大氣的組成和性質(zhì)匯總

1、,大氣環(huán)境化學,第二章,大氣環(huán)境化學,?,教學目標,?,1,掌握大氣的組成和結(jié)構(gòu),?,2,掌握大氣溫度層結(jié)、氣溫垂直遞減率、大氣,穩(wěn)定度等概念,?,3,了解影響大氣污染物遷移的因素,?,4,掌握大氣中重要吸光物質(zhì)的光解作用。掌握,自由基、,硫氧化物、氮氧化物、碳氫化合物,等在大氣中的化學轉(zhuǎn)化,?,5,了解光化學煙霧的形成機理和危害。,?,6,了解酸雨、溫室效應、臭氧層破壞、汽車尾,氣污染等大氣環(huán)境問題的產(chǎn)生機理和危害,第二章,大氣環(huán)境化學,?,第一節(jié),大氣的組成結(jié)構(gòu)和性質(zhì),?,一,大氣的范圍,?,大氣：地球表面受空氣引力作用，隨,地球旋轉(zhuǎn)的空氣層,?,厚度,:1000Km,4400Km,?,質(zhì)

2、量：,5.3,10,18,Kg,高度,范圍,大氣,含量,5,Km,以,下,50%,10,Km,以下,75%,30,Km,以下,95%,分布狀況,1,、提供生命所需的氧氣等,2,、保護地球上的生物免受紫外線的傷害,3,、維持一定的溫度,不至地球表面的溫度過高過低,.,4,、大氣層是地球上液態(tài)、氣態(tài)、固態(tài)的轉(zhuǎn)化場所和必須,.,第二章,大氣環(huán)境化學,?,第一節(jié),大氣的組成結(jié)構(gòu)和性質(zhì),?,二,大氣的組成,二、大氣的組成,大氣是由干潔空氣、水汽和微小塵埃組成的混合物。,第二章,大氣環(huán)境化學,?,第一節(jié),大氣的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),?,二,大氣的組成,?,按成分的可變性劃分,?,穩(wěn)定成分：,N,2,O,2,Ar,?

3、,可變成分,: CO,2,SO,2,H,2,O,等,?,不確定成分：污染性氣體,?,按含量劃分,?,主要成分：,N,2,O,2,Ar,（,99.96%,）,?,微量成分：,CO,2,CH,4,He Ne Kr(10,-6,%-1% ),?,痕量成分,:,H,2,NO Xe NH,3,SO,2,(10,-6,%,以下）,?,（清潔干燥大氣的組成見教材,Page13,表,2-1,）,第二章,大氣環(huán)境化學,?,第一節(jié),大氣的結(jié)構(gòu),和性質(zhì),?,三,大氣的垂直結(jié)構(gòu),?,世界氣象組織（,WMO,）,建議的分層結(jié)構(gòu)（按,溫度變化規(guī)律,):,對流,層、平流層、中間層、,熱層、逸散層,特點,:,（,1,）氣溫隨

4、高度升高而降低。,（,2,）空氣密度大。,（,3,）天氣復雜多變。,（,4,）對流層下部湍流,。,對流層,:,平均厚度,12km,赤道,19km,，兩極,8-,9km,，云雨主要發(fā)生層，夏季厚，冬季薄,特點：,（,1,）,空氣基本無對流，平流運動,占顯著優(yōu)勢。,（,2,）,空氣比下層稀薄，水汽、,塵埃含量很少，很少有天氣現(xiàn)象，,透明度極高。,（,3,）,在,15-35km,的范圍內(nèi)（平流,層上層），厚度約,20km,的臭氧層。,2,、平流層,:,對流層頂?shù)郊s,50km,的地方,3,、中間層,從平流層頂?shù)郊s,85km,的高度。,（,1,）,空氣更稀薄,（,2,）,無水分,（,3,）,溫度隨高度增

5、加而降低，中間層頂，氣溫最低,（,-,100）,（,4,）,中間層中上部，氣體分子（,O,2,、,N,2,）開始電離。,4,、熱（成）層,從,80km,到約,800km,的地方,(1),溫度隨高度增加迅速增高；,(2),大氣更為稀薄,;,(3),大部分空氣分子被電離成為離子和自由電子，又稱電,離層，可以反射無線電波,5,、逸散層,（,1,）,800km,以上高空,（,2,）,空氣稀薄，密度幾乎與太空相同,（,3,）,空氣分子受地球引力極小，所以,氣體及其微粒可以不斷從該層逃逸出去,序,號,大氣層,平均厚度,溫度變化,氣象特征,1,對流層,12Km,氣溫隨高度,上升而下降,空氣對流,有大氣現(xiàn)象,

