第二章地球大气精选PPT.ppt

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1、第二章地球大气第二章地球大气第1页，本讲稿共23页大大气气的的组组成成水汽水汽 杂质杂质干洁大气干洁大气 氧气氧气氮气氮气臭氧臭氧二氧化碳二氧化碳 稀有气体稀有气体 氩气氩气第2页，本讲稿共23页 一、干空气的成分一、干空气的成分(25Km(25Km高度以下高度以下)含量含量()临界温度临界温度临界压力临界压力沸点温度沸点温度()(当大气压力为当大气压力为气体种类气体种类按容积按容积按质量按质量分子量分子量()(大气压大气压)1013.3hPa)1013.3hPa)氮氮(N(N2 2)78.0978.0975.5275.5228.01628.016-147.2-147.233.533.5195

2、.0195.0氧氧()()2 2)20.9520.9523.1523.1532.00032.000118.9118.949.749.7183.1183.1氩氩(Ar)(Ar)0.930.931.281.2839.94439.944122.0122.048.048.0185.6185.6二氧化碳二氧化碳(CO(CO2 2)0.030.030.050.0544.01044.01031.031.073.073.0一一 78.278.2臭氧臭氧()()3 3)1.0101.010-6-648.00048.0005.05.092.392.3111.1111.1干洁空气干洁空气10010010010028

3、.96628.966140.7140.737.237.2193.0193.0 从上表看出，各种气体的沸点都很低，在地球上可能出从上表看出，各种气体的沸点都很低，在地球上可能出现的温度范围内，除现的温度范围内，除COCO2 2、O O3 3外，其它气体永无液化的可能，外，其它气体永无液化的可能，所以干洁大气是所以干洁大气是永久气体永久气体。第3页，本讲稿共23页第4页，本讲稿共23页 （1 1）近地面气层臭氧含量很少，从）近地面气层臭氧含量很少，从1010千米高度开千米高度开始增加，在始增加，在20-2520-25千米高度处达到最大值，再向上，千米高度处达到最大值，再向上，臭氧含量逐渐减少，在臭

4、氧含量逐渐减少，在55-6055-60千米高度，千米高度，O O3 3已极少；已极少；（2 2）太阳辐射中波长短于）太阳辐射中波长短于0.290.29微米的紫外线被微米的紫外线被臭氧吸收，保护地面的生物免受过多紫外线的伤害；臭氧吸收，保护地面的生物免受过多紫外线的伤害；透射到地面上少量的紫外线，具有杀菌作用。同时透射到地面上少量的紫外线，具有杀菌作用。同时由于大量吸引太阳紫外线，使得由于大量吸引太阳紫外线，使得20-2520-25千米气层以及千米气层以及上层的温度大为增加。上层的温度大为增加。1 1、臭氧（、臭氧（O O3 3）第5页，本讲稿共23页第6页，本讲稿共23页2 2、二氧化碳（、二

5、氧化碳（COCO2 2）大气中大气中COCO2 2含量很少，其平均含量约占大气容积含量很少，其平均含量约占大气容积的的0.030.03，并且多集中于，并且多集中于2020千米以下的气层里，在千米以下的气层里，在2020千米以上，千米以上，COCO2 2的含量显著减少。的含量显著减少。CO CO2 2是绿色植物进行光合作用不可缺少的原料；使是绿色植物进行光合作用不可缺少的原料；使地面保持较高的温度，产生地面保持较高的温度，产生“温室效应温室效应”。1750 1750年前维持在年前维持在280ul/l280ul/l，目前，目前360ul/l360ul/l。“C “C素循环素循环”对农业生产有着重要

6、的意义。对农业生产有着重要的意义。第7页，本讲稿共23页 （1 1）大气中的氮，植物不能直接吸收，但豆科植物大气中的氮，植物不能直接吸收，但豆科植物的根瘤菌具有固氮作用，能够固定和利用大气中的氮，另的根瘤菌具有固氮作用，能够固定和利用大气中的氮，另外大气中氮的氧化物也可随降水进入土壤，供给植物的需外大气中氮的氧化物也可随降水进入土壤，供给植物的需要。要。（2 2）氧不但为动物和植物呼吸所必需，并且还决定着）氧不但为动物和植物呼吸所必需，并且还决定着有机物质的燃烧、腐败和分解。有机物质的燃烧、腐败和分解。3 3、氮（、氮（N N2 2）和氧（）和氧（O O2 2）第8页，本讲稿共23页 1 1、

7、它主要集中在、它主要集中在2323千米以下的大气层中。千米以下的大气层中。2 2、大气中水汽的含量还随地区、季节的不同而变化；、大气中水汽的含量还随地区、季节的不同而变化；一般来讲，低纬度地区大气中水汽含量比高纬度地区多。一般来讲，低纬度地区大气中水汽含量比高纬度地区多。3 3、在大气温度变化的范围内，水汽是唯一能进行、在大气温度变化的范围内，水汽是唯一能进行气、液气、液 、固态三相变化的大气成分。、固态三相变化的大气成分。4 4、水汽有两个特点：其一是水汽在相变过程中都、水汽有两个特点：其一是水汽在相变过程中都要吸收和放出潜热；其二水汽能强烈吸收和放射长波要吸收和放出潜热；其二水汽能强烈吸收

8、和放射长波辐射。所以，水汽不仅影响大气中的湿度状况，同时辐射。所以，水汽不仅影响大气中的湿度状况，同时也影响地面和空气温度变化。也影响地面和空气温度变化。二、水二、水 汽汽对成云致雨有重要的作用第9页，本讲稿共23页三、大气中的杂质 大气中悬浮的各种固态和液态微粒，统称大气中悬浮的各种固态和液态微粒，统称杂质杂质。它。它们主要集中在们主要集中在3 3千米以下的低层大气中。千米以下的低层大气中。杂质对大气中物理过程和现象的作用：杂质对大气中物理过程和现象的作用：（1 1）吸收太阳辐射，使空气温度增高，但削弱了到达）吸收太阳辐射，使空气温度增高，但削弱了到达地面的太阳辐射。地面的太阳辐射。（2 2

