氣象學(xué)-大氣概述

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