大气物理-4水汽1.ppt

 复习：第二章 大气的成分和分布 2.1大气成分的组成和分类 按浓度分类： 按平均停留时间分类： 2.2 干洁大气 2.2.1 CO2 2.2.2 O3 （作用、产生、消失、空间分布、臭氧洞） CH4、硫的化合物、氮的化合物等 2.2.3 氢、氦和气体的逃逸 2.3 大气中的水汽 　 水汽含量虽不多，仅仅占大气成份的 0.1%--3% ，却是大气中最活跃的成份。 水对于生命的意义，以及水在地球大气 条件下是唯一存在三相变化的气体，使水汽 不同于其他微量气体，更具有重要性。 2.3.1 水汽的特性 一、来源 大气中的水汽主要来源于江、河、湖、海及 潮湿物体表面的水分蒸发和植物的蒸腾。 如水汽主要是海洋表面的蒸发： 副热带洋面提供大量水汽，并经大气环流向赤道和高纬 地区上空输送。中国处于欧亚大陆东南部，水汽主要来源南海、 印度洋，其次是北冰洋、极地大西洋及太平洋西南洋面。 二、作用 1、在大气温度变化的范围内，水汽可以凝结 或凝华为水滴或冰晶，成云致雨，降雪降雹(云、 雾、露、霜、雨、雪、雾凇、雨凇、冰雹…），是天气 变化中的一个主要角色。 2、水汽能强烈吸收和放出长波辐射，直接影响地面和 空气的温度，所以水汽是大气中最重要的微量成分。           水汽是自然条件下，大气中唯一可以发生相变, 能以固、液、气三种相态存在的成份。why? 小知识：同是气态物质，却称为氧气、氩气等 称“气”，而水汽却称成“汽”？ why? 　　三、水汽循环 　　 地球上的水在太阳能的作用下蒸发→ 空中的水汽→有合适条件凝结、凝华降水→ 下落成地面水，分三部分： ◆一部分沿地面流成地面径流 ◆一部分渗入地下成为地下径流 ◆大部分流归大海  2.4 空气的状态方程 2.4.1 干空气状态方程 干空气可以看成是由多种化学成分组成的混合理想气体。 下面推导干空气状态方程： ◇道尔顿分压定律 道尔顿分压定律认为：混合理想气体的压强 等于组成混合气体的各成分的分压强之和。 　　 P=P1+P2+P3+…=∑Pi ◇混合理想气体的方程 R﹡=8.31焦耳/摩尔.K（普适气体常数）  ◇平均摩尔质量 　 （式中mi，Ｍi分别是第i种气体的质量和摩尔质量） 利用表2.1各种主要气体的质量百分比或体积百分比， 可以算出90km以下干空气的平均摩尔质量：　 　　　　 Md=28.97g/mol Md为干洁空气的平均摩尔质量（分子量） ◇比气体常数 令比气体常数为 　 则混合理想气体的方程 写成　 （式中P,V,T,m,n,R*, ,R,ρ分别为混合气体的压强、 体积、温度、质量、摩尔数、普适气体常数、平均摩尔质量、 比气体常数,空气密度。）  ◇干空气的比气体常数Rd 即 令干空气的密度为ρd,则  ◇干空气的状态方程可以写成以下形式： 　 练习： 1、试计算标准大气的干空气密度。 (p=1013.25hpa,T=273oK) 2、试计算压强为1000hpa, 温度为20oC时的干空气密度。  2.4.2 湿空气的状态方程 上节提到，水汽和干空气组成的混合 理想气体称湿空气。 根据平均摩尔质量计算公式