第2章.大气与气候ppt课件.pptxVIP

第二章大气和气候;第一节大气的组成与结构;(一)干洁空气

通常把除水汽、液体和固体杂质外的整个混合气体，称为干洁空气，简称干空气。它是地球大气的主体。主要成分是氮(容积约占78%)、氧(容积约占21％)；其次是氩(占0.9％)和二氧化碳(占0.03％)；此外，还有一些稀有气体和CH4、SO2、NO2、CO、NH3、O3等，它们的总和也不超过0.1％。;干洁空气的成分(25km高度以下);2.二氧化碳;3.臭氧;;当前，对南极上空出现臭氧空洞的原因有种种解释，归纳起来有如下三点：

⑴宇宙高能粒子簇射破坏了臭氧层。通过人造地球卫星发现，地球每隔27天就有两天半要受到宇宙高能粒子簇射，射向地球的带电粒子，其能量为200～1500万电子伏特。这些带电粒子在地球磁场作用下沿着磁力线向南北两极射去。当南半球冬季到来时，南极大陆处于黑夜，大气中间层的氮、氢化合物在带电粒子的影响下浓度开始升高。当南极大陆出现太阳的早春季节到来时，氮、氢化合物由于气温升高开始发生化学反应，这一过程使臭氧层迅速遭到破坏，因而在南极上空臭氧层出现空洞。

⑵化学反应引起臭氧耗损造成臭氧空洞。怀俄明大学的霍夫曼认为，臭氧层出现空洞是由于工业化产生的氟氯化物（氟利昂）引起的化学反应造成的。氟利昂能破坏离地面25km高大气层里的臭氧，使透过大气层的太阳紫外线增强，导致皮肤癌的患者增加，并有可能影响气候，这种解释最近得到验证。

⑶大量废气的排放使臭氧层出现空洞。专家指出，近年来由于在同温层飞行的喷气式飞机和火箭、导弹日益增多，将大量废气排放到高空，臭氧遭到耗损，若不采取措施，任其发展下去，就会严重地破坏臭氧层。空洞的面积将会越来越大。;(二)水汽;(三)气溶胶(固、液体杂质);尽管气溶胶不是大气的主要成分，但它是大气环境中普遍存在又无恒定化学组分的聚集体，它本身可能是有害物质，也可能是有毒物质的运载体或反应床。

此外，颗粒物能够散射太阳光，致使能见度下降，改变地球的辐射平衡，从而影响地面温度的变化。

同时大气中的固体杂质能充当水汽凝结的核心，对云雨的形成起重要的作用，更重要的??颗粒物可在全球范围内扩散迁移。因此，对大气颗粒物的研究越来越受到重视。;二、大气的垂直结构

大气的下界为地面。上界则说法不一，有的把极光出现的高度作为大气的上界，大约是1200km的高度；有的则着眼于大气密度，用接近于星际的气体密度的高度来估计大气的上界，其高度大约在2000km～3000km。

大气在垂直方向上的物理性质有显著的差异。在气象学中，通常根据温度和大气垂直运动情况，可将大气分为五层：对流层、平流层、中间层、热层和散逸层。;;(一)对流层

1.气温随高度增加而降低

对流层中，气温随高度增加而降低的量值，因所在地区、所在高度、季节等因素而异，平均而言，高空每增加100m，气温则下降约0.65℃，这称为气温直减率，也叫气温垂直梯度。;3.气象要素水平分布不均匀

由于对流层受地表的影响最大，而地表面有海陆分布、地形起伏等差异，因此在对流层中，温度、湿度等的水平分布是不均匀的，于是产生一系列物理过程，形成复杂的天气现象。因此，对流层与地表自然界和人类关系最密切。;(二)平流层(同温层)

1.气温分布受地面影响小

在高度为15～35km范围内形成厚度约20km的臭氧层。臭氧能够吸收来自太阳的紫外线释放出热量，这是平流层温度升高的原因。;(三)中间层(上对流层)

从平流层顶到55～85km间的一层，称为中间层。在这一层中，气温随高度的增加而迅速下降，至中间层顶，气温可达-92℃左右。该层大气垂直运动相当强烈，故又称上对流层或高空对流层。中间层内水汽含量更少，几乎没有云层出现。;大气主要层次及其特征;第二节大气的热能和温度;2.太阳常数(S0)

太阳常数(S0)是指在日地平均距离上，大气上界垂直于太阳光线的单位面积上每分钟接受的太阳辐射。国际气象组织(WMO)在1981年推荐太阳常数的最佳值为1367W/㎡。事实上，由于太阳光谱辐照度随波长的变化曲线而有年际变化，太阳常数并非保持恒定。但从气候学观点出发，可以把太阳常数当作一个平均概念对待。;1.反射

大气中的云层和较大颗粒的尘埃能将太阳辐射中的一部分能量反射到宇宙空间去，其中云的反射作用最为显著。反射对各种波长没有选择性，所以反射光呈白色。;;3.吸收