第三单元大气和气候课件.ppt
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1、第三单元大气和气候第1页,此课件共44页哦第一节 大气的组成和垂直分层第2页,此课件共44页哦 一、一、大气的组成大气的组成(一)干洁空气(一)干洁空气 大气中除固体杂质和水汽之外的全部混合气体,称为干大气中除固体杂质和水汽之外的全部混合气体,称为干洁空气。氮和氧容积占洁空气。氮和氧容积占99.04,加上氩,三者合占,加上氩,三者合占99.97,其他气体仅占,其他气体仅占0.03%。干洁空气中大多数气。干洁空气中大多数气体的临界温度低于自然情况下大气中可能出现的最低温体的临界温度低于自然情况下大气中可能出现的最低温度,度,CO2 的临界温度虽然较高,但它所对应的压力却的临界温度虽然较高,但它所
2、对应的压力却大大超过其实际分压力。因此,干洁空气中的所有成大大超过其实际分压力。因此,干洁空气中的所有成分都呈气体状态。分都呈气体状态。第3页,此课件共44页哦(二)水汽 水汽主要来源于海洋、江河湖沼和土壤,以及潮湿物体表面的蒸发和植物的蒸腾。大气中的水汽含量极不固定,随时间、地点、条件而不同。其所占容积变化范围为04。观测结果表明,在1.52km 高度,水汽含量只及地面的1/2;在5km 高度,只相当于地面的1/10,再往上更少。水汽含量虽然不多,但它在大气温度变化范围内可以发生汽态、液态和固态三相转化,人们常见的云、雾、雨、雪等天气现象,都是水汽相变的表现。此外,水汽还善于吸收和放射长波辐
3、射,显著影响大气和地表的温度。第4页,此课件共44页哦(三)固体杂质 悬浮在大气中的固体杂质主要有烟粒、尘埃、盐粒等,它们的半径一般为10-210-8cm,多集中于低层大气中。烟粒主要来源于生产、生活方面的燃烧;尘埃主要来自经风的吹扬进入大气的地表松散微粒,以及火山爆发后产生的火山灰、流星燃烧的灰烬;盐粒则主要是由海洋波浪飞溅进入大气的水滴被蒸发后形成的,固体杂质的含量陆地上空多于海洋上空,城市多于乡村,冬季多于夏季,白天多于夜晚,愈近地面愈多。固体杂质是大气中水汽凝结的必要条件;能吸收部分太阳辐射,又可阻挡地面长波辐射,对大气和 地表温度有一定影响;其含量多少,还直接影响到大气能见度的好坏。
4、第5页,此课件共44页哦 (四)1、由于煤、石油等矿物燃料的使用越来越多,人类社会每年排放的二氧化碳总量在过去三十年里增加了一倍,再加上大量砍伐森林,减少了绿色植物通过光合作用吸收二氧化碳的能力,大气中二氧化碳的浓度在过去三十年里增长了12。2、氯氟烃是一种人工合成的化合物,主要用于制冷剂、火箭推进剂等,到了80年代中期为止,全球氯氟烃的年消费量已达到100万吨。3、由于煤、石油等矿物燃料的使用越来越多,排入空气中的硫、氮等氧化物不断增加。大气组成的这种变化,会产生什么影响?第6页,此课件共44页哦成云致雨的必要条件成云致雨的必要条件主要主要成分成分次要次要成分成分水水 汽汽固体杂质固体杂质生
5、物体的基本成分生物体的基本成分维持生物活动的必要物质维持生物活动的必要物质植物光合作用的原料;对地面保温植物光合作用的原料;对地面保温吸收紫外线,使地球上的生吸收紫外线,使地球上的生物免遭过量紫外线的伤害物免遭过量紫外线的伤害成云致雨的必要条件;对地面保温成云致雨的必要条件;对地面保温大气组成大气组成主主 要要 作作 用用干干洁洁空空气气O3N2O2CO2大气各成分的作用第7页,此课件共44页哦二 大气的垂直分层第8页,此课件共44页哦 1、地球大气共分哪几层?2、在不同纬度,对流层高度是否一样?为什么?3、对流层和平流层的气温如何随高度而变化?原因是什么?4、对流层和平流层中,大气运动的特点
