第3讲地球上的大气

1、第3讲?地球上的大气?1 地球的圈层结构及各圈层的主要特点(1) 地球的圈层结构：包括由地核、地慢、地壳组成的内部圈层和由大气圈、水圈、生 物圈组成的外部圈层。(2) 地球内部各圈层的特点：地核的外核为液态或熔融状，内核为铁镍固体；地慢为铁镁固体，地慢上部的软流层为岩浆发源地；地壳厚度不均，陆壳厚洋壳薄，地壳上为硅铝层，下为硅镁层；(3) 地球外部各圈层的特点：大气圈高度愈增大气密度愈降；水圈由液、固、气三态 组成，连续而不均匀分布；生物圈与地壳、大气圈、水圈交叉分布且相互渗透，是包括人 类在内的生命最活泼的圈层。2. 地球内部圈层划分(1) 地球内部圈层的划分依据一一地震波分类所经物质状态传

2、播速度共同点地震波纵波(P)固体、液体、气体较快都随着所通过物质的性质而变化横波(S)固体较慢(2)地球内部圈层的划分界面一一不连续面；地震波分类及特点不连续面地下深度波速变化莫霍界面33千米处(大陆局部)该面下，P、S波速都明显增加古登堡界面2900千米处在这里，P波速度突然下降，S波完全消失(3) 划分：以两个不连续面(莫霍界面、古登堡界面)将地球的内部圈层分为地壳、地幔、 地核三层。(4) 岩石圈包括地壳和地幔顶部(软流层以上)，全部由岩石构成，是构成地貌、土壤的 物质根底，提供各种矿产资源。 岩石圈与其它三个外部圈层 (大气圈、水圈、生物圈)一起, 构成了人类生存的地理环境。3. 地球

3、外部的四大圈层：大气圈、水圈、岩石圈、生物圈。(1) 大气圈的作用：提供生命活动所需要的大气，而且还是生物生存的保护层等，对人类有 重大作用。(2) 大气的主要成分及各种成分的环境意义：低层大气组成体积()作用干洁空N278地球生物体内蛋白质的重要组成局部O21人类和一切生物维持生命活动所必需的物质CQ0. 033绿色植物进行光合作用的根本原料，并对地面起保温作用气03很少能吸收太阳紫外线，对地球上的生物起着保护作用水汽很少产生云、雨、雾、雪等天气现象；影响地面和大气的温度固体杂质很少作为凝结核，是成云致雨的必要条件(3)总的说来，自然界干洁空气中各局部的含量处于动态平衡中，但是不合理的人类活

4、动，能够改变大气各种成分的含量(特别是微量气体，如CO2、臭氧的含量的变化)。当前，特别引起人类关注的是全球二氧化碳含量上升和臭氧含量减少的现象，已经对人类的生存环境产生了重大的负面影响。4. 大气的垂直分层和各层的根本特点：(1 )大气层虽然有数千千米(一般认为有20003000千米)，但其质量的3/4以上却分布在离地面十几千米的低层。依据各大气层温度(如图5-1 )、密度和运动状况，我们可以将大气层分成对流层、平流层和高层大气。(2)大气层的根本特点见下表：垂直分层高度分布主要特点原因对流层低纬1718km气温随高度增加而递减，每上升100米降低0. 6C；对流动动显著；天 气现象复杂多变

5、热量绝大局部来自地面， 上冷 下热，差异大，对流强烈；水 汽杂质多、对流运动显著。中纬1012 km高纬89km平流层对流层顶到5055km起初气温变化小，30千米以上气温迅 速上升；大气以水平运动为主；大 气平稳，天气晴朗，有利高空飞行臭氧吸收紫外线；上热下冷； 水汽杂质少、水平运动。高层大气对流层顶到20003000千米存在假设干电离层，能反射无线电波，对无线电通信有重要作用太阳紫外线和宇宙射线作用。5 .大气受热过程(1)“大气是指低层大气，其高度不超过对流层顶。低高(气齟)(2) 了解大气受热，需要明确大气的热量来源，即导致大气运动的能量来源。太阳辐射是 大气根本的热源，地面(包括陆面

6、和海面)是大气直接的热源。(3) 大气受热过程，实际上是太阳辐射、 地面辐射和大气辐射之间相互转化的过程。其中，大气温室效应及其作用是需要重点阐述的根本原理。(4) 学习大气受热过程，是为理解大气运动打根底，所以，大气热力环流是需要阐述的另一个根本原理。大气热力环流是大气不均匀受热的结果。大气不均匀受热主要是由太阳辐射的纬度差异和下垫面热性质差异引起的。大气不均匀受热是大气运动的主要原因，大气热力环流那么是理解许多大气运动类型的理论根底。小到城市热岛环流，大到全球性大气环流，都可以用大气热力环流的原理来解释。(5) 学习和说明大气受热过程，需要借用一些原理示意图，如大气温室效应示意图、 大气热

