大气环境精选PPT.ppt
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1、关于大气关于大气关于大气关于大气环环境境境境第1页,讲稿共87张,创作于星期日第一节第一节 大气组成与结构大气组成与结构一、大气的组成一、大气的组成大气大气干燥清洁的空气干燥清洁的空气水蒸气(水蒸气(0.01%4%)杂质杂质主要成分主要成分次要成分次要成分氮氮78.09%氧氧20.95%氩氩0.93%二氧化碳二氧化碳0.03%第2页,讲稿共87张,创作于星期日二、大气的结构二、大气的结构1 1、对流层、对流层对流层是大气圈中最接近地面的一层。对流层的厚度对流层是大气圈中最接近地面的一层。对流层的厚度从赤道向两极减少,集中了大气总质量从赤道向两极减少,集中了大气总质量75%75%的空气和几的空气
2、和几乎全部水蒸气,是天气变化最复杂的层次。对流层具有乎全部水蒸气,是天气变化最复杂的层次。对流层具有如下两个特点:如下两个特点:a.a.气温随高度增加而降低。气温随高度增加而降低。对流层的大气不能直接对流层的大气不能直接从太阳辐射中得到热能,但能从地面反射得到热从太阳辐射中得到热能,但能从地面反射得到热能而使大气增温,因而靠近地面的大气温度高,能而使大气增温,因而靠近地面的大气温度高,远离地面的空气温度低。远离地面的空气温度低。第3页,讲稿共87张,创作于星期日b.空气具有强烈的对流运动空气具有强烈的对流运动近地层的空气接受地面的热辐射后温度升高,与高空冷空近地层的空气接受地面的热辐射后温度升
3、高,与高空冷空气发生垂直方向的对流,构成了对流层空气的强烈对流运气发生垂直方向的对流,构成了对流层空气的强烈对流运动,一旦大气中进入污染物,则能够得到扩散和稀释。动,一旦大气中进入污染物,则能够得到扩散和稀释。人类活动排放的污染物主要是在对流层聚集,大气污人类活动排放的污染物主要是在对流层聚集,大气污染主要也是这一层发生。是我们研究的主要对象染主要也是这一层发生。是我们研究的主要对象第4页,讲稿共87张,创作于星期日2、平流层、平流层对流层顶至高度约对流层顶至高度约5055km处为平流层。平流层内空处为平流层。平流层内空气比较干燥,几乎没有水汽和尘埃,大气透明度好。气比较干燥,几乎没有水汽和尘
4、埃,大气透明度好。平流层中存在着厚度为平流层中存在着厚度为20km的臭氧层,且平流层的空的臭氧层,且平流层的空气无垂直对流运动,主要是平流运动,一旦进入污染物则气无垂直对流运动,主要是平流运动,一旦进入污染物则难于扩散。难于扩散。3、中间层、中间层平流层顶至高度平流层顶至高度85km处为中间层。由于该层的臭氧处为中间层。由于该层的臭氧稀少,其温度垂直分布的特点是气温随高度的增加稀少,其温度垂直分布的特点是气温随高度的增加迅速降低,这种温度分布下高上低的特点,使得中迅速降低,这种温度分布下高上低的特点,使得中间层空气再次出现强烈的垂直对流运动。间层空气再次出现强烈的垂直对流运动。第5页,讲稿共8
5、7张,创作于星期日4、热成层、热成层热成层又称暖层,位于热成层又称暖层,位于85800km的高度之间。这一层空的高度之间。这一层空气更加稀薄,气体在宇宙射线作用下处于电离状态,因此气更加稀薄,气体在宇宙射线作用下处于电离状态,因此又将其称为电离层。因此,气温是随高度的增加而增加。又将其称为电离层。因此,气温是随高度的增加而增加。电离层能将地面发射的无线电波反射回地面,对全球的无电离层能将地面发射的无线电波反射回地面,对全球的无线电通讯具有重要意义。线电通讯具有重要意义。5、散逸层、散逸层热成层顶以上的大气统称为散逸层,也称为外层。该层热成层顶以上的大气统称为散逸层,也称为外层。该层大气极为稀薄
