着海拔高度的增高而降低。平均来说，每上升100米，气温约下降0.65℃，称气温递减率，也叫气温铅

5、直梯度，通常以r表示：r=ZT¶¶-(3)对流层空气具有强烈的垂直运动和不规则的乱流运动。结果使高层和低层之间的冷暖空气进行了交换，使近地面的热量、水汽，杂质等向上输送。这对成云致雨有重要作用。（3）气象要素水平方向上分布不均匀。2、平流层（臭氧层）自对流层顶到55千米高度。特点：(1)气温随高度增加而升高(2)在平流层中空气的垂直运动明显减弱，主要是水平运动。(3)在平流层中、水汽和尘埃含量极少。晴朗少云，大气透明度好，气流比较平稳，适于飞机飞行。（4）地球大气中臭氧集中地地方，尤其是在20-25km高度上臭氧浓度最大。3、中间层自平流层顶到85千米高的气

6、层气温随高度增高而迅速下降，其顶部气温可降至-83℃以下，气流有强烈的垂直运动，故又称为高空对流层。4、暖层（热层）中间层顶至800千米高度。温度随高度的升高迅速增高。暖层的空气处于游离状态。这是由于该层空气在强烈的太阳紫外线和宇宙射线的作用下呈电离状态。由于这一特点，暖层又称为电离层。5、散逸层（外层）800千米高度以上的大气层第二节大气污染一、大气污染源与污染物主要来源：一是自然过程形成的，如火山爆发、沙尘暴和雷击森林失火等产生的；二是人为过程造成，如工业污染物、交通污染物、农业生产和人类生活污染物。主要的污染物：含硫化合物（SO2、SO3、H2S)、含

7、氮化合物（NH3、N2O、NO、NO2)、碳氧化合物(CO、CO2)、碳氢化合物（CH4、C20H12)等。由于人类活动或自然过程，使排放到大气中的物质的浓度及持续时间足以对人类及动植物的健康、设施或环境产生不利影响，破坏生态系统和人类及动植物的生活生存条件的现象。二、大气污染的影响1、对农业生产的危害大气污染物浓度超过了农业的允许水平，对农业生产将造成不良影响。如农作物减产，产品品质下降，价值降低。大气污染物对植物的危害除了与污染物的浓度和接触时间有关外，还与植物本身对污染物的抗性有关。某种污染物的指标作物。SO2-紫苜蓿、氟化物-唐菖蒲、臭氧-烟草。2、

8、对全球气候的影响（1）酸雨酸雨是指PH<5.6时的降