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大气基本特征

课程目标了解大气的基本概念认识大气的组成、结构、以及重要的物理特性。掌握大气运动的基本原理理解气压、温度、风等要素对大气运动的影响。认识大气的重要作用了解大气对地球气候、生态环境的影响，以及与人类生活的关系。

什么是大气地球的保护层大气层是地球周围的一层气体，它保护我们免受太阳有害辐射的伤害。天气和气候的塑造者大气层是天气和气候变化的主要驱动力，它影响着我们的生活和环境。生命维持系统大气层为我们提供了呼吸的氧气，并调节地球的温度，使生命得以繁衍。

大气的垂直结构1对流层最靠近地表的层，天气变化剧烈，包含大部分大气质量。2平流层温度随高度增加，稳定，适合飞机飞行，包含臭氧层。3中间层温度随高度下降，大气稀薄，流星在此燃烧。4热层温度随高度上升，电离层存在，吸收太阳辐射。5外层与太空的过渡区，大气极度稀薄，原子散逸到太空中。

对流层天气现象对流层是地球大气层的最底层，也是我们生活的地方。它包含了几乎所有的大气质量和几乎所有的大气水蒸气。温度变化对流层温度随高度升高而下降，平均每上升100米下降0.65摄氏度。对流活动对流层中存在着强烈的对流活动，这是各种天气现象，如云、雨、雪、雷暴和龙卷风形成的原因。

平流层温度随高度升高而上升，原因是臭氧层吸收紫外线。适合飞机飞行，因为平流层空气稀薄，气流平稳。臭氧层位于平流层，吸收大部分来自太阳的紫外线，保护地球生物。

中间层1高度范围中间层位于平流层之上，从约50公里到80公里高度。2温度变化温度随着高度增加而降低，在中间层顶端达到最低点，约-90°C。3重要特征中间层是流星燃烧形成的区域，以及大气层中大部分的臭氧层。

热层1极光热层是极光产生的区域，由于太阳辐射使气体粒子电离而发出美丽的光芒。2电离层热层包含电离层，它能反射无线电波，使无线电通信成为可能。3高能粒子热层受到来自太阳的高能粒子轰击，形成高能粒子环境。

外层高度范围外层，又称散逸层，是地球大气层的最外层，从热层顶大约800公里以上延伸到太空。特征外层以极低的密度和气体粒子为特征，大部分是氢和氦。由于极低的密度，外层几乎没有气体分子间的碰撞，因此温度的概念变得模糊。

大气的组成氮气约占大气总量的78%，是生命必需的组成部分。氧气约占大气总量的21%，是地球上生物呼吸的必要物质。二氧化碳约占大气总量的0.04%，是重要的温室气体，对维持地球温度起着至关重要的作用。水蒸气含量变化较大，是云、雨等天气现象形成的重要因素。其他微量气体包括臭氧、氩气等，对大气结构和气候有着重要的影响。

氮气空气中最主要成分约占大气体积的78%惰性气体氮气相对来说较为稳定，不易与其他物质发生反应。生命必需元素是构成蛋白质和核酸的重要组成部分

氧气呼吸必备氧气是所有生命体呼吸所必需的，为细胞提供能量。保护地球氧气层吸收来自太阳的有害紫外线，保护地球上的生命。

二氧化碳温室气体二氧化碳是一种温室气体，它吸收并重新辐射来自地球表面的热量，从而导致全球变暖。自然来源二氧化碳主要来自火山活动和生物呼吸作用。人类活动化石燃料燃烧和森林砍伐是人类活动导致二氧化碳排放的主要来源。

水蒸气气体状态的水水蒸气是大气中不可或缺的成分，对天气和气候起着重要作用。无色无味水蒸气是无色无味的，但在高浓度下会形成可见的雾或云。可变含量水蒸气的含量在大气中变化很大，受温度和湿度影响。

其他微量气体臭氧臭氧层吸收大部分紫外线辐射，保护地球生命。氩气氩气是地球大气中含量第三高的气体，主要用于工业生产。氖气氖气用于霓虹灯，发出红色光，用于各种标识和装饰。

大气压力1013.25海平面标准大气压1000高海拔大气压降低

压强的测量1气压计测量大气压力的仪器2水银气压计利用水银柱的高度来测量气压3无液气压计利用弹性元件的形变来测量气压

等压面和等高线等压面是指大气中压强相同的点连接而成的面。等压面通常是倾斜的，因为地球重力的影响，空气密度越高的地方，压强也越高。等压面可以用来表示大气压力的分布，也可以用来描述风的方向。等高线是指地面上高程相同的点连接而成的线。等高线可以用来表示地形的起伏，也可以用来描述风的速度。等压面和等高线是用来描述大气运动的重要工具。

温度温度是指物体冷热程度的物理量摄氏度（℃）以水的冰点为0度，沸点为100度华氏度（℉）以水的冰点为32度，沸点为212度

温度的垂直分布1对流层温度随高度增加而降低2平流层温度随高度增加而升高3中间层温度随高度增加而降低4热层温度随高度增加而升高5外层温度随高度增加而降低

温度倒转层空气温度在某些情况下，空气温度随着高度的增加而升高，而不是降低，形成温度倒转层。形成原因通常发生在晴朗无风的天气，夜间地面辐射冷却，导致近地面气温下降，而高空温度则保持相对较高。

温度的水平分布1纬度差异赤道地区太阳辐射强烈，气温