大氣科學概論第三大氣主要成分

大氣科學概論課件第三大氣主要成分第1頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一

2.3

大氣中的水汽

水汽含量雖不多，僅僅占大氣成份的0.1%--3%，卻是大氣中最活躍的成份。2.3.1水汽的特性

來源：大氣中的水汽主要來源于江、河、湖、海及潮濕物體表面的水分蒸發(fā)和植物的蒸騰。第2頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一

作用：1、在大氣溫度變化的范圍內(nèi)，它可以凝結(jié)或凝華為水滴或冰晶，成云致雨，落雪降雹(云、霧、露、霜、雨、雪、霧凇、雨凇、冰雹…），是天氣變化中的一個重要角色。

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第4頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一

第5頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一

第6頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一第7頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一

第8頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一

第9頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一

第10頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一

第11頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一

第12頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一

第13頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一

第14頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一第15頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一2、水汽能強烈吸收和放出長波輻射，直接影響地面和空氣的溫度。

水的相變和水分循環(huán)不僅把大氣圈、海洋、陸地和生物圈緊密地聯(lián)系在一起，而且對大氣運動的能量轉(zhuǎn)換和變化，以及對地面和大氣溫度都有重要的影響。第16頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一

水汽是自然條件下，大氣中唯一可以發(fā)生相變,能以固、液、氣三種相態(tài)存在的成份。

小知識：同是氣態(tài)物質(zhì)，卻稱為氧氣、氬氣等稱“氣”，而水汽卻稱成“汽”？why?

總之，由于水對于地球上生命的意義以及水在地球大氣條件下的三相變化，使水汽不同于其他微量氣體而更具重要性。第17頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一

2.4大氣氣溶膠(大氣顆粒物）

氣溶膠原意是指懸浮在氣體中的固體和（或）液體微粒與氣體載體組成的多相體系。

大氣中含有懸浮著的各種固體和液體粒子，例如塵埃、煙粒、微生物、植物的孢子和花粉，以及由水和冰組成的云霧滴、冰晶和雨雪等粒子。

所以可以把空氣看成是一種氣溶膠。第18頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一

2.3.1氣溶膠粒子的分布

一、氣溶膠粒子的分類

按尺度大小對氣溶膠粒子的分類

愛根核（半徑r<0.1μm）

大粒子（0.1μm<r<1μm）

巨粒子（半徑r>1μm）

小離子（半徑r<0.005μm）

大離子（半徑r>0.005μm）第19頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一

按在空中停留時間對氣溶膠粒子的分類

降塵：(直徑D>10μm)

飄塵：(直徑D<10μm)二、氣溶膠粒子的分布：

氣溶膠粒子的濃度分布受地理位置、地形、地表性質(zhì)、人類居住情況、距污染源的遠近程度、氣象條件的影響，所以，不同地方濃度分布不一樣。第20頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一

氣溶膠粒子

濃度的水平分布

通常陸上>海洋上城市>鄉(xiāng)村低空>高空陰天>晴天晚間>白天冬季>夏季見圖第21頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一

氣溶膠粒子濃度的垂直分布：

對流層中氣溶膠粒子濃度隨高度按指數(shù)減小，對流層頂達到最小。

平流層中氣溶膠粒子濃度又有些增加，在20km左右出現(xiàn)一個氣溶膠層。第22頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一

2.3.2氣溶膠粒子的來源

氣溶膠粒子的來源很廣，有自然的，也有人為的

一、土壤、巖石風化及火山噴發(fā)的塵埃

如1991.6非律賓皮納圖博強火山爆發(fā)

二、煙塵及工業(yè)粉塵

人類活動產(chǎn)生的氣溶膠粒子的濃度有明顯的日變化：

清晨，濃度最大；

中午前后，濃度最小

黃昏，濃度又增加；

夜間，濃度再次減小。第23頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一

三、海沫破裂干涸成核

海沫破裂產(chǎn)出海鹽水滴，蒸發(fā)干涸形成巨核和愛根核。四、氣-粒轉(zhuǎn)化

愛根核由大氣中微量氣體轉(zhuǎn)化而來。如so2經(jīng)光化學氧化作用，高溫下能生成硫酸鹽微滴，蒸發(fā)后成為硫酸鹽質(zhì)點。

五、微生物、孢子、花粉等有機物質(zhì)點

六、宇宙塵埃如流星第24頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一

2.3.3氣溶膠粒子在大氣過程中的作用

一、在云霧降水中的作用

氣溶膠粒子起著凝結(jié)核、冰核、凝凍核、凝華核的作用，使云霧滴能夠產(chǎn)生并長大，形成云霧降水。

二、對大氣輻射過程的影響

氣溶膠粒子能吸收和散射太陽輻射，削減到達地面的能量，減低低層大氣的溫度。

另一方面，氣溶膠粒子吸收了太陽能量，本身得到增溫，并通過大氣運動傳輸熱量，提高高層大氣的溫度。第25頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一

三、對大氣光學特性的影響

氣溶膠的大粒子對太陽光的散射和吸收影響

大氣能見度，天空顏色。

四、對大氣電學特性的影響

由于宇宙射線等的作用，大氣低層存在離子，晴天大氣電場方向向下。小離子被愛根核吸附成為大離子，在電場作用下形成垂直方向的傳導電流。

五、在大氣化學過程中的作用

氣溶膠粒子在大氣的許多化學過程中起作用，造成嚴重的大氣污染事件。如陽傘效應第26頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一

大氣氣溶膠的陽傘效應第27頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一

2.4大氣的重要性

一、大氣與生存的環(huán)境

1、大氣是人類的賴以生存的最重要的資源2、大氣污染對地球環(huán)境的影響

溫室效應與全球變暖

臭氧層的破壞

酸雨

城市空氣污染第28頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一

二、天氣與氣候

天氣描述的是一個特定時間與一個特定地點的大氣狀態(tài)和大氣現(xiàn)象。

氣候是在影響天氣的各因子長期相互作用下所產(chǎn)生的天氣綜合既包括經(jīng)常發(fā)生的天氣狀況，還包括某些年份偶