大氣科學(xué)基礎(chǔ)課件

第一章大氣概述§1大氣的起源與組成§2大氣的結(jié)構(gòu)§3大氣的狀態(tài)參數(shù)§4空氣的狀態(tài)方程§5大氣靜力學(xué)方程§6氣壓場的時(shí)空分布§1大氣的起源與組成一、大氣的起源地球的圈層：外部——大氣圈、水圈、生物圈內(nèi)部——地殼、地幔、地核大氣圈的作用：保護(hù)作用；使水循環(huán)；雕塑地表形態(tài)；對(duì)生物界和人類影響更為深刻

EvolutionoftheAtmosphere4.5billionyearsago:hydrogenandheliumprimaryatmospherewaslosttospaceH2,Hesecondaryatmosphere:gasesreleasedbyvolcaniceruptions-outgassing-WV,CO2,andothergasesfromtheearthinteriorCH4,H2,H2O,H,NH3,H2S----N2,H2O,CO2,O2Ultimately,photosynthesisreducedcarbondioxideandaddedoxygentotheatmosphereN2,O2二、大氣組成成分重點(diǎn)特性o3為主干潔空氣組成成分（體積百分比）從地面到100千米高度的大氣可看為三個(gè)部分組成：干潔大氣：不包含水汽的純凈大氣水汽：氣溶膠質(zhì)粒：懸浮于空氣中的液體和固體粒子混合比單位：ppmm：質(zhì)量混合比百萬分（10-6）ppbm：質(zhì)量混合比十億分（10-9）pptm：質(zhì)量混合比萬億分（10-12）ppmv：體積混合比百萬分（10-6）ppbv：體積混合比十億分（10-9）pptv：體積混合比萬億分（10-12）主要成分：濃度大于10-2量級(jí)，

N2,O2和氬微量成分：濃度1-10000ppmv，H2O,CO2,CH4,氦氣，氖氣，氪氣等痕量成分：濃度小于1ppmv氫氣，臭氧，氙氣，氧化亞氮，一氧化氮，二氧化氮，氨氣，二氧化硫，一氧化碳等成云致雨的必要條件主要成分微量成分水汽氣溶膠生物體的基本成分維持生物活動(dòng)的必要物質(zhì)植物光合作用的原料吸收紫外線，使地球上的生物免遭過量紫外線的傷害大氣組成主要作用干潔空氣CO2N2O2O3、對(duì)地面保溫成云致雨的必要條件、對(duì)地面保溫大氣的組成及各成分的作用1、干潔空氣中各種氣體所占比例基本上不變，但人類活動(dòng)影響改變二氧化碳——礦物燃料燃燒、毀林——“溫室效應(yīng)”二氧化硫、氮氧化物——礦物燃料燃燒、交通——“酸雨”碳?xì)浠衔锖偷趸衔铩囄矚狻肮饣瘜W(xué)煙霧”氟氯烴——致冷劑的使用而排放，工業(yè)革命后才從無到有——破壞臭氧層，產(chǎn)生臭氧層空洞2、水汽隨時(shí)間、地點(diǎn)而變化夏季大于冬季海上大于陸上，森林、水庫水汽較多3、氣溶膠隨地區(qū)、時(shí)間而變冬季大于夏季陸上大于海上，城市大于鄉(xiāng)村

Averagecompositionoftheatmosphereuptoanaltitudeof25kmGasNameChemicalFormulaPercentVolumeNitrogen(氮)N278.08%Oxygen(氧)O220.95%*Water(水汽)H2O0to4%Argon(氬)Ar0.93%*CarbonDioxide(二氧化碳)CO20.0360%Neon(氖)Ne0.0018%Helium(氦)He0.0005%*Methane(甲烷)CH40.00017%Hydrogen(氫)H20.00005%*NitrousOxide(一氧化二氮)N2O0.00003%*Ozone(臭氧)O30.000004%*variablegasesKeyPointsOfthegaseslisted,nitrogen,oxygen,watervapor,carbondioxide,methane,nitrousoxide,andozoneareextremelyimportanttothehealthoftheEarth'sbiosphereN2o2h2oco2ch4no2o3是對(duì)地球的生物圈的健康有很重要的影響Nitrogenandoxygenarethemaincomponentsoftheatmospherebyvolume.Togetherthesetwogasesmakeupapproximately99%ofthedryatmosphereNitrogenisremovedfromtheatmosphereanddepositedattheEarth‘ssurfacemainlybyspecializednitrogenfixingbacteria,andbywayoflightningthroughprecipitation,supplyingmuchneedednutritionforplantgrowthn2在地表主要被特殊微生物移除或轉(zhuǎn)化，Oxygenisexchangedbetweentheatmosphereandlifethroughtheprocessesofphotosynthesisandrespiration.KeyPoints(contd.)Carbondioxideiskeytoclimatechange.Thevolumeofthisgashasincreasedbyover25%inthelastthreehundredyearsPlottingbytheSipleStationIceCoreDataandMaunaLoaData

partpermillionKeyPoints(contd.)Methaneisaverystronggreenhousegas.Since1750,methaneconcentrationsintheatmospherehaveincreasedbymorethan140%.Theprimarysourcesfortheadditionalmethaneaddedtotheatmosphere(inorder