《大氣基本特征》課件

大氣基本特征課程目標(biāo)了解大氣的基本概念認(rèn)識(shí)大氣的組成、結(jié)構(gòu)、以及重要的物理特性。掌握大氣運(yùn)動(dòng)的基本原理理解氣壓、溫度、風(fēng)等要素對(duì)大氣運(yùn)動(dòng)的影響。認(rèn)識(shí)大氣的重要作用了解大氣對(duì)地球氣候、生態(tài)環(huán)境的影響，以及與人類生活的關(guān)系。什么是大氣地球的保護(hù)層大氣層是地球周圍的一層氣體，它保護(hù)我們免受太陽(yáng)有害輻射的傷害。天氣和氣候的塑造者大氣層是天氣和氣候變化的主要驅(qū)動(dòng)力，它影響著我們的生活和環(huán)境。生命維持系統(tǒng)大氣層為我們提供了呼吸的氧氣，并調(diào)節(jié)地球的溫度，使生命得以繁衍。大氣的垂直結(jié)構(gòu)1對(duì)流層最靠近地表的層，天氣變化劇烈，包含大部分大氣質(zhì)量。2平流層溫度隨高度增加，穩(wěn)定，適合飛機(jī)飛行，包含臭氧層。3中間層溫度隨高度下降，大氣稀薄，流星在此燃燒。4熱層溫度隨高度上升，電離層存在，吸收太陽(yáng)輻射。5外層與太空的過(guò)渡區(qū)，大氣極度稀薄，原子散逸到太空中。對(duì)流層天氣現(xiàn)象對(duì)流層是地球大氣層的最底層，也是我們生活的地方。它包含了幾乎所有的大氣質(zhì)量和幾乎所有的大氣水蒸氣。溫度變化對(duì)流層溫度隨高度升高而下降，平均每上升100米下降0.65攝氏度。對(duì)流活動(dòng)對(duì)流層中存在著強(qiáng)烈的對(duì)流活動(dòng)，這是各種天氣現(xiàn)象，如云、雨、雪、雷暴和龍卷風(fēng)形成的原因。平流層溫度隨高度升高而上升，原因是臭氧層吸收紫外線。適合飛機(jī)飛行，因?yàn)槠搅鲗涌諝庀”?，氣流平穩(wěn)。臭氧層位于平流層，吸收大部分來(lái)自太陽(yáng)的紫外線，保護(hù)地球生物。中間層1高度范圍中間層位于平流層之上，從約50公里到80公里高度。2溫度變化溫度隨著高度增加而降低，在中間層頂端達(dá)到最低點(diǎn)，約-90°C。3重要特征中間層是流星燃燒形成的區(qū)域，以及大氣層中大部分的臭氧層。熱層1極光熱層是極光產(chǎn)生的區(qū)域，由于太陽(yáng)輻射使氣體粒子電離而發(fā)出美麗的光芒。2電離層熱層包含電離層，它能反射無(wú)線電波，使無(wú)線電通信成為可能。3高能粒子熱層受到來(lái)自太陽(yáng)的高能粒子轟擊，形成高能粒子環(huán)境。外層高度范圍外層，又稱散逸層，是地球大氣層的最外層，從熱層頂大約800公里以上延伸到太空。特征外層以極低的密度和氣體粒子為特征，大部分是氫和氦。由于極低的密度，外層幾乎沒(méi)有氣體分子間的碰撞，因此溫度的概念變得模糊。大氣的組成氮?dú)饧s占大氣總量的78%，是生命必需的組成部分。氧氣約占大氣總量的21%，是地球上生物呼吸的必要物質(zhì)。二氧化碳約占大氣總量的0.04%，是重要的溫室氣體，對(duì)維持地球溫度起著至關(guān)重要的作用。水蒸氣含量變化較大，是云、雨等天氣現(xiàn)象形成的重要因素。其他微量氣體包括臭氧、氬氣等，對(duì)大氣結(jié)構(gòu)和氣候有著重要的影響。氮?dú)饪諝庵凶钪饕煞旨s占大氣體積的78%惰性氣體氮?dú)庀鄬?duì)來(lái)說(shuō)較為穩(wěn)定，不易與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。生命必需元素是構(gòu)成蛋白質(zhì)和核酸的重要組成部分氧氣呼吸必備氧氣是所有生命體呼吸所必需的，為細(xì)胞提供能量。保護(hù)地球氧氣層吸收來(lái)自太陽(yáng)的有害紫外線，保護(hù)地球上的生命。二氧化碳溫室氣體二氧化碳是一種溫室氣體，它吸收并重新輻射來(lái)自地球表面的熱量，從而導(dǎo)致全球變暖。自然來(lái)源二氧化碳主要來(lái)自火山活動(dòng)和生物呼吸作用。人類活動(dòng)化石燃料燃燒和森林砍伐是人類活動(dòng)導(dǎo)致二氧化碳排放的主要來(lái)源。水蒸氣氣體狀態(tài)的水水蒸氣是大氣中不可或缺的成分，對(duì)天氣和氣候起著重要作用。無(wú)色無(wú)味水蒸氣是無(wú)色無(wú)味的，但在高濃度下會(huì)形成可見(jiàn)的霧或云?？