(5.7)--3.2大气圈及其结构.doc

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1、同学们大家好！这一讲我们来学习大气圈及其结构。什么是大气圈呢？由于地心引力而随地球旋转的大气层叫做大气圈。它的厚度大约是一万千米，大气圈的空气分布是不均的，海平面上的空气密度最大，近地层的空气密度随着高度的上升而逐渐减小。根据大气圈在不同高度上的性质不同，我们把它分成五层。靠近地面的最下面的一层是对流层，依次往上是平流层（平流层底部有一个臭氧层），然后是中间层，热层，和外层。下面我们具体来看一下每一层大气圈的性质。这张图表达的是大气圈的垂直结构。首先来看对流层。对流层是大气圈的最低一层，平均是12千米，此层空气是以分子状态存在的，主要是氮气、氧气、二氧化碳、氩气等，质量占整个大气圈的75%。在

2、对流层内，温度随高度每升高1千米，气温下降6C。 这种上冷下热分布会使空气形成上下对流，所以又称为对流层，空气对流有利于污染物的扩散。这一层中尘埃多，集中了几乎全部的水蒸气，因而形成云雾、雨、雪等各种自然现象。对流层对人类的影响最大，通常所说的空气污染就是指这一层。特别是厚度2千米以内的大气，受到地形和生物的影响，局部空气更是复杂多变。自对流层顶 到约5055千米的大气层是平流层。在高约15-35km范围的低平流层内，臭氧含量很高，因而这部分平流层被称为“臭氧层”。所以平流层的气体成分主要是氮气、氧气、臭氧等。平流层下部为等温层，在平流层上部，温度随着高度的增加而上升，由于臭氧层对波长小于30

3、0nm的太阳辐射的吸收作用，使平流层温度由零下50 C增至零下3 C以上。平流层的特点是下冷上热，气流上下运动微弱，只有水平流动。污染物一旦进入平流层，滞留时间可长达几十年，容易造成全球性的影响。比如氟利昂到达平流层会造成臭氧层破坏，后面我们会具体学习相关内容。中间层（又称为高空对流层），它位于平流层之上，层顶高度大约为80-85千米。 中间层有强烈的垂直对流运动，气温随着高度的增加而下降，层顶温度可降至零下83零下113 C。在这一层内，部分气体分子被宇宙辐射电离，形成离子、自由基等活性基团。热层（又称为电离层），热层位于中间层的上部，它的上界距地球表面超过500千米。该层空气密度很小，由于宇宙辐射的增强，大量气体分子被电离成电子、原子、离子等。气体的温度是随高度的增加而迅速上升。无线电通讯就是在这一层。外层（又称为逸散层），它是大气圈的最外层，上部空气极为稀薄，气温高，地球引力小。我们来看一下这张大气圈温度随高度的变化图，从图中可以看到，随着高度的增加，大气在垂直方向上的温度呈S型变化。这一讲我们重点学习了大气圈的结构和温度变化，而大气温度的垂直分布与大气稳定度以及大气中污染物的扩散密切相关，下一讲我们就来具体学习相关的知识。