第3篇大气环境化学第1章大气成分ppt课件.ppt

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1、第三篇大气环境化学研究大气环境中污染物质的化学组成、性质、存在状态等物理化学特性及其来源、分布、迁移、转化、累积、消除等过程中的化学行为、反应机制和变化规律，探讨大气污染对自然环境的影响等。1第一章大气成分掌握天然大气的组成，大气主要层次的特点。了解大气中离子和自由基的来源。了解大气重要污染物的源。了解温室效应、温室气体及其对大气环境的影响。2地球大气成分－分类方法浓度、平均停留时间（1）浓度绝对量、相对量绝对量如体积质量，单位为mg/m3，g/m3等，常用来表示大气气溶胶的浓度．相对量如ppm(10-6)，ppb(10-9)和ppt

2、(10-12)等ppmm、ppmv（2）平均停留时间某成分的所有分子更新一次所需要的时间（“平均寿命”）3地球大气成分－干洁大气除水汽以外的纯净大气称为干洁大气（干空气）。干洁大气主要成分、微量成分和痕量成分主要成分：N2，O2，Ar及CO2，浓度在300ppmv以上；微量成分：1～20ppmv，如CH4等；痕量成分：1ppmv以下，O2、H2、氮氧化合物、硫化物、氟氯烃类4地球大气成分－干洁大气5地球大气成分－干洁大气6地球大气成分－干洁大气（按平均停留时间）基本不变成分或准定常成分、可变成分、气体成分（1）基本不变成分或准定常成分平

3、均寿命大于1000a；N2，O2，Ar，Ne，Kr，Xe及He等．（2）可变成分平均寿命为几年到十几年，比例随时间、地点而变，如CO2，CH4，H2，N2O和O3等（3）气体成分平均寿命短于1a，如碳、硫、氮化合物。7地球大气成分－干洁大气（干空气状态方程）（1）道尔顿分压定律（2）混合理想气体的状态方程平均摩尔质量8地球大气成分－干洁大气（干空气状态方程）体积百分比90km以下干空气的平均摩尔质量Md＝28.9644×10-3kg／mol．干空气的比气体常数9地球大气成分－干洁大气（干空气状态方程）若干空气的密度为干空气的状态方程气体

4、成分的比热容分别为c1，c2，…，cn，则m克混合气体增温△T所需的热量混合气体的比热容c10地球大气成分－大气中的水汽水汽0.1%-3%水汽的来源海洋表面蒸发，副热带洋面的蒸发→大气环流向赤道和高纬地区上空输送。水汽上升凝结形成水云或冰云，以降水的形式降到陆地和海洋。陆地、海洋和大气中的水量及年交换量11地球大气成分－大气中的水汽12地球大气成分－大气湿度的表示方法湿空气:水汽和干空气的混合气体空气湿度－－表示湿空气中水汽含量的物理量。测量水汽含量方法－－称重法基本的湿度参量－－混合比、比湿13地球大气成分－大气湿度的表示方法混合比

5、与比湿q水汽质量mv克，干空气质量md克，混合比为水汽与干空气的质量比比湿q为水汽与湿空气的质量比与q关系（单位：g/g或g/kg）14地球大气成分－大气湿度的表示方法水汽压e大气中水汽的分压强湿空气--水汽的摩尔分数水汽和干空气的摩尔数水汽的分压强15地球大气成分－大气湿度的表示方法令：湿空气中水汽的摩尔分数16地球大气成分－大气湿度的表示方法水汽压与混合比及比湿的关系大气中通常e60hPa，可认为17地球大气成分－纯水汽的饱和水汽压纯水汽的饱和水汽压仅与温度有关。饱和水汽压随温度的变化率→克拉珀龙-克劳修斯方程式中T－温度，－

6、纯水平液面时的饱和水汽压RV－水汽的比气体常数LV－相变(汽化)潜热。18地球大气成分－纯水汽的饱和水汽压若汽化潜热LV为常数，纯水平液面时的饱和水汽压积分表达式：是T0(273.15K)时的饱和水汽压世界气象组织(WorldMeteorologicalOrganization，简称WMO)饱和水汽压公式→戈夫－格雷奇(Goff-Gratch)公式(纯水汽)平液面（-49.9～100℃）19地球大气成分－纯水汽的饱和水汽压平冰面（-100～0.0℃）T是热力学温度(K)，T00=-273.16K是水的三相点温度。若LV近似为T的线性函数

7、，积分马格纳斯(Magnus)公式．20地球大气成分－纯水汽的饱和水汽压经验公式Tetens经验公式计算水面和冰面的饱和水汽压以10为底的指数形式21地球大气成分－纯水汽的饱和水汽压在低温下误差比较大(例如t=-30℃，误差约2％)O℃以下的水面饱和水汽压值，采用22地球大气成分－纯水汽的饱和水汽压饱和混合比rs和饱和比湿qs的计算式23地球大气成分－水汽密度纯水汽状态方程假设纯水汽的状态方程式对湿空气中的水汽也适用，仍以e表示水汽压，利用干空气的比气体常数Rd水汽密度（单位为g/m3）24地球大气成分－相对湿度一定温度、压强下，水汽和

8、饱和水汽的摩尔分数之比。相对湿度与混合比及比湿的关系25大气的分层和结构－大气分层大气分层图26大气的分层和结构－按热力结构分层对流层、平流层、中间层和热层低层大气以太阳辐射加热地面后引起的对流、湍流交换作