第一节 大气的组成与热能.ppt

自然地理学 2 大气的组成 CO2离地表20km以下，CO2平均含量约为0.03％，向高空显著减少。CO2主要来自火山喷发、动植物的呼吸以及有机物的燃烧、腐败等。在人口稠密的工业区，其含量明显增高，达0.05-0.07％；在海洋上和人口稀少地区，含量大为减少。而海水中CO2的则明显超过大气中CO2的超过0.2-0.5%是会对生物有害。 CO2能强烈吸收和放射长波辐射，对大气和地表温度有明显的影响，起着“温室”作用，另外CO2的升高，将导致平流层放射更多的长波辐射引起平流层的冷却。 低层大气中的O3主要来源于闪电。闪电不经常发生，所以低层O3含量极少，而且不稳定。高空的O3是由太阳紫外线作用形成的，所以含量比低层大气多，并在20—25km的高空达到极大值。O3能强烈地吸收太阳紫外线，对大气有增温作用，并在高空形成一个暖区。大量紫外线在高空被吸收，使地面上的生物免受危害。穿透大气层到达地表的少量紫外线，对人类和大部分生物则是有益的。 O3层的破坏可能引起一系列的不利于人类的气候生物效应。 大气臭氧浓度随高度的变化 大气臭氧的季节变化和纬度分布 水汽主要来源于海洋、江河湖沼和土壤，以及潮湿物体表面的蒸发和植物的蒸腾。大气中的水汽含量极不固定，随时间、地点、条件而不同。其所占容积变化范围为0—4％。观测结果表明，在1.5—2km高度，水汽含量只及地面的1/2；在5km高度，只相当于地面的1/10，再往上更少。水汽含量虽然不多，但它在大气温度变化范围内可以发生汽态、液态和固态三相转化，人们常见的云、雾、雨、雪等天气现象，都是水汽相变的表现。此外，水汽还善于吸收和放射长波辐射，显著影响大气和地表的温度。 悬浮在大气中的固体杂质主要有烟粒、尘埃、盐粒等，它们的半径一般为10-2—10-8cm，多集中于低层大气中。烟粒主要来源于生产、生活方面的燃烧；尘埃主要来自经风的吹扬进入大气的地表松散微粒，以及火山爆发后产生的火山灰、流星燃烧的灰烬；盐粒则主要是由海洋波浪飞溅进入大气的水滴被蒸发后形成的，固体杂质的含量陆地上空多于海洋上空，城市多于乡村，冬季多于夏季，白天多于夜晚，愈近地面愈多。固体杂质是大气中水汽凝结的必要条件；能吸收部分太阳辐射，又可阻挡地面长波辐射，对大气和地表温度有一定影响；其含量多少，还直接影响到大气能见度的好坏。 由于自然或人为的原因，导致空气中有害物质的浓度超过一定限度，维持一定的时间，直接或间接地对人类正常生活、动植物正常生长，以及对气候和各类物品、材料造成危害的现象，称为大气污染。除火山爆发、森林火灾、海水蒸发、植物花粉传播等自然原因外，人类活动如工业生产、生活燃烧、各种交通工具排放的烟、粉尘、废气等，还有现代化战争。都引起大气污染。常见的有害气体有二氧化硫、一氧化碳、氟化氢、氮氧化物、氯化氢等。此外，还有各种烟和粉尘以及光化学烟雾等。据统计，全世界每年排放的有害气体总量高达6×108多吨 大气高度虽然不易确定，大气质量却可以从理论上求得。假定大气是均匀的，则大气的高度约为8000m，则单位面积大气柱的质量为：1013.3g/m2，那么整个地球大气的总质量为5.14×1018kg。 实际上，空气具有高度可压缩性，大气低层密度大。由于大气密度虽高度按指数规律减少，因而大气质量的减少也按指数规律。由海平面至5.5km高度的大气中含有大气总质量的50%，至8km含有63%，至36km含有99%。离地面36~1000km内不足总质量的1% 大气由于地球引力作用而具有的重量，对地面施加压力。在与大气接触的表面上,由于空气分子的碰撞在单位面积上所受的力称为大气压力,其大小因接触面的方向而不同.因为大气是有重量的，所以通常所说的气压是指单位水平面所承受的大气层的压力,它的数值相当于单位水平面上垂直空气柱的重量。 气压测量单位是帕（斯米），符号Pa，1“百帕”等于1毫巴。当选定温度为0℃，纬度为45°的海平面时，气压为1013.25百帕（hPa），称为一个标准大气压。大气压变化的正常范围是980～1050hPa。 地面记录到的最低气压为870hPa,发生于西太平洋台风的中心（1979年10月）；记录到的最高气压为1084hPa，发生于西伯利亚的Agata(67°N，93°E，1968年12月)。 气压变化，实质上是该地上空空气柱重量的增加或减少的反映。 气压随时间的变化有周期性变化和非周期性变化。气压的周期性变化有日变化和年变化。 地面气压的日变化有单峰、双峰和三峰等形式。其中以双峰型最为普遍，其特点是一天中有一个最高值和一个次高值，分别出现在9-10时，21-22时；一个最低值和一个次低值，分