气象学-第一章地球大气.优秀PPT.ppt
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1、第第一一章章 地地球球大大气气本本 章章 内内 容容 大气的组成大气的组成 大气的状态大气的状态 大气的垂直结构大气的垂直结构 大气与农业大气与农业第一节第一节 大气的组成大气的组成 干洁大气(即干空气)干洁大气(即干空气)水汽水汽 悬浮在大气中的固液态杂质悬浮在大气中的固液态杂质 地球大气由三个部分组成地球大气由三个部分组成:各种成分介绍:各种成分介绍:各种成分介绍:各种成分介绍:表表表表2-1 2-1 干洁大气的成分(高度干洁大气的成分(高度干洁大气的成分(高度干洁大气的成分(高度25km25km以下)以下)以下)以下)气体成分气体成分气体成分气体成分所占体积(所占体积(所占体积(所占体积
2、(%)临界温度(临界温度(临界温度(临界温度()临界压强(大气压)临界压强(大气压)临界压强(大气压)临界压强(大气压)氮氮氮氮78.0878.0878.0878.08-147.2-147.2-147.2-147.233.533.533.533.5氧氧氧氧20.9520.9520.9520.95-118.9-118.9-118.9-118.940.740.740.740.7氩氩氩氩0.930.930.930.93-122.0-122.0-122.0-122.048.048.048.048.0二氧化碳二氧化碳二氧化碳二氧化碳0.0320.0320.0320.03231.031.031.031.0
3、73.073.073.073.0臭氧臭氧臭氧臭氧0.000060.000060.000060.00006-5.0-5.0-5.0-5.092.392.392.392.3干洁大气干洁大气干洁大气干洁大气100100100100-140.7-140.7-140.7-140.737.237.237.237.2一、干洁大气一、干洁大气 干洁大气的定义:干洁大气的定义:干洁大气的定义:干洁大气的定义:除去水汽及其他悬浮在大气中的固、液体质粒以除去水汽及其他悬浮在大气中的固、液体质粒以除去水汽及其他悬浮在大气中的固、液体质粒以除去水汽及其他悬浮在大气中的固、液体质粒以外的整个混合气体。外的整个混合气体。外
4、的整个混合气体。外的整个混合气体。氮气氮气(N N2 2):存在方式:存在方式:存在方式:存在方式:以蛋白质的形式存在于有机体中。以蛋白质的形式存在于有机体中。以蛋白质的形式存在于有机体中。以蛋白质的形式存在于有机体中。作用:作用:作用:作用:是有机体的基本组成部分,也是合成氮肥的是有机体的基本组成部分,也是合成氮肥的是有机体的基本组成部分,也是合成氮肥的是有机体的基本组成部分,也是合成氮肥的基本原料基本原料基本原料基本原料。氧气氧气(O O2 2):作用:作用:作用:作用:是人类和动植物维持生命活动的极为重要的气体;是人类和动植物维持生命活动的极为重要的气体;是人类和动植物维持生命活动的极为
5、重要的气体;是人类和动植物维持生命活动的极为重要的气体;主动参与大气中的很多化学过程;主动参与大气中的很多化学过程;主动参与大气中的很多化学过程;主动参与大气中的很多化学过程;对有机物质的燃烧、腐败和分解起着重要的作用。对有机物质的燃烧、腐败和分解起着重要的作用。对有机物质的燃烧、腐败和分解起着重要的作用。对有机物质的燃烧、腐败和分解起着重要的作用。臭氧臭氧(O O3 3):时空变更:时空变更:时空变更:时空变更:时间变更:最大值出现在春季,最小值出现在夏季。时间变更:最大值出现在春季,最小值出现在夏季。时间变更:最大值出现在春季,最小值出现在夏季。时间变更:最大值出现在春季,最小值出现在夏季
6、。空间变更:空间变更:空间变更:空间变更:水平:水平:水平:水平:由赤道向两极增加。由赤道向两极增加。由赤道向两极增加。由赤道向两极增加。垂直:垂直:垂直:垂直:55 55 55 5560km60km60km60km,含量极少。,含量极少。,含量极少。,含量极少。20 20 20 2025km25km25km25km,达最大值,形成臭氧层;,达最大值,形成臭氧层;,达最大值,形成臭氧层;,达最大值,形成臭氧层;12 12 12 1215km15km15km15km以上,含量增加特殊显著;以上,含量增加特殊显著;以上,含量增加特殊显著;以上,含量增加特殊显著;从从从从10km10km10km10