6、,气温高,分子运动速度快。大气极为稀薄,气温高,分子运动速度快。第6页,讲稿共87张,创作于星期日第二节第二节 大气污染及污染源大气污染及污染源一、大气污染一、大气污染1 1、大气污染的概念、大气污染的概念按照国际标准化组织(按照国际标准化组织(ISOISO)做出的定义)做出的定义:大气污染通常大气污染通常是指由于是指由于人类活动人类活动和和自然过程自然过程引起某种物质进入大气中,引起某种物质进入大气中,呈现出足够的浓度,达到了足够的时间并因此而危害了呈现出足够的浓度,达到了足够的时间并因此而危害了人体的舒适、健康和福利或危害了环境的现象。人体的舒适、健康和福利或危害了环境的现象。第7页,讲稿
7、共87张,创作于星期日二、大气污染的分类二、大气污染的分类1 1、根据污染范围的大小分类、根据污染范围的大小分类a.a.局部性大气污染:如某个工厂烟囱排气所造成的直局部性大气污染:如某个工厂烟囱排气所造成的直接影响接影响b.b.区域性大气污染:如工业区及其附近地区及整个城区域性大气污染:如工业区及其附近地区及整个城市受到大气污染市受到大气污染c.c.广域性大气污染:涉及到比一个城市更广泛地区的广域广域性大气污染:涉及到比一个城市更广泛地区的广域污染:如西南地区的酸雨污染;污染:如西南地区的酸雨污染;d.d.全球性大气污染:指跨国届乃至涉及整个地球大气全球性大气污染:指跨国届乃至涉及整个地球大气
8、层的污染,如温室效应、臭氧层破坏、酸雨等。层的污染,如温室效应、臭氧层破坏、酸雨等。第8页,讲稿共87张,创作于星期日2 2、根据污染物的化学性质及存在状况分类、根据污染物的化学性质及存在状况分类a.a.还原型大气污染(煤烟型):发生在所使用煤碳为主,还原型大气污染(煤烟型):发生在所使用煤碳为主,同时也使用石油的地区。同时也使用石油的地区。污染物:污染物:SO2SO2、COCO和颗粒物。和颗粒物。气象条件:低温、高湿度的阴天,且风速很小,气象条件:低温、高湿度的阴天,且风速很小,并伴有逆温存在的情况,一次污染物受阻,易在低并伴有逆温存在的情况,一次污染物受阻,易在低空聚集、生成还原性烟雾。空
9、聚集、生成还原性烟雾。实例:实例:“伦敦烟雾伦敦烟雾”事件事件第9页,讲稿共87张,创作于星期日b.b.氧氧化化型型(汽汽车车尾尾气气型型):发发生生在在使使用用石石油油燃燃料料的的地地区区,污污染染物物的的主主要要来来源源是是汽汽车车排排气气,燃燃油油锅锅炉以及石油化工企业。炉以及石油化工企业。污污染染物物:一一次次污污染染物物有有COCO、NOxNOx和和CnHmCnHm;二二次次污污染染染物有染物有O O3 3,醛类、,醛类、PANPAN等。等。气象条件:光照强烈的热带、亚热带地区;气象条件:光照强烈的热带、亚热带地区;温度温度24-32,24-32,湿度湿度70%,d d时大气处于不稳
10、定状态;时大气处于不稳定状态;当当=d d时,时,大气处于中性平衡状态;大气处于中性平衡状态;当当 d d时,大气处于稳定平衡时,大气处于稳定平衡状态状态。第35页,讲稿共87张,创作于星期日简单判定稳定度的方法:简单判定稳定度的方法:当大气的垂直温度随高度增高而降低时,大气为不稳定当大气的垂直温度随高度增高而降低时,大气为不稳定状态。状态。当大气的垂直温度随高度增加而增加时,呈现出逆温,当大气的垂直温度随高度增加而增加时,呈现出逆温,这时大气是稳定的,温度随高度增加得愈剧烈,即大气愈稳这时大气是稳定的,温度随高度增加得愈剧烈,即大气愈稳定。定。当温度不随高度而变化,可认为大气是处于中性当温度