6、是什么?5、对流层和平流层大气与人类有何关系?6、读图,说明电离层与人类的关系。分组阅读讨论第9页,此课件共44页哦大气的垂直分层对流层平流层对流旺盛近地面,对流旺盛近地面,纬度不同厚度变;纬度不同厚度变;高度增来温度减,高度增来温度减,只因热源是地面;只因热源是地面;天气复杂且多变,天气复杂且多变,风云雨雪较常见风云雨雪较常见气温初稳后升热气温初稳后升热只因层中臭氧多只因层中臭氧多水平流动天气好水平流动天气好高空飞行很适合高空飞行很适合上冷下热上冷下热高空对流高空对流电电离离层层高层大气电离层能反射电离层能反射无线电波,对无线电波,对无线电通讯有无线电通讯有重要作用重要作用第10页,此课件共
7、44页哦 2、对流层的厚度及特征A)厚度:本层厚度最簿,并随纬度、季节而不同,在高纬地区平均:89km,中纬地区平均:1012km,低纬地区平均1718km,夏季大于冬季。B)特征:一是温度随高度的升高而降低;因为该层的热量来自于地面的长波辐射,平均气温递减率为0.65oC/100m;二是具有强烈的对流运动;因为地面受热不均。三是天气现象复杂多变;几乎所有的水汽、云、雨、雷、电等现象都发生在此层。第11页,此课件共44页哦 3、平流层的特征(1)气温随高度升高的分布 下层:其上界离地面约3540km,为同温层 上层:其上界离地面约5060km,为逆温层,即气温随高度的升高而降低。因为平流层上层
8、含有大量的臭氧,臭能大量地吸收太阳紫处线而增温;(2)气流以水平运动为主,逆温的存在,对流不易产生。(3)水汽、尘埃含量少,天气晴朗,能见度好。第12页,此课件共44页哦 4、中间层的特征 高度:平流层顶至85km处。(1)温度随高度的升高而迅速下降。因为臭氧的含量下降。(2)空气以垂直运动为主。但由于空气稀薄,所出现的天气现象已不如对流层复杂。(3)在80km处白天出现一个电离层。第13页,此课件共44页哦5、暖层的特征 高度:中间层至800km处 特征:(1)空气质量小,空气稀薄,空气密度只角空气总质量的0.5%,在120km高空,空气密度小至声音都难于传播。(2)温度随高度升高而升高。因
9、为所有波长小于0.175um的太阳紫外辐射都被暖层气体所吸收,顶层温度可达1000度。(3)空气处于高度电离状态。(4)能反射无线电波 (5)出现极光现象。第14页,此课件共44页哦 6.散逸层(外层)暖层顶之上,因大气十分稀薄,离地面远,受地球引 力场约束微弱,一些高速运动的空气质点就能散逸到星际空间,所以本层称 为散逸层。根据宇宙火箭探测资料,地球大气层之外,还有一层极其稀薄的 电离气体,可伸展到22000 公里高度,称为地冕。这可能就是地球大气层向 宇宙空间的过渡区域。第15页,此课件共44页哦 从大气与地表自然环境之间关系来说,对流层具有特别重要的意义。下面将主要讨论对流层范围内的基本
10、情况。第16页,此课件共44页哦三三 大气的热力状况大气的热力状况第17页,此课件共44页哦 地球表面处于大气圈、水圈和岩石圈的交互作用之中,进行着各种形式的运动过程,包括简单的机械运动和复杂的生命过程,其中大多数过程的能量直接或间接来自太阳辐射。太阳辐射透过地球的大气“外衣”到达地表,经过一系列能量转换之后,形成对地球生命有深刻影响的大气热力状况。地球上的气温条件是各种生物繁殖和演化的重要条件,也是决定地球上能量和物质输送、转化的重要因素。气温的空间变化是各地理要素地域分异的根本原因之一。第18页,此课件共44页哦 1、辐射的基本知识 (1)物体对辐射的吸收、反射和透射 假设投射到物体上 的
11、总辐射为Qo,被 吸收的为Qa,被反 射的为Qr,透过的 为Qd,则根据能量守恒 原理:Qa+Qr+Qd=Qo 两边同除以Qo得:Qa/Qo+Qr/Qo+Qd/Qo=1 即;a+r+d=1。物体的吸收率、反射率和透射率大小随着辐射的波长和物体的性质而改变。黑体能将所有波长的辐射全部吸收掉的物体即a=1。第19页,此课件共44页哦(2)有关辐射的基本规律 辐射能力强的物体,其吸收能力也强,黑体的吸收率最大,故它是最好的放射体;对于同一物体,如果在温度为T时,它放射某一波长的辐射,那么在同一温度下,它也吸收同样波长的辐射;任何物体在向四周放射能量的同时,也吸收能量;高温物体在单位面积上放射的能量比
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