7、km向上,渐渐增加;向上,渐渐增加;向上,渐渐增加;向上,渐渐增加;近地面,含量很少;近地面,含量很少;近地面,含量很少;近地面,含量很少;这幅地图显示的这幅地图显示的这幅地图显示的这幅地图显示的是臭氧洞。是臭氧洞。是臭氧洞。是臭氧洞。19861986年,年,年,年,南极的臭氧量仅是南极的臭氧量仅是南极的臭氧量仅是南极的臭氧量仅是3030年前的一半。年前的一半。年前的一半。年前的一半。19881988年,曾发觉年,曾发觉年,曾发觉年,曾发觉北半球上空臭氧层已北半球上空臭氧层已北半球上空臭氧层已北半球上空臭氧层已比比比比2020年前要薄百分之年前要薄百分之年前要薄百分之年前要薄百分之三。这种变更
8、足以使三。这种变更足以使三。这种变更足以使三。这种变更足以使皮肤癌的病例增加。皮肤癌的病例增加。皮肤癌的病例增加。皮肤癌的病例增加。臭氧洞臭氧洞 二氧化碳二氧化碳(COCO2 2):来源:来源:来源:来源:生物的呼吸、化石燃料的燃烧、有机物质的燃烧和生物的呼吸、化石燃料的燃烧、有机物质的燃烧和生物的呼吸、化石燃料的燃烧、有机物质的燃烧和生物的呼吸、化石燃料的燃烧、有机物质的燃烧和分解、火山喷发作用等。分解、火山喷发作用等。分解、火山喷发作用等。分解、火山喷发作用等。时空变更:时空变更:时空变更:时空变更:时间变更:时间变更:时间变更:时间变更:a)a)白天、晴天、夏季时的二氧化碳浓度小于白天、
9、晴天、夏季时的二氧化碳浓度小于白天、晴天、夏季时的二氧化碳浓度小于白天、晴天、夏季时的二氧化碳浓度小于 黑夜、阴天、冬季。黑夜、阴天、冬季。黑夜、阴天、冬季。黑夜、阴天、冬季。b)b)工业革命前小于工业革命后。工业革命前小于工业革命后。工业革命前小于工业革命后。工业革命前小于工业革命后。空间变更:空间变更:空间变更:空间变更:水平:水平:水平:水平:城市大于农村;城市大于农村;城市大于农村;城市大于农村;垂直:垂直:垂直:垂直:0 0 0 020km20km20km20km,含量最高;,含量最高;,含量最高;,含量最高;20km 20km 20km 20km以上,含量显著削减。以上,含量显著削
10、减。以上,含量显著削减。以上,含量显著削减。作用:作用:作用:作用:对紫外线有着极其重要的调限制作用。对紫外线有着极其重要的调限制作用。对紫外线有着极其重要的调限制作用。对紫外线有着极其重要的调限制作用。对高层大气有明显的增温作用。对高层大气有明显的增温作用。对高层大气有明显的增温作用。对高层大气有明显的增温作用。绿色植物进行光合作用不行缺少的原料。绿色植物进行光合作用不行缺少的原料。绿色植物进行光合作用不行缺少的原料。绿色植物进行光合作用不行缺少的原料。猛烈吸取长波辐射(地面辐射、大气辐射),使猛烈吸取长波辐射(地面辐射、大气辐射),使猛烈吸取长波辐射(地面辐射、大气辐射),使猛烈吸取长波辐
11、射(地面辐射、大气辐射),使 地面保持较高的温度,产生地面保持较高的温度,产生地面保持较高的温度,产生地面保持较高的温度,产生“温室效应温室效应温室效应温室效应”。温室效应对地球表面温室效应对地球表面温度的维持温度的维持大气中二氧化碳含量变更图大气中二氧化碳含量变更图二、水汽二、水汽 来源来源来源来源:主要来自江、河、湖、海、潮湿陆面的水分蒸发以及主要来自江、河、湖、海、潮湿陆面的水分蒸发以及主要来自江、河、湖、海、潮湿陆面的水分蒸发以及主要来自江、河、湖、海、潮湿陆面的水分蒸发以及植物表面的蒸腾。植物表面的蒸腾。植物表面的蒸腾。植物表面的蒸腾。在大气中悬浮着的各种在大气中悬浮着的各种在大气中
12、悬浮着的各种在大气中悬浮着的各种固体和液体微粒固体和液体微粒固体和液体微粒固体和液体微粒(包括气溶胶粒子(包括气溶胶粒子(包括气溶胶粒子(包括气溶胶粒子和大气污染物质两大部分)。和大气污染物质两大部分)。和大气污染物质两大部分)。和大气污染物质两大部分)。二、大气中的杂质二、大气中的杂质 气溶胶粒子气溶胶粒子气溶胶粒子气溶胶粒子:定义定义定义定义:分类:分类:分类:分类:液体质粒、固体质粒液体质粒、固体质粒液体质粒、固体质粒液体质粒、固体质粒 固体质粒的来源:固体质粒的来源:固体质粒的来源:固体质粒的来源:有机质数量较少,大多为有机质数量较少,大多为有机质数量较少,大多为有机质数量较少,大多为
13、植物花粉、微生物和细菌植物花粉、微生物和细菌植物花粉、微生物和细菌植物花粉、微生物和细菌等;等;等;等;大气中沉降速率微小、尺度在大气中沉降速率微小、尺度在大气中沉降速率微小、尺度在大气中沉降速率微小、尺度在10-4m10-4m到到到到100m100m之之之之间的固态和液态微粒。间的固态和液态微粒。间的固态和液态微粒。间的固态和液态微粒。无机质数量较多,主要来源于:无机质数量较多,主要来源于:无机质数量较多,主要来源于:无机质数量较多,主要来源于:尘粒、烟粒、海洋中浪尘粒、烟粒、海洋中浪尘粒、烟粒、海洋中浪尘粒、烟粒、海洋中浪 花飞溅的盐粒,流星飞逝后留下的灰烬,火山尘埃花飞溅的盐粒,流星飞逝
14、后留下的灰烬,火山尘埃花飞溅的盐粒,流星飞逝后留下的灰烬,火山尘埃花飞溅的盐粒,流星飞逝后留下的灰烬,火山尘埃等。等。等。等。作用:作用:作用:作用:吸取太阳辐射,使空气温度增高,但也减弱了到达地吸取太阳辐射,使空气温度增高,但也减弱了到达地吸取太阳辐射,使空气温度增高,但也减弱了到达地吸取太阳辐射,使空气温度增高,但也减弱了到达地 面的太阳辐射;面的太阳辐射;面的太阳辐射;面的太阳辐射;缓冲地面辐射冷却,部分补偿地面因长波有效辐射而缓冲地面辐射冷却,部分补偿地面因长波有效辐射而缓冲地面辐射冷却,部分补偿地面因长波有效辐射而缓冲地面辐射冷却,部分补偿地面因长波有效辐射而 失去的热量;失去的热量
15、;失去的热量;失去的热量;降低大气透亮度,影响大气能见度;降低大气透亮度,影响大气能见度;降低大气透亮度,影响大气能见度;降低大气透亮度,影响大气能见度;充当水汽凝合核,对云、雾及降水的形成有重要意义。充当水汽凝合核,对云、雾及降水的形成有重要意义。充当水汽凝合核,对云、雾及降水的形成有重要意义。充当水汽凝合核,对云、雾及降水的形成有重要意义。大气中的污染物质大气中的污染物质大气中的污染物质大气中的污染物质:定义定义定义定义:由于人类活动或自然过程,使局部、甚至全球范围的由于人类活动或自然过程,使局部、甚至全球范围的由于人类活动或自然过程,使局部、甚至全球范围的由于人类活动或自然过程,使局部、
16、甚至全球范围的大气成分发生对生物界有害的变更。大气成分发生对生物界有害的变更。大气成分发生对生物界有害的变更。大气成分发生对生物界有害的变更。分布:分布:分布:分布:空间空间空间空间 垂直:主要集中在垂直:主要集中在垂直:主要集中在垂直:主要集中在3km3km3km3km以下的低层大气中。以下的低层大气中。以下的低层大气中。以下的低层大气中。水平:水平:水平:水平:城市多,农村少;陆地多,海洋少;城市多,农村少;陆地多,海洋少;城市多,农村少;陆地多,海洋少;城市多,农村少;陆地多,海洋少;时间:冬季多,夏季少;早晨和夜间多,午后少。时间:冬季多,夏季少;早晨和夜间多,午后少。时间:冬季多,夏
17、季少;早晨和夜间多,午后少。时间:冬季多,夏季少;早晨和夜间多,午后少。火山爆发、风吹扬沙和沙尘暴、雷击森林失火火山爆发、风吹扬沙和沙尘暴、雷击森林失火火山爆发、风吹扬沙和沙尘暴、雷击森林失火火山爆发、风吹扬沙和沙尘暴、雷击森林失火等。等。等。等。来源:来源:来源:来源:自然过程形成。自然过程形成。自然过程形成。自然过程形成。人为过程造成。人为过程造成。人为过程造成。人为过程造成。工业和交通上煤炭、石油、自然气的运用,农业上工业和交通上煤炭、石油、自然气的运用,农业上工业和交通上煤炭、石油、自然气的运用,农业上工业和交通上煤炭、石油、自然气的运用,农业上化肥、农药的喷施,生活上制冷采暖的排放与
18、泄漏等。化肥、农药的喷施,生活上制冷采暖的排放与泄漏等。化肥、农药的喷施,生活上制冷采暖的排放与泄漏等。化肥、农药的喷施,生活上制冷采暖的排放与泄漏等。其次节其次节 大气的状态大气的状态 大气状态大气状态 气象要素气象要素 气体状态方程气体状态方程一、大气状态一、大气状态 气象学中,大气的物理性状主要以气象学中,大气的物理性状主要以气象学中,大气的物理性状主要以气象学中,大气的物理性状主要以气象要素气象要素气象要素气象要素和和和和气体状态方程气体状态方程气体状态方程气体状态方程来描述。来描述。来描述。来描述。二、气象要素二、气象要素 表表表表示大气状态和特征的物理量和物理现象示大气状态和特征的
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