11、不随高度而变化,可认为大气是处于中性状态。状态。第36页,讲稿共87张,创作于星期日第37页,讲稿共87张,创作于星期日六、影响大气污染物的地理因素六、影响大气污染物的地理因素1.地形和地物的影响地形和地物的影响地面是一个凹凸不平的粗糙曲面,当气流沿地面流过时,必地面是一个凹凸不平的粗糙曲面,当气流沿地面流过时,必然要同各种地形地物发生摩擦作用,使风向风速同时发生变然要同各种地形地物发生摩擦作用,使风向风速同时发生变化,其影响程度与各障碍物的体积、形状、高低有密切关系。化,其影响程度与各障碍物的体积、形状、高低有密切关系。2.山谷风山谷风山谷风是在山区最为常见,它主要是由于山坡和谷底受热不山谷
12、风是在山区最为常见,它主要是由于山坡和谷底受热不均而产生的。在白天,太阳先照射到山坡上,使山坡上大气均而产生的。在白天,太阳先照射到山坡上,使山坡上大气比谷地上同高度的大气温度高,形成了由谷地向上坡的风,比谷地上同高度的大气温度高,形成了由谷地向上坡的风,称为谷风。在夜间,山坡和山顶比谷地冷却得快,使山坡和称为谷风。在夜间,山坡和山顶比谷地冷却得快,使山坡和山顶的冷空气顺山坡滑到谷底,形成了山风。山顶的冷空气顺山坡滑到谷底,形成了山风。第38页,讲稿共87张,创作于星期日山风和谷风;山风和谷风;第39页,讲稿共87张,创作于星期日3.3.海陆风海陆风它发生在海陆交界地带,是由于陆地和海洋的热力
13、性质它发生在海陆交界地带,是由于陆地和海洋的热力性质的差异而引起的。在白天,由于太阳辐射,陆地升温比的差异而引起的。在白天,由于太阳辐射,陆地升温比海洋快,在海陆大气之间产生了温度差、气压差,使低海洋快,在海陆大气之间产生了温度差、气压差,使低空大气由海洋流向陆地,形成海风。在夜间,由于有效空大气由海洋流向陆地,形成海风。在夜间,由于有效辐射发生了变化,陆地比海洋降温快,在海陆之间产生辐射发生了变化,陆地比海洋降温快,在海陆之间产生了与白天相反的温度差、气压差,使低空大气从陆地流了与白天相反的温度差、气压差,使低空大气从陆地流向海洋,形成陆风。向海洋,形成陆风。第40页,讲稿共87张,创作于星
14、期日白天白天白天白天晚上晚上晚上晚上海风和陆风;海风和陆风;第41页,讲稿共87张,创作于星期日4.4.城市热岛环流城市热岛环流城市热岛环流是由城乡温度差引起的局地风。产生城乡温度差城市热岛环流是由城乡温度差引起的局地风。产生城乡温度差异的主要原因是:异的主要原因是:a.a.城市人口密集、工业集中,使得能耗水平高城市人口密集、工业集中,使得能耗水平高b.b.城市的覆盖物热容量大,白天吸收太阳辐射热,夜间放热缓城市的覆盖物热容量大,白天吸收太阳辐射热,夜间放热缓慢,使低层空气变暖慢,使低层空气变暖c.c.城市上空笼罩着一层烟雾和二氧化碳,使地面有效辐射减城市上空笼罩着一层烟雾和二氧化碳,使地面有
15、效辐射减弱。弱。因此,使城市市区净热量收入比周围乡村多,故平均气温比因此,使城市市区净热量收入比周围乡村多,故平均气温比周围乡村高,于是形成了所谓城市热岛。周围乡村高,于是形成了所谓城市热岛。第42页,讲稿共87张,创作于星期日第43页,讲稿共87张,创作于星期日第三节第三节 全球大气环境问题全球大气环境问题一、全球变暖与防治对策一、全球变暖与防治对策1、近百年来的全球气候、近百年来的全球气候(1)全球气温上升趋势明显,平均大约上升)全球气温上升趋势明显,平均大约上升0.6摄氏摄氏度;度;(2)全球气温的变化不呈直进式,而是呈现冷暖交)全球气温的变化不呈直进式,而是呈现冷暖交替的波动替的波动第
