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文檔簡介
Meteorology
大氣概述
第一節(jié)大氣的組成
干潔空氣以氮、氧、氬最多,其容積含量約占全部干空氣的99.97%,其余氣體如二氧化碳、氖、氙、氪和臭氧等的總含量約占0.03%。干空氣的分子量為28.966,與大氣氮的分子量28.016相近。1.干潔空氣(dryair)干潔空氣的主要成分(1)氮(nitrogen,N2)(2)氧(oxygen,O2)(3)二氧化碳(carbondioxide,CO2)1)CO2的來源:燃燒、有機物分解、生物的呼吸作用
2)CO2的濃度分布空間分布:A、大氣中的CO2主要分布在大氣層20km以下,20km以上顯著減少。B、地表CO2濃度:北半球>南半球,城市>農(nóng)村。在大工業(yè)城市,大氣中CO2的含量可達(dá)0.05%,甚至0.07%。
時間分布:冬季>夏季,夜晚>
白天,陰天>
晴天。3)CO2的氣候效應(yīng)CO2對太陽短波輻射吸收很少,但能吸收來自地面的長波輻射(特別是13~17μm波譜區(qū)),使得地表輻射的熱量大部分被截留在大氣層內(nèi),因而對地表有保溫效應(yīng)。在所有溫室氣體中,CO2對大氣溫室效應(yīng)的貢獻(xiàn)占到53%?,F(xiàn)今大氣中CO2的濃度已升至367ppmv,比前工業(yè)時代以前提高了25%。目前以每年1.5ppmv的速度增加。
4)臭氧(ozone,O3)(1)來源
A、主要是太陽紫外輻射作用形成
B、有機物的氧化和雷雨閃電(2)形成:
O2+hυO(shè)+OO+O2+MO3+M(3)O3的濃度分布A、在低層大氣中,O3含量很小,而且很不固定;B、5~10km開始,含量增加;C、濃度最大在20~30km,稱為臭氧層;D、到60km附近O3含量已趨于零。大氣高度(km)臭氧含量20-25(4)變化O3含量隨季節(jié)和緯度而變化。南半球季節(jié)變化小,最大在中緯度。北半球,春季最大,秋季最小。高緯度地區(qū)的季節(jié)變化更明顯最大臭氧帶靠近極地(5)O3的氣候效應(yīng)臭氧含量雖少,但它能吸收太陽紫外輻射。最強吸收帶在0.22~0.32微米區(qū)。2700萬km2化學(xué)因素、物理因素、其他自然因素2.水汽(watervapor)(1)水汽分布
低緯>高緯,沿海>內(nèi)陸,夏季>冬季。空氣中的水汽含量隨高度的增高而減少。在1.5~2km高度上空氣中水汽含量減為地面的一半,在5km高度上,減少為地面的1/10。(2)水汽對天氣變化的影響
含量雖少,但可在大氣溫度范圍內(nèi)進行相變,是天氣變化的主要角色。水汽在相變中吸收和放出潛熱;易吸收和放射長波輻射。
所以大氣中水汽含量的多少能直接影響地面和空氣的溫度,影響天氣及天氣系統(tǒng)的變化和發(fā)展。
3.大氣中的固體雜質(zhì)和液體微粒固體雜質(zhì)是懸浮在大氣中的煙粒、鹽粒、花粉、微生物、細(xì)菌、病菌、孢子和塵埃等。液體微粒是懸浮在大氣中的水滴、過冷水滴和冰晶等水汽凝結(jié)物。4.大氣污染物
(atmosphericpollutant)
大氣污染物1)塵粒:指以固體或液體微小顆粒形式,存在于氣體介質(zhì)中的分散體。包括:飄塵、降塵。2)氣體污染物主要有SO2、NO2、
CO、CO2
和O3等。(1)CO2:產(chǎn)生“溫室效應(yīng)”(2)NO、NO2:產(chǎn)生光化學(xué)煙霧(3)O3:強氧化劑,把SO2氧化成硫酸,產(chǎn)生酸雨(4)SO2:轉(zhuǎn)化成硫酸第二節(jié)大氣的分層一、對流層(troposphere)
其底界為地面,上界為對流層頂,隨緯度和季節(jié)而變化。低緯平均為17-18km;
中緯為10-12km;
高緯為8-9km。troposphere
主要特征(maincharacteristics):1.氣溫隨高度的升高而降低。
氣溫垂直遞減率(γ):在垂直方向每變化100m氣溫的變化值。以溫度隨高度的升高而降低為正值,即:
γ>0:表示氣溫隨高度升高而降低;
γ<0:表示氣溫隨高度升高而升高,種氣層稱為逆溫層;
γ=0:表示氣溫隨高度不變,這種氣層稱為等溫層。2.空氣具有強烈的對流運動。3.溫度濕度水平分布不均勻。按照氣流和天氣的特點,還可把對流層分為下層、中層、上層和對流層頂?shù)?。二、平流?stratosphere)
從對流層頂?shù)?5km左右的大氣層,稱為平流層。
Characteristics:
1.氣溫隨高度的升高而升高;
2.氣流比較穩(wěn)定;
3.空氣中水汽含量很少,天空晴朗,很少有
云出現(xiàn)。b
三、中間層(mesosphere)55-85km,氣溫隨高度的升高而迅速下降。頂界降到-83℃—-113℃
(why?)
四
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