第四章第一节 大气的组成与热能.pdf

第三章 大气与气候 第一节 大气的组成和热能 第二节 大气水分和降水 第三节 大气运动和天气系统 第四节 气候的形成 第五节 气候变化 教学重点 认识大气的的组成、特性及其运动规律，掌握气候的 形成和变化规律。 教学难点 气候的形成和变化规律 教学活动 实习与实验：在野外或者实验室认识大气的组成及气候变化规律。 检索分析：在图书馆文献信息系统或者网络上，检索 “大气”、 “气候”，分题名检索和关键词检索，看有哪些图书、论文和网站 与之有关，并了解该领域的新进展。 主要参考书 1. 周淑贞主编.气象与气候学（第三版）.北京：高等教育出版 社，1997. 2. 潘守义等.现代气候学原理.北京：气象出版社，1994. 3. 王绍武.气候系统引论.北京：气象出版社，1994. 4. 张家诚著.气候与人类.郑州：河南科学技术出版社，1988. 5. 谭冠日.气候变化与社会经济.北京：气象出版社，1992. ★基本概念 ★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。 ★气象（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。 第一节 大气的组成与热能 一 大气的组成 地球大气是多种物质的混合物，由干洁空 气、水汽、悬浮尘粒或杂质组成。在距地表 85km 以下的各种气体成分中，一般可分为两类。 一类称为定常成分；另一类称可变成分。 （一）干洁空气 通常把除水汽、液体和固体杂质外的整个 混合气体称为干洁空气。简称干空气。它是地 球大气的主体，主要成分是氮、氧、氩、二氧 化碳等，此外还有少量氢、氖、氪、氙、臭氧 等稀有气体。 干洁空气的成分 干洁空气成分及其性质 1· 氮和氧 N 约占大气容积的78 ％。常温下，N 的化学性质不活泼，不能被 2 2 植物直接利用只能通过植物的根瘤菌，部分固定于土壤中。02 占地 球大气质量的23 ％，按体积比占21 ％。除了游离态外，氧还以硅酸 盐、氧化物、水等化合物形式存在。 2· 二氧化碳（co2 ）只占大气容积的0.03 ％，多集中在20km高度以下， 主要由有机物燃烧、腐烂和生物呼吸过程产生。二氧化碳对太阳短 波吸收很少，但能强烈吸收地表长波辐射，致使从地表辐射的热量 不易散失到太空，对地球有保温作用。但近年来随着工业的发展和 人口的增长，全球二氧化碳含量逐年增加，改变了大气热平衡，导 致地面和低层大气平均温度升高，引起严重的气候问题。 3· 臭氧 主要分布在10～40km 的高度处，极大值在20～ 25km附近，称为臭氧层。臭氧虽在大气中的含量很少， 但具有强烈吸收紫外线的能力。研究表明，人们大量使 用氮肥以及作冷冻剂和除臭剂使用的碳氟化合物（氟利 昂）所造成的污染是平流层的臭氧遭到破坏。臭氧层的 破坏能引起一系列不利于人类的气候生物效应，因而受 到广泛关注。  （二）水汽 大气中的水汽主要来自水面的蒸发、植物的蒸腾。集中分布在3km高度以内， 是大气中唯一可以发生相变的大气组分。 向 去 和 源 来 的 汽 水 陆面或洋面水汽的蒸发 大气中的水蒸气 降水  （三）固、液体杂质 大气悬浮固体杂质和液体微粒，也可称为气溶胶粒 子。除由水汽变成的水滴和冰晶外，主要是大气尘埃和 其他杂质 大的水溶性气溶胶粒子最