16、44页,讲稿共87张,创作于星期日2 2 2 2、温室效应与温室气体、温室效应与温室气体、温室效应与温室气体、温室效应与温室气体(1 1)什么是什么是“温室效应温室效应”?v所谓所谓“温室温室”即指即指“暖房暖房”,屋顶和四周是玻璃或,屋顶和四周是玻璃或透明塑料薄膜建成,由于玻璃和透明塑料薄膜可以使透明塑料薄膜建成,由于玻璃和透明塑料薄膜可以使太阳光太阳光(短波辐射短波辐射)射入室内,但室内向外的辐射射入室内,但室内向外的辐射(长长波辐射波辐射)却不易透过玻璃或薄膜外逸,使室内温度提却不易透过玻璃或薄膜外逸,使室内温度提高,起到防寒升温、在寒冷季节也能栽种喜温作物高,起到防寒升温、在寒冷季节也
17、能栽种喜温作物 的作用。的作用。v大气中的温室气体所起的作用与玻璃温室相同,它大气中的温室气体所起的作用与玻璃温室相同,它不影响太阳光照射到地面,但却可以吸收地面向外的不影响太阳光照射到地面,但却可以吸收地面向外的红外红外 (长波长波)辐射,使低层大气变暖,于是人们便把这辐射,使低层大气变暖,于是人们便把这种作用称种作用称 为为“温室效应温室效应”。第45页,讲稿共87张,创作于星期日(2)温室气体)温室气体(a)概念)概念能使地球大气增温的微量气体组分,成为温室气能使地球大气增温的微量气体组分,成为温室气体。体。(b)种类)种类v二氧化碳(二氧化碳(CO2)、臭氧()、臭氧(O3)、甲烷(、
18、甲烷(CH4)、氟利昂(、氟利昂(CFC11)、一氧化二氮(、一氧化二氮(N2O)等。)等。v二氧化碳起二氧化碳起55的作用,甲烷和氟利昂起的作用,甲烷和氟利昂起20的的作用。作用。第46页,讲稿共87张,创作于星期日3 3 3 3、全球变暖对人类的影响、全球变暖对人类的影响、全球变暖对人类的影响、全球变暖对人类的影响(1 1)海平面上升海平面上升 全球海平面在过去的百年里上升了全球海平面在过去的百年里上升了14.414.4厘米。冰川融化厘米。冰川融化可造成海平面上升,海平面上升可造成海平面上升,海平面上升1 1米,中国的珠三角洲、米,中国的珠三角洲、长江三角洲、渤海湾地区将会被淹没。长江三角
19、洲、渤海湾地区将会被淹没。(2 2)气候变化气候变化 全球变暖将引起世界温度带的移动。全球变暖将引起世界温度带的移动。a a、大部分地区温度上升但也有例外、大部分地区温度上升但也有例外 b b、全球降雨量增加,全球陆地降雨增加了、全球降雨量增加,全球陆地降雨增加了1%1%C C、沿海岸的亚热带地区会出现更潮湿的季风、沿海岸的亚热带地区会出现更潮湿的季风 d d、台风的强度增强、台风的强度增强 e e、飓风更频繁、更强大,并向高纬度地区发展。、飓风更频繁、更强大,并向高纬度地区发展。第47页,讲稿共87张,创作于星期日(3)、对生物多样性的影响)、对生物多样性的影响全球气候的变化必然给生物圈造成
20、多种冲击,生物群落的全球气候的变化必然给生物圈造成多种冲击,生物群落的伟大分布和生物带都会有相应的变化,很可能有部分植物、伟大分布和生物带都会有相应的变化,很可能有部分植物、高等真菌物种会处于濒临灭绝和物种变异的境地,植物的高等真菌物种会处于濒临灭绝和物种变异的境地,植物的变异也必然影响到动物群落。变异也必然影响到动物群落。(4)、对全球人类的影响)、对全球人类的影响a、对农业的影响、对农业的影响b、威胁沿海城市、岛屿与平原、威胁沿海城市、岛屿与平原c、传染性疾病可能扩大分布范围、传染性疾病可能扩大分布范围d、改变水资源的分布和水量、改变水资源的分布和水量第48页,讲稿共87张,创作于星期日4
