城市环境气象学 第二节

1、（1）干洁空气）干洁空气（2）水汽）水汽（3）固态、液态颗粒态、液态颗粒大气：大气：由多种气体混合组成的气体及浮悬其中由多种气体混合组成的气体及浮悬其中的液态和固态杂质所组成。的液态和固态杂质所组成。2006-09-125大气的气体组成成份大气的气体组成成份概念：概念： 大气中除水汽、液体和固体杂质外的整个混大气中除水汽、液体和固体杂质外的整个混合气体。合气体。成分：主要成分是氮、氧、氩、二氧化碳等，此外还成分：主要成分是氮、氧、氩、二氧化碳等，此外还有少量的氢、氖、氪、氙、臭氧等稀有气体有少量的氢、氖、氪、氙、臭氧等稀有气体 。特点特点：(1)(1)组成干洁空气的各种成分总是维持基本恒组成干

2、洁空气的各种成分总是维持基本恒定，定，(2)(2)干洁空气的平均分子量是干洁空气的平均分子量是28.99628.996，(3)(3)在在垂直高度垂直高度90km90km以下干洁空气的主要成分所占比例以下干洁空气的主要成分所占比例不变，不变， 100 km100 km以上氧分子离解为氧原子，以上氧分子离解为氧原子，250km250km氮基本离解。氮基本离解。 干洁空气中几种有影响的气体干洁空气中几种有影响的气体（1）氧）氧:有生命的气体。有生命的气体。（2）氮）氮:能降低大气氧浓度，缓减氧化作用，并能降低大气氧浓度，缓减氧化作用，并为植物生长时不可缺少的养料。为植物生长时不可缺少的养料。（3）臭

3、氧）臭氧:含量少，含量少，20-25 km最多；影响气温垂最多；影响气温垂直分布，保护生物直分布，保护生物（4）二氧化碳：集中于大气底部）二氧化碳：集中于大气底部20公里，因时公里，因时间和空间而不同间和空间而不同(夏季较少，冬季较多；城市较多，夏季较少，冬季较多；城市较多，农村较少农村较少)强烈吸收长波辐射强烈吸收长波辐射,影响大气和地面温影响大气和地面温度；但含量过高影响会响人类健康。度；但含量过高影响会响人类健康。 若人类生存空间的空气被严重污染后，人们若人类生存空间的空气被严重污染后，人们只能靠氧气袋维持生命，只能靠氧气袋维持生命，氧对生命太重要了氧对生命太重要了。 在雷击时，空气中的

4、氮气也会发生反应，生成氮的化合物随雨水在雷击时，空气中的氮气也会发生反应，生成氮的化合物随雨水落到地面的土壤里，成为农作物生长必需的氮肥。落到地面的土壤里，成为农作物生长必需的氮肥。 豆科植物中寄生有根瘤菌，它含有固氮酶而具有特殊的固氮能力，豆科植物中寄生有根瘤菌，它含有固氮酶而具有特殊的固氮能力，能巧妙地把空气中的氮气转化为植物能吸收的氮肥。除豆科植物的能巧妙地把空气中的氮气转化为植物能吸收的氮肥。除豆科植物的根瘤菌外，还有牧草和其他禾科作物根部的固氮螺旋杆菌、一些原根瘤菌外，还有牧草和其他禾科作物根部的固氮螺旋杆菌、一些原核低等植物核低等植物固氮蓝藻、自生固氮菌体内都含有固氮酶。目前世固氮

5、蓝藻、自生固氮菌体内都含有固氮酶。目前世界上好多国家的科学家，都在研究模拟生物固氮，即寻找人工制造界上好多国家的科学家，都在研究模拟生物固氮，即寻找人工制造的有固氮活性的化合物。的有固氮活性的化合物。 温室效应：温室效应： 是大气保温效应的俗称。大气能使太阳短是大气保温效应的俗称。大气能使太阳短波辐射到达地面，但地表向外放出的长波波辐射到达地面，但地表向外放出的长波热辐射线却被大气吸收，这样就使地表与热辐射线却被大气吸收，这样就使地表与低层大气温度增高，因其作用类似于栽培低层大气温度增高，因其作用类似于栽培农作物的温室，故名温室效应。农作物的温室，故名温室效应。 科学家根据树木年轮、珊瑚礁、冰