9、）阻挡地面辐射，减缓地面的辐射冷却。）阻挡地面辐射，减缓地面的辐射冷却。（3 3）降低大气的透明度，影响能见度。）降低大气的透明度，影响能见度。（4 4）充当水汽的凝结核，对成云致雨有重要意义。）充当水汽的凝结核，对成云致雨有重要意义。第10页，本讲稿共23页第11页，本讲稿共23页大气上界的界定大气上界的界定:1 1、极光出现的最大高度是极光出现的最大高度是1000120010001200千米来估千米来估计大气上界，因此，将此数字定为大气的物理上界。计大气上界，因此，将此数字定为大气的物理上界。2 2、大气密度接近于星际气体密度的高度来估计大气、大气密度接近于星际气体密度的高度来估计大气上界

10、。大气上界为上界。大气上界为2000300020003000千米。千米。一、大气上界一、大气上界极极 光光第12页，本讲稿共23页二、大气的铅直结构二、大气的铅直结构第13页，本讲稿共23页低纬地区平均为低纬地区平均为17181718千米，在中纬地区平均千米，在中纬地区平均10121012千米，在高纬地区平均为千米，在高纬地区平均为8-98-9千米。一般夏季对流层厚度千米。一般夏季对流层厚度比冬季厚。比冬季厚。2 2千米以下大气层称为摩擦层；千米以下大气层称为摩擦层；2 2米以下大气层称为米以下大气层称为贴地气层。贴地气层。对流层特点：对流层特点：（1 1）集中了整个大气四分之三的质量和几集中

11、了整个大气四分之三的质量和几乎全部的水汽。大气中的各种天气现象如风、云、雨、雪乎全部的水汽。大气中的各种天气现象如风、云、雨、雪等都发生在这一层里，对天气分析和预报具有重要意义。等都发生在这一层里，对天气分析和预报具有重要意义。1 1、对流层对流层第14页，本讲稿共23页第15页，本讲稿共23页 （2 2）气温随着海拔高度的增高而降低。）气温随着海拔高度的增高而降低。平均来说，每上升平均来说，每上升100100米，气温约下降米，气温约下降0.650.65，称气温，称气温递减率，也叫气温铅直梯度，通常以递减率，也叫气温铅直梯度，通常以r r表示：表示：r=ZT -(3)(3)对流层空气具有强烈的

12、垂直运动和不规则的乱流运动。对流层空气具有强烈的垂直运动和不规则的乱流运动。结果使高层和低层之间的冷暖空气进行了交换，使近地面的结果使高层和低层之间的冷暖空气进行了交换，使近地面的热量、水汽，杂质等向上输送。这对热量、水汽，杂质等向上输送。这对成云致雨有重要作用。成云致雨有重要作用。（4 4）气象要素水平方向上）气象要素水平方向上分布不均匀分布不均匀(温度、湿度温度、湿度)。第16页，本讲稿共23页 2 2、平流层、平流层 自对流层顶到自对流层顶到5555千米高度。千米高度。平流层的特点：平流层的特点：第一、在平流层的下部，随着高度增加，气第一、在平流层的下部，随着高度增加，气温最初保持不变，

13、在温最初保持不变，在2525千米以上，气温随高度增千米以上，气温随高度增加而显著升高；到加而显著升高；到5555千米高度可达千米高度可达33。第二、在平流层中空气的垂直运动明显减弱，主要第二、在平流层中空气的垂直运动明显减弱，主要是水平运动。是水平运动。第三、在平流层中、水汽和尘埃含量极少。晴朗少第三、在平流层中、水汽和尘埃含量极少。晴朗少云，大气透明度好，气流比较平稳，适于飞机飞行。云，大气透明度好，气流比较平稳，适于飞机飞行。第17页，本讲稿共23页第18页，本讲稿共23页 3 3、中间层、中间层 自平流层顶到自平流层顶到8585千米高的气层为中间层。千米高的气层为中间层。气温随高度增高而

14、迅速下降，其顶部气温可降至气温随高度增高而迅速下降，其顶部气温可降至8383以下。有强烈的对流运动，称为以下。有强烈的对流运动，称为“高空对流层高空对流层”。4 4、暖层、暖层 暖层位于中间层顶至暖层位于中间层顶至800800千米高度。千米高度。温度随高度的升高迅速增高。暖层的空气处于游离状温度随高度的升高迅速增高。暖层的空气处于游离状态。这是由于该层空气在强烈的太阳紫外线和宇宙射线的态。这是由于该层空气在强烈的太阳紫外线和宇宙射线的作用下呈电离状态。由于这一特点，暖层又称为电离层。作用下呈电离状态。由于这一特点，暖层又称为电离层。对无线电通讯，卫星、火箭的发射有重要作用。对无线电通讯，卫星、火箭的发射有重要作用。5 5、散逸层、散逸层 800 800千米高度以上的大气层称为散逸层。千米高度以上的大气层称为散逸层。大气物质具有向星际空间散逸的特性。大气物质具有向星际空间散逸的特性。第19页，本讲稿共23页第20页，本讲稿共23页小结：1、了解大气的组成情况，各部分对大气中物理现象和过程有何作用。2、掌握大气的铅直结构以及每一层的变化特点。第21页，本讲稿共23页第22页，本讲稿共23页第23页，本讲稿共23页