第一章大气概述.ppt
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1、第一章 大气概述,第一节 大气的组成 第二节 大气的结构 第三节 主要气象要素,大气的组成,一、干洁空气 1 概念: 大气中除水汽、液体和固体杂质外的整个混合气体。 2 成分:主要成分是氮、氧、氩、二氧化碳等,此外还有少量的氢、 氖、氪、氙、臭氧等稀有气体 。 3 特点:(1)组成干洁空气的各种成分总是维持,(2)干洁空气的平均分子量是28.996,(3)在垂直高度90km以下干洁空气的主要成分所占比例不变 4 干洁空气中几种有影响的气体 (1)臭氧:含量少,20-25km最多;影响气温垂直分布,保护生物 (2)二氧化碳:集中于大气底部20公里,因时间和空间而不同(夏季较 少,冬季较多;城市较
2、多,农村较少)强烈吸收长波辐 射,影响大气和地面温度;但含量过高影响会响人类健 康。,第一节,二、水汽 来源:江、河、湖、海及潮湿物体表面的水分蒸发 . 分布:集中在大气底层,一般随高度的增高而减少 ;且因纬度、地势高 低以及海陆的不同而有差异:低纬高纬、夏季冬季、湿润地 区干旱地区 作用:是大气唯一能发生相变的气体,产生天气现象; 对地面和空气温度产生影响; 在水平和垂直方向上进行物质与能量的交换。 三、大气中的固体杂质和液体微粒 1.固体杂质 定义:悬浮于大气中的烟粒、尘埃、盐粒等。 来源:物质燃烧的烟粒、海水飞溅扬入大气后而被蒸发的盐粒,被风吹 起的土壤微粒及火山喷发的烟尘,流星燃烧所产
3、生的细小微粒和 宇宙尘埃,还有细菌、微生物、植物的孢子花粉等 。,含量分布:多集中在大气的底层,随时间、地区和天气 条件而变化(陆上多于海上,城市多于乡村, 冬季多于夏季 ) 作用:(1)吸收一部分太阳辐射和阻挡地面放热,对地面 和空气温度有一定影响; (2)使大气能见度变坏 ; (3)充当水汽凝结的核心,对云、雨的形成起重要 作用。 2.液体微粒 定义:悬浮大气中的水滴、过冷水滴和冰晶等水汽凝结 物。 作用:它们常聚集在一起,以云、雾等形式出现,使能 见度变坏,还能减弱太阳辐射和地面辐射。,四、大气污染 定义:由于工业、交通运输业的发展,在废气不加以回收利用的情况下,空 气中增加了许多新的成
4、分,这就是所说的大气污染。 大气污染物:如下表 防止措施:建立监测网,进行污染预报;通过集尘器和清洗器在排气前清除 污染物质;发展无烟囱工厂的闭合工艺过程以及合理布局工业 等。造林绿化也是保护环境,净化空气,防止大气污染的重要措 施。,大气的结构,一、大气的高度 严格地说,不存在大气圈的上界。 大气圈的垂直范围通常有两种划法: (一)着眼于大气中出现的某些物理现象。大气中极光是出现高度最高 的物理现象,因此,可以把大气的上界定为1200公里。 (二)着眼于大气密度,用接近于星际的气体密度的高度来估计大气 的上界。按照人造卫星探测资料推算,这个上界大约在2000 3000公里高度上。,第二节,二
5、、大气的垂直分层 观测证明,大气在垂直方向上的物理性质是有显著差 异的。根据温度、成分、电荷等物理性质,同时考虑到 大气的垂直运动等情况,可将大气分为五层 :对流层、 平流层、中间层、暖层、散逸层(图1-1) 。 (一)对流层 对流层是地球大气中最低的一层,其底界是地面。 云、雾、雨、雪等主要大气现象都出现在此层。因而, 对流层是对人类生产、生活影响最大的一个层次,也是 气象学研究的重点层次。,1.界限:底层是下地垫面,上层随纬度和季节而不同 低纬度地区平均为17-18公里,中纬度地区为10-12公里,高纬度地区为8-9公里 任何纬度尤其是中纬度的对流层厚度,夏季较大,冬季较小 同大气的总厚度
6、比较起来,对流层是非常薄的,不及整个大气厚度的1。但是,由于地球引力的作用,这一层却集中了整个大气34的质量和几乎全部的水汽。 2.主要的特征: (1)气温随高度的升高而降低:由于对流层主要是从地面得到热量,因此温度随高度增加而降低。 气温铅直梯度:对流层中气温随高度而降低的数值,在不同地区、不 同季节、不同高度是不一致的,平均而言,每上升100米, 气温 下降约0.65。这称为气温直减率,也叫气温铅直梯度。通常以y 表示:y=-dT/dZ=0.65/100m .(1-1),(2)铅直对流运动:由于地表面的不均匀加热,产生铅直对流 运动。空气通过对流和湍流运动,高、低层的空气进 行交换,使近地
7、面的热量、水汽、杂质等易于向上输 送,对成云致雨有重要作用。 (3)气象要素水平分布不均匀:由于对流层受地表的影响最 大,而地表的性质差异也是很大的,因此在对流层 中,温度、湿度的水平分布是不均匀的,特别是冷、 暖气团交绥的地带,即所谓锋区,往往有严重的天气 现象发生,如寒潮、梅雨、暴雨、大风、冰雹等。,3.对流层的分层 按气流和天气现象分布的特点又可分为下层、中层和上层。 (1)下层:下层又称扰动层或摩擦层。其范围一般是自地面到2公里高度。 特点:气温有明显的日变化;湍流交换作用特别强盛;由于本层的水汽、 尘粒含量较多,因而低云、雾、霾、浮尘等出现频繁;随着高度的 增高,风速增大,风向偏转。
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