第一节大气的基本特性.pptVIP

第三章 大气与气候 ★基本概念 一、大气的组成 二、大气的分层 2、气压场和气压系统?（P63 图3-2） 高压与低压 气压垂直梯度 （二）大气分层 * ★大气：指围绕着地球的厚层气体。 ★大气圈：指大气所形成的连续圈层。 ★大气过程：指大气圈中存在的各种物理过程， 如辐射过程、增温冷却过程、蒸发凝结过程等。 ★天气现象：指由大气过程所形成的风、云、雨、 雪、雾、露、霜、冰等千变万化的物理现象。 ★天气：某地区短时间内大气过程和现象的综合。即短时间内风、云、降水、温度和气压等气象要素连续变化的综合现象。其特点是多变。 ★气候：指某地区多年间常见的和特有的大气过程和现象的综合。 ◆地球大气由多种物质混合组成，包括干洁空气、 水汽、悬浮尘粒和杂质等。 1、干洁空气（干空气）： 不包含水汽和固体杂质的整个混合气体； ①主要成分： N2、O2、Ar，占干空气容积的 99.97％、占干 空气质量的 99.95％； ②次要成分： CO2、O3、CO、CH4、H2S、SOx 等等。 干空气中，以氮、氧、二氧化碳、臭氧最重要。 几种重要气体的来源及其作用 N2：来源：来自于地球形成过程中的火山喷发； 作用：是地球上生命体的基本成分；可冲淡氧气；是合成氮肥的基本原料。 O2：来源：来源于水的离解和光化学反应以及植物的呼吸。 作用：是维持生命现象的重要气体；可助燃，使有机体腐败；起氧化作用。 CO2： 来源：来源于燃烧、氧化、大陆生物圈作用、海洋的作用以及火山喷发。浓度为0.02%~0.04%，近年来由于工业的发展，含量与年俱增。1958年至1988年，其含量从316ppm到351ppm。占干洁空气容积的0.03%。 作用： 能透过太阳的短波辐射而强烈地吸收地面长波辐射和放射长波，对地面起保温作用； 是绿色植物光合作用中不可缺少的物质，但其含量超过0.2~0.5%时，对生物体有害。 O3： 来源：主要是在太阳紫外线辐射作用下，氧分子分解为氧原子后再和另外的氧分子结合而成。低层大气有机物的氧化和雷雨、闪电作用也能形成臭氧。重要集中在20~30km处。 作用：能吸收太阳紫外辐射的99%，保护地面生物，可杀菌治病。 （一）大气压力 1、气压： 静止大气中任一高度单位面积上所承受的 空气柱重量，叫大气压力，简称气压。 气压的测量单位是帕（Pa），气象学采用 百帕（hPa）为单位，1 hPa ＝ 10-2 N／cm2 ； 当选定温度为 0℃ ，纬度为 45°的海平面 时，气压为 1013.25 hPa，称为一个标准大气压。 地面气压在980 — 1040 hPa 之间变化，平 均为 1013 hPa ； ①等压线和等压面： 某一水平面上气压相等各点的连线，称为等压线； 空间气压相等各点组成的面，称为等压面，它是一个起伏不平的曲面。 ②气压场：气压的空间分布称为气压场 ③气压系统的基本类型：包括低气压、高气压、低压槽、高压脊、鞍（鞍型气压区）等等，统称为气压系统。 ◆低气压：简称低压，其等压线闭合，中心气压低，等压面向下凹陷如盆地，空气向中心辐合，气流上升； ◆高气压：简称高压，其等压线闭合，中心气压高，等压面向上凸出如山丘，空气向四周辐散，气流下沉； 低压槽 ◆低压槽：简称槽，由低压向外延伸出来的狭长区 域，或一组未闭合的等压线向气压较高一方突出的 部分。在槽内各等压线弯曲最大处的连线，称为槽 线。槽附近空间等压面形如山谷，空气向槽内辐合 上升； ◆高压脊：简称脊，由高压向外延伸出来的狭长区 域，或一组未闭合的等压线向气压较低一方突出的 部分。在脊中各等压线弯曲最大处的连线，称为脊 线。脊线附近空间等压面形如山脊，空气向外辐散； ◆鞍（鞍型气压区）：两个高压或两个低压相对应 的中间区域，其附近空间等压面形状似马鞍。 思考：天气预报中常用百帕代表高度？气压和高度之间有何对应关系？ P63 表3-4 ◆根据大气在垂直方向上的温度、成分、密度、 电离等物理性质和运动状况，将之分为 5 层。 1、对流层： 2、平流层： 自下而 上分别为：P64 图3-4 3、中间层 4、暖层 5、散逸层 1、对流层的厚度及特征 特征： 一是温度随高度的升高而降低；因为该层的热量来自于地面的长波辐射，平均气温递减率为0.65oC/100m； 二是具有强烈的对流运动；因为地面受热不均。 三是天气现象复杂多变；几乎所有的水汽、云、雨、雷、电等现象都发生在此层。 厚度： 本层厚度最簿，并随纬度、季节而不同，在高纬地区平均：8~9k