田海军环境学概论第二章 大气环境.ppt

本章主要内容 第一节 大气的结构和组成 第二节 大气污染及其发生类型 第三节 大气中主要污染物的迁移转化规律 第四节 大气污染物的扩散 第五节 大气污染的综合防治对策 第六节 大气污染的治理技术 第一节 大气的结构和组成section 1 the atmospheric structure and composition 主要内容 1.熟悉大气的垂直分层（五层）以及每层的特点。 2.掌握干洁空气的概念。 3.了解按其他分类方法进行的大气分层。 4.了解大气的组成。 一、大气结构 按大气成分、温度、密度等物理性质 在垂直方向上的变化划分： 1、对流层 一是气温随高度上升而递减，平均每升高100m气温降低0.65℃； 二是密度大。大气总质量75%和90%的水蒸气集中在此层。 该层既有大规模的空气运动，又有强烈的空气垂直运动（即对流运动）以及不规则的湍流运动，从而使不同地区和不同层次的空气得以变换。 在1－2km以下的大气受地表机械，热力学作用强烈，称为边界层或摩擦层，受地表性质影响很大。 特别是50－100m以下的贴地层，主要受地表热力的影响，是人类活动的主要场所，进入大气中的污染物绝大部分在此层活动。 1km-2km以上大气受地表影响小，称为自由大气层，主要天气过程，如雨、雪、雹的形成都在此层。 特点： 气温随高度增加而降低； 空气具有强烈的对流运动。 2、平流层 对流层顶向上到50km左右的大气层，又称同温层，该层主要成分是O3、N2、O2。 特点： 一、对流层顶到30km左右的大气层气温变化很小，为-55℃左右，故称为同温层；同温层以上的平流层随高度升高而升高，至平流层顶达-3℃。 二、空气没有对流运动，以平流运动为主，大气稳定，因此一旦污染物进入平流层，停留时间很长，从而造成较大的全球影响。 在高约15-35km的范围内，有厚约20km的臭氧层，臭氧有吸收紫外线的能力，使人类等免受紫外线的辐射。  温度先是随高度增加变化很小，到30-35公里温度约为-55℃，再向上温度则随高度升高而上升。 这一层空气比较干燥，几乎没有水汽和尘埃，性质非常稳定，不存在雨、雪等大气现象，是现代超音速飞机飞行的理想场所。 3、中间层 平流层顶到85km高度左右的区域称为中间层。 主要特征是温度随高度的增加迅速降低，顶部温度可降到-83℃以下。 大气稀薄。 气温随高度的增加而迅速降低； 再次出现较强的垂直对流运动。 4、暖层（电离层） 从中间层顶向上导800km的区域称为热层，又称电离层，其主要成分是氧。 在强烈的紫外线和宇宙射线的作用下，大气中的N2、O2分子电离成了离子，该层温度随高度的增加而急剧上升，最高可达1700℃。 带电粒子密度较高； 气温随高度的增加而增加。 电离层能反射无线电波，对全球的无线电通讯具有重大意义。  5、散逸层 热层以上的大气层称为逃逸层。此处大气极为稀薄，大部分分子电离，气体及微粒受地心引力小，能飞离地球重力场进入太空。 气温随高度增加而升高； 大气极为稀薄； 分子运动速度快。 按大气的成分划分 1、干洁空气 干洁空气:除去水汽和杂质的空气称为干洁空气。 比较稳定的原因:分子态氮和惰性气体的性质不活泼； 固氮作用所耗去的氮素基本上被反硝化作用形成的氮素所补充； 自然界中由于燃烧、氧化、岩石风化、呼吸、有机物腐解所消耗的氧，基本上由植物光合作用释放的氧分子而得到补偿。 2、水蒸气 水蒸气在大气中的平均含量不到0.5%，随空间、时间和气象条件变化而变化。 在热带雨林地区，其体积分数可达4%；沙漠干燥区域极地区可小于0.01%。一般低纬度地区高于高纬度地区，下层高于上层，夏季高于冬季。 水蒸气是实际大气中唯一能在自然条件下发生相变的成分。通过水蒸气相变，使得地表和大气之间以及大气内部的水蒸气，热和能量得以输送和交换。 水蒸气对太阳辐射的吸收能力较小，但对地面长波辐射的吸收能力较强。因此，它与二氧化碳一起，对地球起着保温作用。 3、悬浮颗粒物 大气中含有沉降速率很小的固体和液体微粒，称之为悬浮颗粒物或悬浮微粒，它是地层大气的重要组成部分，粒径一般在104μm－几十μm，多集中于大气底层，不论含量还是化学成分都是不变的。 悬浮颗粒物组成：固体和水蒸气凝结成的水滴和冰晶；固体微粒可分为有机物和无机物两类。 有机物微粒数量较少，主要有植物花粉、微生物和细菌等；无机物微粒数量较多，主要来源于岩石或土壤风化后的尘粒、流星燃烧后的灰烬、火山爆发似的尘埃等。 悬浮颗粒物的浓度分布随时间、地点和气象条件而变化，通常是陆上多于海上，城市多于乡村，冬季多于夏季。 悬浮颗粒物对辐射的吸收与散射，云、雾和降水的形成，大气光电现象具有重要作用，对大气污染有重要影响。