第五章 红外辐射在大气中的传输ppt课件.ppt

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1、第五章红外辐射在大气中的传输1大气概述第一节　大气的组成第二节大气的结构第三节主要气象要素2大气的组成一、干洁空气1概念：大气中除水汽、液体和固体杂质外的整个混合气体。2成分：主要成分是氮、氧、氩、二氧化碳等，此外还有少量的氢、氖、氪、氙、臭氧等稀有气体。3特点：(1)组成干洁空气的各种成分总是维持，(2)干洁空气的平均分子量是28.996，(3)在垂直高度90km以下干洁空气的主要成分所占比例不变4干洁空气中几种有影响的气体（1）臭氧:含量少，20-25km最多；影响气温垂直分布，保护生物（2）二氧化碳：集中于大气底部20公里，因时间和空间而不同(夏季较

2、少，冬季较多；城市较多，农村较少)强烈吸收长波辐射,影响大气和地面温度；但含量过高影响会响人类健康。第一节3二、水汽来源：江、河、湖、海及潮湿物体表面的水分蒸发.分布：集中在大气底层，一般随高度的增高而减少;且因纬度、地势高低以及海陆的不同而有差异：低纬＞高纬、夏季＞冬季、湿润地区＞干旱地区作用：是大气唯一能发生相变的气体，产生天气现象；对地面和空气温度产生影响；在水平和垂直方向上进行物质与能量的交换。三、大气中的固体杂质和液体微粒1.固体杂质定义：悬浮于大气中的烟粒、尘埃、盐粒等。来源：物质燃烧的烟粒、海水飞溅扬入大气后而被蒸发的盐粒，被风吹起的土壤微粒及

3、火山喷发的烟尘，流星燃烧所产生的细小微粒和宇宙尘埃,还有细菌、微生物、植物的孢子花粉等。4含量分布：多集中在大气的底层，随时间、地区和天气条件而变化（陆上多于海上,城市多于乡村，冬季多于夏季）作用:(1)吸收一部分太阳辐射和阻挡地面放热，对地面和空气温度有一定影响；(2)使大气能见度变坏；(3)充当水汽凝结的核心，对云、雨的形成起重要作用。2.液体微粒定义：悬浮大气中的水滴、过冷水滴和冰晶等水汽凝结物。作用：它们常聚集在一起，以云、雾等形式出现，使能见度变坏，还能减弱太阳辐射和地面辐射。5四、大气污染定义：由于工业、交通运输业的发展，在废气不加以回收利用的情

4、况下，空气中增加了许多新的成分，这就是所说的大气污染。大气污染物:如下表分类成分粉尘微粒碳粒、飞灰.碳酸钙、氧化锌、二氧化铅硫化物二氧化硫、三氧化硫、硫酸、硫化氢、硫醇等氮化物一氧化氮、二氧化氮、氨等氧化物臭氧、过氧化物、一氧化碳等卤化物氯、氟化氢、氯化氢等有机化合物碳化氢、甲醛、有机酸、焦油、有机卤化物、酮等6大气的结构一、大气的高度严格地说，不存在大气圈的上界。大气圈的垂直范围通常有两种划法：（一）着眼于大气中出现的某些物理现象。大气中极光是出现高度最高的物理现象，因此，可以把大气的上界定为1200公里。（二）着眼于大气密度，用接近于星际的气体密度的高度

5、来估计大气的上界。按照人造卫星探测资料推算，这个上界大约在2000—3000公里高度上。第二节7二、大气的垂直分层观测证明，大气在垂直方向上的物理性质是有显著差异的。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、平流层、中间层、暖层、散逸层。（一）对流层对流层是地球大气中最低的一层，其底界是地面。云、雾、雨、雪等主要大气现象都出现在此层。因而，对流层是对人类生产、生活影响最大的一个层次，也是各种大气研究的重点层次。81.界限：底层是下地垫面，上层随纬度和季节而不同低纬度地区平均为17-18公里，中纬度地区为10-1

6、2公里，高纬度地区为8-9公里任何纬度尤其是中纬度的对流层厚度，夏季较大，冬季较小同大气的总厚度比较起来，对流层是非常薄的，不及整个大气厚度的1％。但是，由于地球引力的作用，这一层却集中了整个大气3／4的质量和几乎全部的水汽。2.主要的特征:(1)气温随高度的升高而降低：由于对流层主要是从地面得到热量，因此温度随高度增加而降低。气温铅直梯度：对流层中气温随高度而降低的数值，在不同地区、不同季节、不同高度是不一致的，平均而言，每上升100米，气温下降约0.65℃。这称为气温直减率，也叫气温铅直梯度。通常以y表示：y=-dT/dZ=0.65℃/100m9(2)铅

7、直对流运动：由于地表面的不均匀加热，产生铅直对流运动。空气通过对流和湍流运动，高、低层的空气进行交换，使近地面的热量、水汽、杂质等易于向上输送，对成云致雨有重要作用。(3)气象要素水平分布不均匀：由于对流层受地表的影响最大，而地表的性质差异也是很大的，因此在对流层中，温度、湿度的水平分布是不均匀的，特别是冷、暖气团交绥的地带，即所谓锋区，往往有严重的天气现象发生，如寒潮、梅雨、暴雨、大风、冰雹等。10(二)平流层1.界限：自对流层顶到55公里左右2.特点:1)随着高度的增高，气温最初保持不变或微有上升，到25公里以上，气温随高度增加而显著升高，在55公里高度

8、上可达-3℃；2)气流比较平衡，空气的垂直混合作用显