大气化学基础第二章专用课件.ppt

南京信息工程大学 大气物理学院 张泽锋 大气组成的分类 按停留时间的长短： 1) 准永久气体：停留时间106-107a，N2, Ar, Ne, Kr, Xe 2) 可变化组分：停留时间几年-10几年 CO2, CH4, N2O, H2,O2 3) 强可变组分：停留时间小于1a，CO, NOx, H2O, NH3, SOx, VOCs, aerosol 按浓度： 1)主要成分：1%, N2, O2, Ar 2)微量成分：1ppm~1%, CO2, CH4, H2O, He, Kr … 3)痕微量成分：1ppm, H2,O3, CO, N2O, NOx, SOx, VOCs, aerosol … 大气温度层结构 对流层 平流层 中间层 热层 逃逸层 大气各层的质量分布 全球大气总质量为5.13×1015t 对流层大气总质量为4.22×1015t，占82%强 平流层大气总质量为9.06×1014t，占18%弱 30km以上大气占全球大气总质量的1% 平流层以上大气占全球大气总质量的0.1%弱 大气化学研究的范围多为对流层+平流层 理想气体状态方程 PV=NRT P：气压 V：体积 N：摩尔数 T：绝对温度 R：通用常数 P取atm，R=0.0826atm/(mol.K) P取Pa， R=8.314J/(mol.k) 大气成分的表示方法 按照摩尔比和分压比 空气密度变化时，mi保持常数，具有守恒性质 常用浓度单位： 1 ppmv = 1x10-6 mol mol-1 1 ppbv = 1x10-9 mol mol-1 1 pptv = 1x10-12 mol mol-1 大气成分的表示方法 个数/cm3表示方法 N/V=P/RT 在P=101325Pa下 T为298K时 每cm3的分子数=2.46×1019分子/cm3 1ppm=? 1ppb=? 1ppt=? OH自由基= 106分子/cm3 大气成分的表示方法 ug/m3表示法 对物体i 从体积混合比ppb到质量浓度μg/m3 ： 大气化学的一些基本概念 气体循环：大气组分通过大气圈与其它三个圈之间发生的物理、化学或者生物化学过程，不断进行着物质交换或者转化，我们称这一过程为气体循环 源：产生气体的过程，称为气体的源（Sources） 汇：大气中去除气体的过程是被除气体的汇（Sinks） 储库：大气是各种气体的微粒组分的储库，某种气体的储库即为该组份气体在大气中的一种储存 停留时间：某种组分在大气储库中存在的平均时间 大气污染源 向大气环境排放有害物质或对大气环境产生有害影响的场所，设备和装置。 污染物的来源 天然污染源 火山喷发、森林火灾、自然尘、森林植物释放 、海浪飞沫 人为污染源 燃料燃烧 工业生产过程排放 交通运输过程中排放 农业活动排放 点源线源面源 天然源 大气污染物的汇机制 干沉降（重力和非重力） 湿沉降 化学反应去除 向平流层输送 大气中的重要污染物及其源汇简介 1）含硫化合物（SO2, H2S, DMS, COS, H2SO4…） 2) 含氮化合物 （NO, NO2, NH3, HNO3, N2O, PAN…） 3) 碳氧化物 （CO, CO2） 4) 碳氢化合物及其衍生物（烃，醛，酮，酸等） 5）光化学氧化剂（O3, PAN, H2O2…） 6) 卤素化合物（HF, HCl, CFCs…） 7) 大气气溶胶（硫酸盐、硝酸盐、PAH、BC、EC…） 8) 放射性物质（氡气等） DMS(aq) DMS(gas) CCN 增加云对阳光 的反照率 进入地球表面 的辐射减少 影响浮游生物产生 DMS的过程 温度下降 海-气输送 化学氧化 + + + + - - +/-? +/-?