大气物理学大气化学.ppt

大气物理学第一章 大气概述 参考书目： 一、定义 主要研究地球大气现象与过程的物理机制和规律。 大气现象与过程：大气中流体运动、光象、电象、热现象、相变过程、辐射过程。 二、分支 大气动力学、大气光学、大气电学、大气热力学、云降水学、大气辐射学 三、学科位置 按研究范畴大体可划分为： 自然科学：数、理、化、天、 地 、生、工 程 与材料科学、 信息科学、管理科学 社会科学 地球科学 包括 大气科学 、海洋科学、地理学、地质学等 大气科学 基础学科：大气物理学、大气化学、大气动力学、天气学、气候学、大气探测学 应用学科：农业气象学、水文气象、医疗气象、污染气象、人工影响天气等 1）近代大气物理学起始阶段（18世纪中叶~20世纪中叶） 第一节 宇宙、地球、大气的 起源和演化 一、宇宙的起源 大爆炸学说 膨胀理论 宇宙无限论： 有限无界论： 二、地球与宇宙 银河系与河外星系 太阳系 地球形成 地球构造图 三、大气演化 第二节 大气组成 一、气体成分 1、90km以下大气的气体成分 1）按浓度时空变化是否明显来分， 分为： 2）按浓度（单位为体积混合比）来分，分为： 大气的组成饼图 2、90km以上大气 3、有关概念及其它特征 4、重要气体成分的作用 地表上的水 – 全球年水量平衡 二、大气气溶胶粒子 1、定义： 尺度范围：1nm-100μm 2、分类 1）云降水学分类（按半径分类） 2）大气环境学分类 3、大气气溶胶粒子的源和汇 1）源 2）汇 即气溶胶粒子被移出大气的过程。 4、大气气溶胶粒子在大气过程中的作用 4）对大气电学特性的影响 气溶胶粒子捕获小离子而成为大离子，由于大离子迁移率小，故大气电场中的传导电流减小 5）在大气化学过程中的作用。 气溶胶粒子在大气的许多化学过程中起作用。 b) CO2 c) O3 写两篇读书报告，题目分别为“CO2及全球变暖”、“O3和O3洞” 大气中分散、悬浮有液体或固体微粒时的气体和悬浮物的总体系称为大气气溶胶。而其中的悬浮物就称为气溶胶粒子。 爱根核：半径在0.01到0.1微米之间。 大核：半径在0.1到1微米之间。 巨核：半径大于1微米。 TSP、降尘、PM10、PM2.5、尘粒、粉尘、 灰、等。 据估计，全球气溶胶质粒主要是自然界产生的，人工来源仅为自然来源的五分之一。 包括海水飞沫（见下图）、气粒转换、风扬沙尘、火山爆发 按是否有水质粒参与，分为干移出、湿移出 干移出过程：指质粒在干的状况下移出大气的过程。包括重力下沉、附粘移出。 湿移出过程：指质粒受雨雪或云雾滴等影响而下沉到下垫面移出大气的过程。包括凝长下沉、碰并下沉。 1）在云雾降水中的作用； 可作为水汽凝结和凝华以及水滴冻结的核 心，即部分大气气溶胶粒子可作为CCN（cloud condensation nuclei)或IN (ice nuclei) 2）对大气辐射过程的影响； 吸收和散射太阳辐射，影响大气温度的垂直分布。 3）对大气光学特性的影响； 对太阳光的散射和吸收，会影响大气能见度， 还会影响天空颜色。一些光学现象的出现，也与它们的作用有关。 虹和霓　　含七种色光的太阳光线，射入大气中的水滴(雨滴或雾滴)，各种色光经历折射和反 射后，可在雨幕或雾幕上形成彩色光弧环。当光弧环对观测者所张的角半径约42度， 光环的彩色排序是内紫外红时，称为虹。　　在虹的外面，有时还出现较虹弱的彩色光环，光环对观测者所张的角半径约为52 度，彩色环的排序与虹相反即内红外紫，称为霓或副虹。　　虹和霓都要背对太阳而立才能观察到。在夏日的傍晚，西方放晴而东方天空有云 雨时，最易看到虹和霓。  折射和反射 内红外紫的晕是 阳光或月光透过云中的冰晶时发生折射和反射形成 均匀云滴(水滴或冰晶)的衍射，结果会在月亮或太阳周围紧贴月盘或日盘 形成内紫外红的彩环称为华，是均匀云滴(水滴或冰晶)的衍射 + + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -