农业气象学地球大气优秀课件.ppt
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1、农业气象学地球大气第1页,本讲稿共29页第一节第一节 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)干洁大气(即干空气)干洁大气(即干空气)水汽水汽水汽水汽 悬浮在大气中的固液态杂质悬浮在大气中的固液态杂质悬浮在大气中的固液态杂质悬浮在大气中的固液态杂质一、干洁大气一、干洁大气一、干洁大气一、干洁大气 地球大气由三个部分组成地球大气由三个部分组成地球大气由三个部分组成地球大气由三个部分组成:干洁大气的定义及其成分变化:干洁大气的定义及其成分变化:干洁大气的定义及其成分变化:干洁大气的定义及其成分变化:定义:定义:定义: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
2、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。外的整个混合气体。外的整个混合气体。第2页,本讲稿共29页 成分变化:成分变化:成分变化:成分变化:090km 090km,主要成分和含量比例基本保持不变。主要成分和含量比例基本保持不变。主要成分和含量比例基本保持不变。主要成分和含量比例基本保持不变。90km 90km以上,以上,以上,以上,氮稍有减少氮稍有减少氮稍有减少氮稍有减少,氧稍有增多氧稍有增多氧稍有增多氧稍有增多,氩和二氧化碳氩和二氧化碳氩和二氧化碳氩和二氧化碳明显减少明显减少明显减少
3、明显减少,其中氧分子和氮分子开始离解其中氧分子和氮分子开始离解其中氧分子和氮分子开始离解其中氧分子和氮分子开始离解 。各种成分介绍:各种成分介绍:各种成分介绍:各种成分介绍:各成分总体状况:各成分总体状况:各成分总体状况:各成分总体状况: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(%)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78.0878.08
4、78.0878.08-147.2-147.2-147.2-147.233.533.533.533.5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0.0320.0320.0320.03231.031.031.031.073.073.073.073.0臭氧臭氧臭氧臭氧0.000060.000060.000060.00006-5.0-5.0-5.0-5.092.392
5、.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第3页,本讲稿共29页 氮气氮气氮气氮气(N N N N2 2 2 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。
6、氧气氧气氧气氧气(O O O O2 2 2 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;积极参加大气中的许多化学过程;积极参加大气中的许多化学过程;积极参加大气中的许多化学过程;积极参加大气中的许多化学过程;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。第4页,本讲稿共29页 臭氧臭氧臭氧臭氧(O O O
7、O3 3 3 3):时空变化:时空变化:时空变化:时空变化:时间变化:时间变化:时间变化:时间变化:最大值出现在春季,最小值出现在夏季。最大值出现在春季,最小值出现在夏季。最大值出现在春季,最小值出现在夏季。最大值出现在春季,最小值出现在夏季。空间变化:空间变化:空间变化:空间变化: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:5555555560km60km60km60km,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
8、;,达最大值,形成臭氧层;,达最大值,形成臭氧层;12 12 12 1215km15km15km15km以上,含量增加特别显著;以上,含量增加特别显著;以上,含量增加特别显著;以上,含量增加特别显著;从从从从10km10km10km10km向上,逐渐增加;向上,逐渐增加;向上,逐渐增加;向上,逐渐增加;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;第5页,本讲稿共29页 这幅地图显示的是这幅地图显示的是这幅地图显示的是这幅地图显示的是臭氧洞。臭氧洞。臭氧洞。臭氧洞。19861986年,南极年,南极年,南极年,南极的臭氧量仅是的臭氧量仅是的臭氧量仅是的臭氧量仅是3030
9、年前的年前的年前的年前的一半。一半。一半。一半。19881988年,曾发现北年,曾发现北年,曾发现北年,曾发现北半球上空臭氧层已比半球上空臭氧层已比半球上空臭氧层已比半球上空臭氧层已比2020年前要薄百分之三。这年前要薄百分之三。这年前要薄百分之三。这年前要薄百分之三。这种变化足以使皮肤癌的种变化足以使皮肤癌的种变化足以使皮肤癌的种变化足以使皮肤癌的病例增加。病例增加。病例增加。病例增加。第6页,本讲稿共29页 作用:作用:作用:作用:对紫外线有着极其重要的调控制作用。对紫外线有着极其重要的调控制作用。对紫外线有着极其重要的调控制作用。对紫外线有着极其重要的调控制作用。对高层大气有明显的增温作
10、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。二氧化碳二氧化碳二氧化碳二氧化碳(COCOCOCO2 2 2 2):来源:来源:来源:来源:生物的呼吸、化石燃料的燃烧、有机物质的燃烧生物的呼吸、化石燃料的燃烧、有机物质的燃烧生物的呼吸、化石燃料的燃烧、有机物质的燃烧生物的呼吸、化石燃料的燃烧、有机物质的燃烧和分解、火山喷发作用等。和分解、火山喷发作用等。和分解、火山喷发作用等。和分解、火山喷发作用等。时空变化:时空变化:时空变化:时空变化:时间变化:时间变化:时间变化:时间变化:a)a)a)a)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