6、等历史记录的研究，得科学家根据树木年轮、珊瑚礁、冰等历史记录的研究，得出了过去一千年变化的大体趋势出了过去一千年变化的大体趋势从图中可以明显的看出，过去从图中可以明显的看出，过去100多年地球的气温确实在上多年地球的气温确实在上升。升。Retreating Glacier No.1 at the headwaters of Urumqi River in Tianshan Mountain (Yang H. et al., 2005). At 2004, the distance between eastern and western glacier tail was 45m, a lake

7、with area about 30m2 appeared between them.政府间气候变化专门委员会政府间气候变化专门委员会IPCC（Intergovernmental Panel on Climate Change） 工业革命以来，人类大量消耗矿物燃料，工业革命以来，人类大量消耗矿物燃料，排出越来越多的排出越来越多的CO2 ，使其使其呈逐年上升趋势。呈逐年上升趋势。 大气中的大气中的 CO2 等气体含量增加，使气温升等气体含量增加，使气温升高、气侯变暖，早成为人们研究重点。高、气侯变暖，早成为人们研究重点。“京都京都议定书议定书”减少减少 20% 的的 CO 2 排放量，已成为世排

8、放量，已成为世界力图改变和缓和气侯变暖的方式之一。界力图改变和缓和气侯变暖的方式之一。 中国为确保中国为确保 CO2减排减排20%的量，在的量，在“十五十五”其间计划投入其间计划投入 967 亿元亿元用于用于CO2和酸雨污和酸雨污染防治。染防治。 （据（据 金性春、金性春、2002） 京都议定书京都议定书：全称联合国气候变化联合国气候变化框架公约的京都议定书框架公约的京都议定书）是联合国气候变化框架公约的补充条款。是1997年12月在京都由联合国气候变化框架公约参加国三次会议制定的。其目标是“将大气中的温室气体含量稳定在一个适当的水平，进而防止剧烈的气候改变对人类造成伤害”。 光合作用（光合作

9、用（Photosynthesis），即光能合），即光能合成作用，是植物、藻类和某些细菌，在可成作用，是植物、藻类和某些细菌，在可见光的照射下，经过光反应和暗反应，利见光的照射下，经过光反应和暗反应，利用光合色素，将二氧化碳和水转化为有机用光合色素，将二氧化碳和水转化为有机物，并释放出氧气的生化过程。物，并释放出氧气的生化过程。 光合作用是一系列复杂的代谢反应的总和，光合作用是一系列复杂的代谢反应的总和，是生物界赖以生存的基础，也是地球碳氧是生物界赖以生存的基础，也是地球碳氧循环的重要媒介。循环的重要媒介。 大气臭氧大气臭氧的分布随纬度的分布随纬度和季节的不同和季节的不同而不同：对纬而不同：对纬

10、度而言，臭氧度而言，臭氧总量的极小值总量的极小值在赤道附近，在赤道附近，极大值在南北极大值在南北纬纬60o附近；就附近；就季节而言，春季节而言，春季出现极大值，季出现极大值，秋季出现极小秋季出现极小值。值。 地球地球之上的臭氧层如同之上的臭氧层如同保护伞保护伞，由于人类不自觉的破坏，由于人类不自觉的破坏，已形成多处已形成多处破损破损，尤其，尤其南极上空南极上空臭氧层空洞十分明显，连地球臭氧层空洞十分明显，连地球都发出了疑问？（讽刺）。都发出了疑问？（讽刺）。臭氧空洞 虽然臭氧在平流层起到了保护人类与环境的重要虽然臭氧在平流层起到了保护人类与环境的重要作用，但若其在对流层浓度增加，则会对人体健康产作用，但若其在对流层浓度增加，则会对人体健康产生有害影响。臭氧对眼睛和呼吸道有刺激作用，对肺生有害影响。臭氧对眼睛和呼吸道有刺激作用，对肺功能也有影响，较高浓度的臭氧对植物也是有害的。功能也有影响，较高浓度的臭氧对植物也是有害的。 水汽来源海洋 海 洋风暴潮水汽来源江、河 长江第一湾水汽来源江、河水汽来源湖泊黄果树瀑布态颗粒来源态颗粒来源 工厂、地表工厂、地表态颗粒来源态颗粒