21、 4 4 4、控制全球变暖的综合对策、控制全球变暖的综合对策、控制全球变暖的综合对策、控制全球变暖的综合对策 控制全球变暖,就必须要减少大气中温室气体含控制全球变暖,就必须要减少大气中温室气体含量,其中关键问题是控制二氧化碳的含量。量,其中关键问题是控制二氧化碳的含量。(1 1)基本控制对策)基本控制对策a a、能源对策、能源对策 发展核能与氢能发展核能与氢能 开发利用新能源:太阳能和风能开发利用新能源:太阳能和风能 开发替代能源:水力发电开发替代能源:水力发电b b、绿化对策:植树造林、减少人口、绿化对策:植树造林、减少人口(2 2)发达国家负有减少温室气体的主要责任)发达国家负有减少温室气
22、体的主要责任第49页,讲稿共87张,创作于星期日二、臭氧层破坏与防治对策二、臭氧层破坏与防治对策二、臭氧层破坏与防治对策二、臭氧层破坏与防治对策1、臭氧层破坏的机理、臭氧层破坏的机理(1)臭氧的自然平衡过程)臭氧的自然平衡过程式中式中M为反应第三体,一般是氮分子或氧分子。为反应第三体,一般是氮分子或氧分子。第50页,讲稿共87张,创作于星期日(2)当有活性催化物质存在时)当有活性催化物质存在时式中式中Y为活性催化物,在反应中并不消耗,有些物为活性催化物,在反应中并不消耗,有些物质可在平流层中存在数年,所以一个质可在平流层中存在数年,所以一个Y自由基可以自由基可以破坏数万或数十万个臭氧分子。破坏
23、数万或数十万个臭氧分子。Y物种包括三大家族:物种包括三大家族:氢家族氢家族HOx、氮家族、氮家族NOx和和卤家族卤家族XOx。第51页,讲稿共87张,创作于星期日(3 3)氯氟烃()氯氟烃(CFCsCFCs)类物质是臭氧层破坏的一个)类物质是臭氧层破坏的一个主要原因主要原因 CFCsCFCs的化学稳定性好,在对流层不易分解而进入的化学稳定性好,在对流层不易分解而进入平流层。到达平流层平流层。到达平流层CFCsCFCs受到短波紫外线的照射,分受到短波紫外线的照射,分解为解为ClCl自由基,参与臭氧的消耗。自由基,参与臭氧的消耗。常用的常用的CFCsCFCs中一氟三氯甲烷中一氟三氯甲烷CFC-11
24、(CFClCFC-11(CFCl3 3)和二和二氟二氯甲烷氟二氯甲烷 CFC-12(CFCFC-12(CF2 2ClCl2 2)的寿命大约为的寿命大约为5050年和年和110110年,有的年,有的CFCsCFCs的寿命可达数千年。的寿命可达数千年。第52页,讲稿共87张,创作于星期日2 2 2 2、臭氧层破坏造成的危害、臭氧层破坏造成的危害、臭氧层破坏造成的危害、臭氧层破坏造成的危害(1 1)对人类健康的影响)对人类健康的影响致癌作用致癌作用损伤人体免疫系统损伤人体免疫系统对眼的损伤;对眼的损伤;(2 2)对植物的影响:)对植物的影响:使农作物减产;使农作物减产;(3 3)对水生系统的影响:)
25、对水生系统的影响:减少浮游生物的产量;减少浮游生物的产量;(4 4)其他影响)其他影响臭氧层破坏对气候的影响臭氧层破坏对气候的影响加剧环境污染加剧环境污染使材料加速破坏使材料加速破坏第53页,讲稿共87张,创作于星期日3 3、应对措施、应对措施、应对措施、应对措施(1)提高利用效率,降低操作损失;)提高利用效率,降低操作损失;(2)回收和在循环;)回收和在循环;(3)改进)改进CFCs产品;产品;(4)非)非CFCs产品的替代品。产品的替代品。第54页,讲稿共87张,创作于星期日三、酸沉降与防治措施三、酸沉降与防治措施三、酸沉降与防治措施三、酸沉降与防治措施1 1、酸雨、酸雨(acid rai
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