11、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)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。第7页,本讲稿共29页 空间变化:空间变化:空间变化:空间变化: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,含量显著减少。以
12、上,含量显著减少。以上,含量显著减少。以上,含量显著减少。作用:作用:作用:作用:绿色植物进行光合作用不可缺少的原料。绿色植物进行光合作用不可缺少的原料。绿色植物进行光合作用不可缺少的原料。绿色植物进行光合作用不可缺少的原料。强烈吸收长波辐射(地面辐射、大气辐射),使强烈吸收长波辐射(地面辐射、大气辐射),使强烈吸收长波辐射(地面辐射、大气辐射),使强烈吸收长波辐射(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”。第8页,本讲稿共29页温温温温室室室室效效效效应应应应模模模模式式式式
13、图图图图第9页,本讲稿共29页二、水汽二、水汽二、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。第10页,本讲稿共29页 时间:时间:时间:时间:夏季多于冬季夏季多于冬季夏季多于冬季夏季多于冬季 空间:空间:空间:空间:一般低纬多于高纬,下层多于上层。一般低纬多于高纬,下层多于上层。一般低纬多于高纬,下层多于上层。一般低纬多于高纬,下层多于上层。时空变化:时
14、空变化:时空变化:时空变化:作用:作用:作用:作用:在天气气候变化中扮演了重要角色。在天气气候变化中扮演了重要角色。在天气气候变化中扮演了重要角色。在天气气候变化中扮演了重要角色。能强烈吸收地面放射的长波辐射并向地面和周围大气放能强烈吸收地面放射的长波辐射并向地面和周围大气放能强烈吸收地面放射的长波辐射并向地面和周围大气放能强烈吸收地面放射的长波辐射并向地面和周围大气放 出长波辐射,出长波辐射,出长波辐射,出长波辐射,对大气起着对大气起着对大气起着对大气起着“温室效应温室效应温室效应温室效应”。第11页,本讲稿共29页 在大气中悬浮着的各种在大气中悬浮着的各种在大气中悬浮着的各种在大气中悬浮着
15、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)。三、大气中的杂质三、大气中的杂质三、大气中的杂质三、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
16、较少,大多为植物花粉、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;大气中沉降速率极小、尺度在大气中沉降速率极小、尺度在大气中沉降速率极小、尺度在大气中沉降速率极小、尺度在10101010-4-4-4-4mmmm到到到到100m100m100m100m之间之间之间之间的固态和液态微粒。的固态和液态微粒。的固态和液态微粒。的固态和液态微粒。第12页,本讲稿共29页 无机质数量较多,无机质数量较多,无机质数量较多,无机质数量较多,主要来源于:主要来源于:主要来源于: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
17、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:吸收太阳辐射,使空气温度增高,但也削弱了到达地吸收太阳辐射,使空气温度增高,但也削弱了到达地吸收太阳辐射,使空气温度增高,但也削弱了到达地吸收太阳辐射,使空气温度增高,但也削弱了到达地 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
18、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;失去的热量;失去的热量;降低大气透明度,影响大气能见度;降低大气透明度,影响大气能见度;降低大气透明度,影响大气能见度;降低大气透明度,影响大气能见度;充当水汽凝结核,对云、雾及降水的形成有重要意义。充当水汽凝结核,对云、雾及降水的形成有重要意义。充当水汽凝结核,对云、雾及降水的形成有重要意义。充当水汽凝结核,对云、雾及降水的形成有重要意义。第13页,本讲稿共29页 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、甚至全球范围由于人类活动或自然过
19、程,使局部、甚至全球范围由于人类活动或自然过程,使局部、甚至全球范围由于人类活动或自然过程,使局部、甚至全球范围的大气成分发生对生物界有害的变化。的大气成分发生对生物界有害的变化。的大气成分发生对生物界有害的变化。的大气成分发生对生物界有害的变化。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3km3km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:时间:
20、时间:时间:冬季多,夏季少;清晨和夜间多,午后少。冬季多,夏季少;清晨和夜间多,午后少。冬季多,夏季少;清晨和夜间多,午后少。冬季多,夏季少;清晨和夜间多,午后少。第14页,本讲稿共29页 火山爆发、风吹扬沙和沙尘暴、雷击森林失火山爆发、风吹扬沙和沙尘暴、雷击森林失火山爆发、风吹扬沙和沙尘暴、雷击森林失火山爆发、风吹扬沙和沙尘暴、雷击森林失火等。火等。火等。火等。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、天然气的使用,农业工业和交通上煤炭、石油、天然气的使用,农业工业和交通上煤
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