大气物理学：第一章 引言.ppt

第一章 大气概述 §1 地球大气的演化 §2 地球大气成分 §3 大气结构 §4 气象要素 §5 空气状态方程 * §2 地球大气成分 地球大气由多种气体和悬浮于其中的固体粒子或气体粒子(称为大气气溶胶)所组成。在地球大气的气体成分中，水汽是最重要、最活跃的，它不但造成云雨雷电、天气变化，而且在地球的生态系统中起着重要作用。 通常地球大气包括三部分，即多种气体成分组成的干空气、水(可处于气、固、液三态中之一态)及悬浮的气溶胶粒子。 地球大气的各种成分分类： 根据浓度的分类 根据平均滞留时间的分类 * （1）碳化合物- CO2 来源：有机物燃烧，腐烂和生物呼吸。 作用： 对长波辐射的吸收和放射，影响地面和大气的温度（温室气体）。 是植物光合作用不可缺少的原料。 1 干洁大气 * （2）O3 O3的来源： 高空臭氧：高层大气中的臭氧主要是氧分子吸收一定波长的太阳辐射，形成氧原子，而后氧原子在第三种中性粒子M的参与下与氧分子结合，形成臭氧。 低空臭氧：低空臭氧主要是从高空输送而来，另外对流层大气的光化学反应也是臭氧的另一个主要来源，还有一部分由雷暴闪电、有机物氧化生成。 干洁大气 * O3的作用： 能强烈吸收紫外辐射，对大气有增温作用，影响了大 气温度的垂直分布及高层大气的加热过程。 吸收了绝大部分的紫外辐射，使生物有机体免遭伤害。 对红外辐射的吸收，使地面向外空间的辐射受阻，也促进了大气的增温。 （2）O3 * §2 地球大气成分 1 干洁大气 2 水汽 3 气溶胶 * 2 水汽 来源：来自江、河、湖、海及潮湿物体表面的水分蒸发和植物蒸腾作用 水汽的时空分布：地面＞高空，热带＞极地， 海洋＞沙漠，夏季＞冬季 作用：a、云和降水的源泉 b、影响地面、空气温度及大气垂直运动 c、水循环，联系四圈（图） * §2 地球大气成分 1 干洁大气 2 水汽 3 气溶胶 * 3 气溶胶 （1）定义：悬浮在大气中的各种固体和液体粒子。 （2）按尺度分类 尺度：10-3—102μm 数密度： 102—106个/cm3， 城市＞农村，陆地＞海洋，冬季＞夏季 * 3 气溶胶 （3）来源 人为源：燃烧、工业活动产生的烟粒、煤烟粒子，核实验，气粒转化过程。 自然源：土壤岩石风化及火山爆发、 森林火灾、海洋溅沫、云滴、 冰晶、宇宙尘埃、有机质点等。 * 3 气溶胶 （4）作用 在云雾降水中的作用：作为大气中水汽凝结或冻结的核心(凝结核或冻结核)，是形成云雾降水的条件。 对大气辐射过程的影响：能吸收和散射太阳辐射、大气和地面发射的长波辐射，改变地球的辐射平衡。 对大气光学特性的影响：气溶胶也会造成大气污染，使能见度降低。 对大气电学特性影响：小离子被爱根核吸附后成为大离于。晴天大气电场的方向向下，地面相对地带着负电荷。正、负离子在大气电场作用下就形成了垂直方向的传导电流。 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。固态粒子能够吸附大气中的微量气体，液态粒子能溶解微量气体，它们起化学反应后生成新的物质微粒． * 第一章 大气概述 §1 地球大气的演化 §2 地球大气成分 §3 大气结构 §4 气象要素 §5 空气状态方程 * §4 气象要素 一 气温 二 气压 三 风 四 云 五 降水 六 能见度 七 大气湿度 八 常用的湿度参量间关系 * 七、大气湿度 1、混合比 r 混合比 r：一定体积空气中所含水汽质量和干空气质量之比，单位为g/kg，kg/kg。 饱和混合比 rs * 七、大气湿度 2、比湿 q 比湿 q：一定体积空气中所含水汽质量与湿空气总质量之比，单位为g/g，g/kg。 饱和比湿 qs * 七、大气湿度 3、水汽压 e 水汽压e：空气中所含水汽的分压强，单位为Pa, hPa。 （湿空气）饱和水汽压es： 某一温度下，空气中的水汽达到饱和时所具有的水汽压，它表示了空气中水汽的最大容量，也叫最大水汽压。单位为hPa。饱和水汽压仅是温度的函数。 * 七、大气湿度 4、绝对湿度 ρv ：单位体积湿空气中所含的水汽的质量，即水汽的密度ρv，单位为g·m-3 , kg·m-3 。 5、相对湿度 Uw：一定温度和压强下，水汽和饱和水汽的摩尔分数之比。(混和物中某一组分的物质的量与混和物物质的量之和之比) 6、露点(霜点)温度 Td ( Tf )：湿空气中水汽含量和气压不变的条件下，气温降低到对水（冰）面