大气科学导论2大气成分与结构.pptxVIP

参考书;Atmosphere;; 从太空中看，地球是一颗明亮的蓝色星球，美丽而多变。蓝色是因为它表面的四分之三是覆盖着蓝色的海洋，明亮是因为它上面有许多云层。;;圣人的洋葱皮;;;; 大气中的氧气只需提高大约4%，就会引起世界性的火灾。氧气现在浓度每增加1%，闪电造成森林大火的概率就增加70%。若氧气成分达到25%，一旦着起火来，即使是潮湿的植被也会不断地燃烧下去，闪电引发的森林大火将会烈焰冲天，直到所有的可燃物全部烧光。（Lovelock J，1979）;2. 氮气;;;水汽的相态变化;水汽是大气中的重要成分 随着大气的垂直运动，空气中的水汽会发生凝结或凝华，形成水滴或冰晶，进而产生云和降水（雨、雪、冰雹等）； 水汽发生相变时会吸收或释放大量的热量(潜热)； 水汽能强烈地吸收和放出长波辐射，是一种重要的温室气体。;通过水的相态变化，海洋、河流、江湖和土壤等的蒸发向大气输送水汽，大气中的水汽通过凝结或凝华形成降水，又回到海洋、河流、土壤，使不同部分的水不断发生更替，形成水循环。水汽在大气中的平均停留时间为??天。;;;;傅立叶被世人所推崇主要在于他在数学(傅立叶分析)和热传导上的卓越贡献;;;;图中蓝色粒子代表氮原子，红色粒子代表氧原子。;图中蓝色粒子代表氮原子 红色粒子代表氧原子;; ;O3：;臭氧空洞;大气中的臭氧每减少1%。照射到地面的紫外线就增加2%，人的皮肤癌就增加3%，还受到白内障、免疫系统缺陷和发育停滞等疾病的袭击。 现在居住在南极洲较近的智利南端海伦娜岬角的居民，已尝到苦头，只要走出家门，就要在衣服遮不住的肤面，涂上防晒油，戴上太阳眼镜，否则半小时后，皮肤就晒成鲜艳的粉红色，并伴有痒痛；羊群则多患白内障，几乎全盲。据说那里的兔子眼睛全瞎，猎人可以轻易地拎起兔子耳朵带回家去，河里捕到的鲜鱼也都是盲鱼。 ;;大气颗粒物;;臭氧吸收太阳紫外线使生物免受伤害;小结一;;;;太阳系的形成;一、原生大气（天文大气圈）;二、次生大气（地质大气圈）;次生大气中没有氧，即使有也不能保留。当时地面温度很高，地壳中有很多金属铁，氧将很快和金属铁反应形成氧化铁。;二、次生大气;三、现代大气;代（亿年）;古生代;次生大气和现代大气成分的比较;小结二;;§2.3 大气的垂直结构;;气温;气温;湿度;湿度;湿度;气压;风：空气相对于地面的运动：风向和风速。;风向标;风速：单位时间内空气相对于地面移动的水平距离;§2.3 大气温度的垂直变化;根据温度的垂直变化，分为：对流层、平流层、中层、热层和外逸层等。 我们平常关心的大气层是对流层，0-10公里。大气越往上越稀薄，最后融合到宇宙空间。;为什么大气的垂直温度分布是这样的？;对流层(Troposphere);对流层(Troposphere);17~18千米;对流层上冷下热，利于空气对流;平流层(Stratosphere);平流层大气上冷下热，不利于空气对流，空气以水平运动为主;中层(Mesosphere);中层(Mesosphere);冰晶颗粒散射太阳光的结果 ;温度随高度增加而递减;热层(Thermosphere);;地球表面大约500km以上，分子运动10公里才可与另一个相碰撞，在这里许多分子可以摆脱地球引力的束缚。这个原子、分子可逃到外太空的区域叫外逸层，可以代表大气上界(天的高度)。 气温很高，随高度的增加很少变化。;大气上界;;;小结三;思考题;次生大气向现代大气演变过程中的几个重要问题;1. 氧气的起源; 生物的光合作用机制则没有这样的困难，也就是光合作用把H2O和CO2转化为O2，碳则存储在生（植）物中。可是，生命本身需要样来维持，问题是生命的起源在先还是氧的起源在先。 nCO2+nH2O+γ?(CH2O)n +nO2;氧气的起源;氧气的起源;2. 臭氧层;Graedel，T.E.，and Paul J. Grutzen著，陈正平译，1997：变色的天空－大气与气候变迁的故事，远哲科学教育基金会，P67，Fig. 4.30。;3.CO2含量变化：;4. 氮气