6、2,平流層,17,50Km,等溫層,至,25Km,溫度不變,上部氣體,密度小,氣體無垂,直運動,沒有天氣,現(xiàn)象,污染物不,易擴散,逆溫層,至平流層,頂,溫度隨高度,上升,臭氧層,15,35Km,3,中間層,至,80Km,氣溫隨高度,降低,有強烈對流,4,熱層,至,800Km(,電離層,),氣溫隨高度,上升,大量氣體分,子被電離,5,逸散層,800Km,以上,空氣稀薄,質(zhì)點太空中逸散,第二章,大氣環(huán)境化學,?,第一節(jié),大氣的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),?,四,大氣溫度層結(jié),?,1,大氣溫度層結(jié)：靜大氣溫度在垂直方向上的分布,?,2,氣溫垂直遞減率：單位高度差氣溫變化的負值,?,=,-dt/dz,?,存在以下三種

7、情況：氣溫隨高度遞減,遞減層結(jié),?,氣溫不隨高度變化,=,等溫層結(jié),?,氣溫隨高度增加,逆溫層結(jié),?,第二章,大氣環(huán)境化學,?,第一節(jié),大氣的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),?,四,大氣溫度層結(jié),?,3,逆溫現(xiàn)象：,因形成過程不同可分為輻射逆,溫、平流逆溫、融雪逆溫、地形逆溫、下沉逆溫、鋒,面逆溫等。,?,最常見地面逆溫：輻射逆溫,地面因輻射而失去熱量，近地氣層冷卻強烈，較,高氣層冷卻較慢，形成從地面開始向上氣溫遞增，稱,為輻射逆溫。,?,。,隨著夜深地面失熱愈多，,逆溫層,愈厚，日出后，地面增熱，逆,溫逐漸消失。輻射逆溫在大陸上常年均可出現(xiàn)，以冬季最強、夏季,較弱。山谷和盆地因冷空氣沿斜坡流入，常使輻射逆溫加強

8、。云頂,因夜間輻射冷卻，也可形成空中,輻射逆溫層,。,?,晴朗無云，無風夜晚，沒有云層阻擋，地面輻射喪失大量能量，,溫度降低過多，易于形成輻射逆溫（地面冷）；,?,若風速在,2-3m/s,，輻射逆溫不易形成，若風速大于,6m/s,，則可完,全阻止輻射逆溫的形成，這是由于風帶來氣流運動，使外界較暖氣,團運動過來后補充了當?shù)氐孛孑椛涞臒崃繐p失,逆溫形成的條件：高度：距地面,100,150m,氣象條件：晴朗、無風的夜晚,第二章,大氣環(huán)境化學,?,第一節(jié),大氣的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),?,四,大氣溫度層結(jié),?,4,大氣穩(wěn)定度,?,氣塊：大氣中微小的氣團,?,絕熱過程：和環(huán)境間沒有能量交換。,?,絕熱上升：大氣中氣

9、塊上升時由于,?,外界壓力減小而膨脹，,?,其對外所作功需要消耗內(nèi)能完成。所以溫度下降。,?,干絕熱垂直遞減率：,d,=0.98,100m,20,21,100m,第二章,大氣環(huán)境化學,?,第一節(jié),大氣的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),?,大氣中氣團受外力作用發(fā)生垂直位移，,外力消失后氣團的運動可,分為三種狀況,:,氣團返回原位趨勢明顯,大氣穩(wěn)定,d,?,仍按原方向運動,大氣不穩(wěn)定,d,?,隨外力運動,中性。,=,d,?,大氣穩(wěn)定度分類,符號,A,B,C,D,E,F,穩(wěn)定度,極不穩(wěn),不穩(wěn),微不穩(wěn),中性,微穩(wěn),穩(wěn),第二章,大氣環(huán)境化學,第一節(jié),大氣的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),五,影響大氣污染物遷移的因素,主要有氣象動力因素（風和湍

10、流）、天氣形勢、,地形地貌、污染物自身性質(zhì)。,1,氣象動力因素的影響,風,風向：決定污染物擴散的方向,風速：決定污染物擴散的速度,湍流：大氣無規(guī)律運動的流體狀態(tài)，可造成,風速的脈動和風向的擺動。,第二章,大氣環(huán)境化學,?,五,影響大氣污染物遷移的因素,?,2,地形地貌的影響,?,地形地貌造成的局部空氣環(huán)流，對大氣,污染影響較大。主要有海陸風、山谷風、,城市熱島效應等,。,?,海洋和大陸在白天和夜間的熱力差異，,?,導致的白天和夜間海洋和陸地之間的風向轉(zhuǎn)換。,?,白天：海風，夜晚：陸風,?,對污染擴散的影響：,?,白天海風吹向陸地，海風處于下層，溫度較低，易于形成逆溫。,?,夜間陸風吹向海洋，陸風處于下層，溫度和海洋差別不大，不,易形成逆溫,?,易造成污染物往返，海陸風轉(zhuǎn)換期間，原隨陸風吹向海洋的污染,物又會被吹會陸地。循環(huán)作用，如果污染源處于海路風交界處，并,處于局地環(huán)流，則污染物很難擴散出去，不斷累積達高的濃度。,1,、海陸風,2,、山谷風,?,白天：山坡升溫快，山坡氣流快速上升，空氣由谷底,補充山坡,谷風,?,夜間：山坡降溫快，山坡冷空氣流向谷底,山風,?,處于山谷地區(qū)的污染源很難擴散，早期一些大氣污染,事件