自然地理学2013-10.pdf

2013年 秋冬 自然地理学 （第十回） 第三章 大气与气候 •大气的组成和热能 •大气水分和降水 •大气运动和天气系统 •气候的形成 •气候变化 - 大气圈（atmosphere ）是地球最外部的一个圈 层。大气是人类和生物赖以生存必不可少的物质 条件，也是使地表保持恒温和水分的保护层，同 时也是促进地表形态变化的重要动力和媒介。 - 地球的大气，质量约5300 万亿吨，约占地球总 质量的百万分之一。 -于地心引力的作用，大气质量的90%聚集在离地 表15km 高度以下的大气层内。 - 2000km高度以上，大气极其稀薄，逐渐向星际 空间过渡，无明显上界。 第一节 大气的物质组成 （atmospheric composition） 1. 干洁空气（dry and clear air） 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 主要组份：氮、氧（占大气的99%左右）、氩； 微量组份：二氧化碳（ CO2 ）、氖（Ne）、氦 （He）、臭氧（O ）、甲烷（CH ）、各类氮 3 4 氧化物等（99.97%）等。 - 85㎞以下干洁空气的成分可以说是基 本恒定的，因此，可以将85㎞以下的 干洁空气作为一种分子量为28.964(∑( 容积*分子量))的单一气体看待。 2. 水气（vapour ） 3. 悬浮颗粒（suspending grain ） 4. 定常成份、可变成份和不定成份 ◦定常成份- 各成分之间大致保持固定比例 氮+氧+氩 = 99.96 ％ 氖、氦、氪、氡 ◦可变成份： CO 、O 、H O 2 3 2 ◦不定成份： 尘埃、硫化氢、氮氧化物、硫氧化物… 1. 干洁空气  （1）氧和氮  氧：  大气中的氧是一切生命所必须的，动物和植物都 要进 行呼吸，都要在氧化作用中得到热能以维持生命。  氮：  生物体的基本成分；大量的氮可以冲淡氧，使氧化作用 不至过于激烈。大量的氮可以通过豆科植物的根瘤固定 到土壤中，成为植物体内不可缺少的养料。 6  （2）二氧化碳  二氧化碳主要由有机质燃料、腐烂和生物呼吸过程产 生。只占整个大气容积的0.03%。  多集中于20㎞高度以下。  能强烈吸收地表长波辐射，致使从地表辐射的热量不 易散失到太空中。产生温室效应。低温时溶于水（酸 雨，参与碳酸盐溶解于结晶）。 7  （3）臭氧  其作用是可以强烈吸收太阳紫外辐射。  主要分布在 10~40㎞处，极大值在20~25㎞处，称 为臭氧层。  人们大量使用的氮肥和作为制冷剂的氟利昂所造 成的污染，能使平流层的臭氧层遭到破坏，臭氧 层的破坏可能引起一系列不利于人类的气候 效应， 因而成为目前的一个研究热点。 8  2 、水汽  作用： - 水汽可以强烈吸收和放出长波辐射，因而可以影响 地表的热量平衡； - 在大气温度变化的范围内，可以凝结成水滴，成云 致雨，成为淡水的主要来源。 - 水的相变和水分循环把大气圈、海洋、陆地和生物 圈紧密地联系起来。