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专题大气组成和垂直分层(共39张)

专题一：大气组成概述

(1)大气是地球表面包围的气体混合物，主要由氮气、氧气、氩气、二氧化碳和其他少量气体组成。氮气占比约为78%，氧气占比约为21%，而氩气占比约为0.93%。二氧化碳在大气中的含量虽然较低，但近年来因人类活动的影响，其浓度显著增加，从工业革命前的280ppm上升至2023年的415ppm，这一变化对全球气候产生了深远影响。例如，二氧化碳的增加导致温室效应加剧，全球平均气温上升，引发了一系列极端天气事件。

(2)大气中的气体成分不仅包括上述主要气体，还包括水蒸气、臭氧、氮氧化物、硫氧化物、卤化物等。水蒸气在大气中的含量虽然不高，但对气候调节至关重要，它能够吸收和释放热量，影响云的形成和降水分布。臭氧层中的臭氧对地球生物具有保护作用，它能够吸收太阳辐射中的紫外线，减少紫外线对地表生物的伤害。然而，由于人类活动产生的氯氟烃（CFCs）等化学物质破坏了臭氧层，导致南极上空出现臭氧洞。

(3)大气中的尘埃、气溶胶等微小颗粒物也对大气组成和气候产生影响。这些颗粒物可以反射太阳辐射，降低地表温度，同时也能吸附其他气体和污染物，影响大气化学过程。例如，沙尘暴会将大量沙尘带入大气，改变区域气候特征。此外，大气中的化学物质相互作用会产生二次污染物，如光化学烟雾，这种污染物对人类健康和生态环境构成严重威胁。

专题二：大气垂直分层

(1)大气垂直分层是地球大气根据温度、密度、压力等物理和化学性质的不同而划分成不同的层。从地表向上，大气可以分为对流层、平流层、中间层、热层和外层空间。对流层是地球大气中最接近地表的一层，厚度约为10至20公里，其中包含大部分的天气现象。对流层中的温度随着高度的增加而降低，大约每上升1000米温度下降6.5摄氏度。例如，在对流层底部，温度可能达到-55摄氏度，而在顶部，温度可能接近-60摄氏度。

(2)平流层位于对流层之上，高度大约在20至50公里之间。在这层中，温度随着高度的增加而上升，这是因为平流层中臭氧层的存在，臭氧吸收太阳辐射中的紫外线，导致温度升高。平流层中的大气运动主要是水平方向的，因此称为平流层。这一层对于地球的生命至关重要，因为它阻挡了大部分有害的紫外线辐射。平流层中的臭氧层厚度约为10至20公里，其浓度峰值出现在离地面约25公里的高度。

(3)中间层位于平流层之上，高度大约在50至85公里之间。在这一层中，温度随着高度的增加而急剧下降，因为臭氧层在此高度已经非常稀薄。中间层的温度可以低至-90摄氏度以下。这一层中的大气主要由氮气和氧气组成，且大气密度极低。中间层中的大气运动主要受到太阳辐射的影响，太阳辐射能够加速气体分子的运动，导致温度升高。热层位于中间层之上，高度在85至500公里之间，这一层中的温度可以高达数千摄氏度，这是由于太阳风的粒子进入大气层时与气体分子碰撞产生的能量。热层是地球大气的最外层，也是进入外层空间之前的一层。

专题三：大气组成与垂直分层的相互作用

(1)大气组成与垂直分层之间的相互作用体现在多个方面。例如，二氧化碳等温室气体在大气中的含量增加会导致全球变暖，这一现象在全球范围内已经得到证实。据科学家研究，自工业革命以来，全球平均气温已上升约1.2摄氏度。这种升温不仅影响地表温度，也会影响大气垂直分层的温度分布。在平流层，由于臭氧吸收太阳辐射，温度随高度上升而升高，但温室气体的增加可能改变这种温度梯度。

(2)水蒸气在大气中的作用同样复杂。对流层中的水蒸气含量直接影响云的形成和降水分布。水蒸气的增加会加剧地球的温室效应，但同时也可能通过云的形成反射太阳辐射，起到冷却作用。水蒸气在大气垂直分层中的分布也受到温度梯度的影响，不同层次的水汽含量变化会影响大气环流和天气系统。

(3)气溶胶等微小颗粒物在大气中的作用也不容忽视。这些颗粒物可以影响大气能见度和辐射平衡，进而影响气候。例如，气溶胶可以散射和吸收太阳辐射，导致地表温度降低。在平流层，气溶胶的浓度变化可能影响臭氧层的稳定性和化学过程。此外，气溶胶的垂直输送和沉积也会影响不同大气层的组成和化学性质。