大气科学导论-第二章(大气的基本知识1).ppt

地面风向表示方法 火山爆发、风吹扬沙和沙尘暴、雷击森林失火等。 来源： 自然过程形成 人为过程造成 工业和交通上煤炭、石油、天然气的使用，农业上化肥、农药的喷施，生活上制冷采暖的排放与泄漏等。 二次污染物： 分类： 一次污染物： 直接从污染源排出来的物质。 进入大气的一次污染物互相作用或与大气正常组分发生化学反应，以及在太阳辐射线的参与下引起光化学反应而产生的新的污染物。 * 危 害 大气成分的性质 人类活动对大气成分的影响 从上面的讨论我们可以看到，地球大气势在不断演变的。工业革命（1860年）之前的演变可以认为是自然变化。 工业革命之后，人类对大气或环境的改变影响在加大，而且，这种影响是达到了无法忽略的程度。 人类活动对以下大气成分的改变影响显著 化石燃料和生物体的燃烧导致大气中CO2含量升高，煤的燃烧导致SO2含量升高。 汽车等的大量使用导致大气中废气增加和气溶胶含量增加。 人工固氮导致大气中氮的减少。 人工制造的制冷剂CFCs的泄漏导致大气中CFCs含量增加，CFCs在大气平流层分解后产生的氯造成平流层O3减少。 CO2等温室气体的增加导致气候变暖，温度升高后大气中水汽含量增加。 CO2含量的增加 甲烷（CH4）的增加 最近1000年的温度变化（最近150年温度升高很快） 最近130年的温度变化（最近30年温度升高很快） 自上个世纪70年代末，平流层臭氧急剧减少 右图：南极臭氧洞在加强左图：在2000年臭氧洞的面积是有记录以来最大的一次，已经延伸到了南美大陆 第二节 大气的基本物理性质 在气象学上，大气的物理性状主要以气象要素和空气状态方程来表征。 一、主要气象要素 气象要素是指表示大气属性和大气现象的物理量，如气温、气压、湿度、风向、风速、云量、降水量、能见度等等。 气温 气压 湿度 降水 风 云量 能见度 主要气象要素 1、定义：表示大气冷热程度的物理量，反映一定条件下空气分子平均动能大小。 通常指距地面1.5m高处百叶箱中的空气温度。 2、单位：摄氏度（℃）温标；绝对温标，以K表示；华氏温标：℉，水的沸点为212℉ 3、单位换算： 一、气温（Temperature） 百叶箱的设置条件： 1. 全为白色 2. 四周全为百叶 3. 离地面1.5m 4.窗扇向北（因为太阳东升西落，以避免开窗时温度计受到阳光直接照射，使得温度计的读数失真） 1、定义：单位面积上所承受到的整个空气柱的质量——大气的压强。实质：气压的大小决定于整个空气柱质量的多少。 2、标准大气压：在纬度为45?的海平面上，温度为0℃时，所测得的水银柱高高为760mm的大气压强，为一个标准大气压（1atm＝1013.25Pa）。 3、单位：1Pa=1N/m2，mb—毫巴，Pa—帕斯卡 1mb=100Pa=1hPa（百帕）； 1atm＝101325Pa＝1013.25mb=760mmHg 二、气压（Pressure） 水银气压计 气压的垂直分布 由于大气层的厚度随高度的增高而变薄， 空气密度也随高度增高而迅速减小， 所以，气压随高度增高而急剧减小。 1、定义：表示大气中水汽量多少的物理量称大气湿度。意义：大气湿度状况直接影响了云、雾、降水等天气现象的形成。 三、湿度（Humidity） 水汽压(e)及饱和水汽压(E) 相对温度（f） 饱和差（d） 比湿（q） 水汽混合比（γ） 露点（Td） 湿度表示方法 水汽压（e）：水汽和其它气体一样也有压力，大气中水汽产生的那一部分压力。水汽含量?，水汽压e?。单位：hPa 水汽压及饱和水汽压 饱和水汽压（E）：温度一定，单位体积空气中的水汽含量是有一定限度，空气达到此限度时为饱和湿空气，饱和湿空气中的水汽所产生的那部分压力，即最大水汽压。 饱和水汽压（E）saturation vapour pressure 反映空气的最大水汽容纳能力 饱和水汽压取决于温度（马格奴斯半经验公式） 定义：饱和湿空气中水汽的分压强。 影响因子： 温度 T ? E ? 饱和差 饱和差（d）：在一定温度下，饱和水汽压（E）与实际空气水汽压（e）之差称饱和差（d）。即：d=E-e 意义：饱和差（d） 表示实际空气距离饱和的程度。 d越大，越不饱和； d=0，空气达饱和状态； d ＞0，说明不饱和；d＜0，过饱和。 饱和差（ d ）saturation deficit 定义：同一温度下饱和水汽压与实际水汽压之差。 d=E-e，反映空气的潮湿程度。 影响因子： 温度不变，E不变：水汽含量? e? d? 水汽含量不变，e不变：温度? E? d? 温度、水汽含量 相对湿度 相对湿度（f）：表示空气中的实有水汽压（e）与同