7、力环流形成示意图等。6.大气热力作用(1)大气对太阳辐射的吸收：太阳辐射在穿过大气层时，高层大气中的氧原子、平流层中的臭氧主要吸收太阳辐射中波长较短的紫外线。对流层大气中的水汽和二氧化碳等，主要吸收太阳辐射中波长较长的红外线。因此大气对太阳辐射的吸收作用是有选择性的。又由于太阳 辐射中能量最强局部集中在波长较短的可见光局部，因此大气直接吸收的太阳辐射是很少押日首便他通出高地迺耶寸敢出地的。地而辐卄士切|用=升髙同部村指向堆面.嘶曲丸汽逆羅JM I九汽154s対朮业由起V宝1了保疽作用地球大气对太阳短波辐射几乎是透明体，大局部太阳辐射能够透过大气射到地面上，使地面增温；大气对地面长波辐射却是隔热

8、层，把地面辐射放出的热量绝大局部截留在大气中，并通过大气逆辐射又将热量还给地面。人们把大气的这种作用，称为大气的保温作用。据计算，如果没有大气，地球外表平均温度为一18C，实际为15C。大气的保温作用，使地面温度提高了 33 C多。(3 )太阳辐射透过地球大气到达地球外表，在地面和大气之间进行一系列能量转换。如上图，其过程包括：到达地球的太阳辐射，一局部能量被大气吸收、反射和散射而削弱，只有一半左右的太阳辐射能量到达地面。 地面吸收太阳辐射而增温，同时向外放出 地面辐射。大气吸收了地面辐射的绝大局部， 同时向外释放出大气辐射， 大气辐射除极小 局部射向宇宙空间，绝大局部又以大气逆辐射的形式射向

9、地面而对地面具有保温作用。4大气热力作用原理应用： 阴天的白天气温比拟低的原因？这主要是由于大气对太阳辐射的削弱作用引起的，厚厚的云层阻挡了到达地面的太阳辐射，所以气温低。 晴朗的天空为什么是蔚蓝色的？这是由于大气的散射作用引起的，蓝色光最容易被小的空气分子散射。 日出前的黎明和日落后的黄昏天空为什么是明亮的？这是由于散射作用造成的， 散射作用将太阳辐射的一局部能量射向四面八方，所以在黎明和黄昏虽然看不见太阳，但天空仍很明亮。 霜冻为什么出现在晴朗的早晨晴朗的夜晚气温低？这是由于晴朗的夜晚大气的保温作弱，地面热量迅速散失，气温随之降低。 沙漠地区晴天为什么气温日较差大？沙漠地区晴天多，白天大气

10、对太阳辐射的削弱作用小，气温高；夜晚大气对地面的保温作用弱，气温低。 青藏高原为什么是我国太阳辐射最强的地区？青藏高原的海拔高度，空气稀薄，大气对太阳辐射的削弱作用弱，所以太阳辐射强。5 全球的热量平衡 多年平均来看，地球地面和大气热量收支平衡。 全球热量平衡与人类生存开展的关系：第一、全球每年平均气温比拟稳定，有利于人类的生存与活动。第二、人类通过改变大气的组成或改变地面的热力状况，可以影响大气的热力作用过程，从而改变局部地区甚至是全球的气候。例如：人类向大气中大量排放二氧化碳等温室气体，使得大气热量的收支失去平衡，导致热量平衡失调，全球变暖；人类改变地面状况植被覆盖状况、 水域面积等可以影

11、响地面获得热量的多少和改变地面辐射，而使局部小气候发生改变。6太阳辐射光照与天气、地势关系： 晴朗的天气、地势高空气稀薄，光照越强； 我国太阳能的分布青藏高原最高，四川盆地最低。夜晚多云，气温较咼大气7、气温与天气：白天多云，气温不高云层反射作用强逆辐射强。8、气温的时间分布：1气温的日变化：太阳辐射地面温度大气温度变化:相反最大值正午12点H最大午后1点热量由盈余转为亏损的时候午后2时左右热量由盈余转为亏损的时候2气温年1为例，南半球7最小值夜太阳辐射日出前后海洋最高值6月7月8月最低值12月1月2月北半球9、气温的空间分布：1气温的垂直分布：对流层气温随高度的增加而递减2气温的水平分布：纬

12、度分布：气温都从低纬向两极递减： 在南北半球上，无论7月或1月，这是一般规 律，：低纬地区获得太阳辐射能量多， 气温就高；高纬地区获得太阳辐射能量少，气温就低。 我国热量最丰富的地区：海南岛 海陆分布：夏季陆地海洋，冬季海洋陆地；南半球的等温线比北半球平直：说明：南半球同纬度地区气温变化不大。 南半球海洋比北半球广阔得多。 气温高的地方，等温线向高纬凸出，反之，气温低的地方，等温线向低纬凸出。北半球同一纬度上，一月等温线向南低纬凸出，海洋上那么向北高纬凸出。7月份正好相反。在同一纬度上，冬季大陆气温比海洋低，夏季大陆气温比海洋高。【记法】：一陆 南凸；高上下低。20° -30°7 月世界最热世界最低温在南极洲大陆上。10、气温年