勺兒克魵獾暮吭诖髿庵凶兓艽?，受溫度和濕度影響。其他微量氣體臭氧臭氧層吸收大部分紫外線輻射，保護(hù)地球生命。氬氣氬氣是地球大氣中含量第三高的氣體，主要用于工業(yè)生產(chǎn)。氖氣氖氣用于霓虹燈，發(fā)出紅色光，用于各種標(biāo)識(shí)和裝飾。大氣壓力1013.25海平面標(biāo)準(zhǔn)大氣壓1000高海拔大氣壓降低壓強(qiáng)的測(cè)量1氣壓計(jì)測(cè)量大氣壓力的儀器2水銀氣壓計(jì)利用水銀柱的高度來(lái)測(cè)量氣壓3無(wú)液氣壓計(jì)利用彈性元件的形變來(lái)測(cè)量氣壓等壓面和等高線等壓面是指大氣中壓強(qiáng)相同的點(diǎn)連接而成的面。等壓面通常是傾斜的，因?yàn)榈厍蛑亓Φ挠绊懀諝饷芏仍礁叩牡胤?，壓?qiáng)也越高。等壓面可以用來(lái)表示大氣壓力的分布，也可以用來(lái)描述風(fēng)的方向。等高線是指地面上高程相同的點(diǎn)連接而成的線。等高線可以用來(lái)表示地形的起伏，也可以用來(lái)描述風(fēng)的速度。等壓面和等高線是用來(lái)描述大氣運(yùn)動(dòng)的重要工具。溫度溫度是指物體冷熱程度的物理量攝氏度（℃）以水的冰點(diǎn)為0度，沸點(diǎn)為100度華氏度（℉）以水的冰點(diǎn)為32度，沸點(diǎn)為212度溫度的垂直分布1對(duì)流層溫度隨高度增加而降低2平流層溫度隨高度增加而升高3中間層溫度隨高度增加而降低4熱層溫度隨高度增加而升高5外層溫度隨高度增加而降低溫度倒轉(zhuǎn)層空氣溫度在某些情況下，空氣溫度隨著高度的增加而升高，而不是降低，形成溫度倒轉(zhuǎn)層。形成原因通常發(fā)生在晴朗無(wú)風(fēng)的天氣，夜間地面輻射冷卻，導(dǎo)致近地面氣溫下降，而高空溫度則保持相對(duì)較高。溫度的水平分布1緯度差異赤道地區(qū)太陽(yáng)輻射強(qiáng)烈，氣溫較高2海陸差異海洋比熱容大，溫度變化較小3地形影響海拔越高，氣溫越低風(fēng)風(fēng)是大氣運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的結(jié)果，是空氣水平運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。風(fēng)的速度和方向受多種因素影響，包括氣壓梯度力、科里奧利力和摩擦力等。風(fēng)對(duì)天氣和氣候有重大影響，它可以將熱量和水分輸送到不同的區(qū)域，影響降水、溫度和氣壓等氣象要素。風(fēng)的垂直分布地表摩擦力在地表附近，摩擦力減緩了風(fēng)速，導(dǎo)致風(fēng)速較低。自由大氣在較高的高度，摩擦力較小，風(fēng)速較高，并受到氣壓梯度力和科里奧利力的影響。高空風(fēng)在高空，風(fēng)速一般更大，方向較為穩(wěn)定，不受地形影響。氣壓梯度力1壓力差氣壓梯度力是由氣壓差異引起的，從高壓區(qū)指向低壓區(qū)。2空氣流動(dòng)氣壓梯度力驅(qū)動(dòng)空氣從高壓區(qū)流向低壓區(qū)，形成風(fēng)。3風(fēng)速氣壓梯度力的大小與氣壓差成正比，氣壓差越大，風(fēng)速越快?？评飱W利力慣性力由于地球自轉(zhuǎn)，運(yùn)動(dòng)物體受到的一種偏向力。方向北半球向右偏，南半球向左偏。影響影響氣流方向，形成風(fēng)帶和洋流。摩擦力1地表摩擦空氣流動(dòng)時(shí)會(huì)受到地表摩擦力的影響，使其速度減慢。2摩擦力方向摩擦力與風(fēng)向相反，阻礙著風(fēng)的運(yùn)動(dòng)。3影響因素地表粗糙度、植被覆蓋等因素會(huì)影響摩擦力的強(qiáng)度。氣流的形成1氣壓梯度力氣壓梯度力是導(dǎo)致氣流運(yùn)動(dòng)的主要驅(qū)動(dòng)力。從高壓區(qū)到低壓區(qū)的壓力差會(huì)推動(dòng)氣流移動(dòng)。2科里奧利力由于地球自轉(zhuǎn)，氣流會(huì)受到科里奧利力的影響，導(dǎo)致氣流偏轉(zhuǎn)。北半球氣流向右偏轉(zhuǎn)，南半球氣流向左偏轉(zhuǎn)。3摩擦力摩擦力來(lái)自地面和氣流之間的摩擦，會(huì)導(dǎo)致氣流減速。摩擦力的大小取決