第二章地球大气

第二章地球大气第1页，课件共23页，创作于2023年2月大气的组成水汽杂质干洁大气

氧气氮气臭氧二氧化碳

稀有气体

氩气第2页，课件共23页，创作于2023年2月

一、干空气的成分(25Km高度以下)含量(％)临界温度临界压力沸点温度(℃)(当大气压力为气体种类按容积按质量分子量(℃)(大气压)1013.3hPa)氮(N2)78.0975.5228.016-147.233.5—195.0氧(()2)20.9523.1532.000—118.949.7—183.1氩(Ar)0.931.2839.944—122.048.0—185.6二氧化碳(CO2)0.030.0544.01031.073.0一78.2臭氧(()3)1.0×10-648.000—5.092.3—111.1干洁空气10010028.966—140.737.2—193.0

从上表看出，各种气体的沸点都很低，在地球上可能出现的温度范围内，除CO2、O3外，其它气体永无液化的可能，所以干洁大气是永久气体。第3页，课件共23页，创作于2023年2月第4页，课件共23页，创作于2023年2月

（1）近地面气层臭氧含量很少，从10千米高度开始增加，在20-25千米高度处达到最大值，再向上，臭氧含量逐渐减少，在55-60千米高度，O3已极少；（2）太阳辐射中波长短于0.29微米的紫外线被臭氧吸收，保护地面的生物免受过多紫外线的伤害；透射到地面上少量的紫外线，具有杀菌作用。同时由于大量吸引太阳紫外线，使得20-25千米气层以及上层的温度大为增加。

1、臭氧（O3）

第5页，课件共23页，创作于2023年2月第6页，课件共23页，创作于2023年2月2、二氧化碳（CO2）

大气中CO2含量很少，其平均含量约占大气容积的0.03％，并且多集中于20千米以下的气层里，在20千米以上，CO2的含量显著减少。CO2是绿色植物进行光合作用不可缺少的原料；使地面保持较高的温度，产生“温室效应”。1750年前维持在280ul/l，目前360ul/l。“C素循环”对农业生产有着重要的意义。第7页，课件共23页，创作于2023年2月

（1）大气中的氮，植物不能直接吸收，但豆科植物的根瘤菌具有固氮作用，能够固定和利用大气中的氮，另外大气中氮的氧化物也可随降水进入土壤，供给植物的需要。（2）氧不但为动物和植物呼吸所必需，并且还决定着有机物质的燃烧、腐败和分解。

3、氮（N2）和氧（O2）

第8页，课件共23页，创作于2023年2月

1、它主要集中在2—3千米以下的大气层中。2、大气中水汽的含量还随地区、季节的不同而变化；一般来讲，低纬度地区大气中水汽含量比高纬度地区多。3、在大气温度变化的范围内，水汽是唯一能进行气、液、固态三相变化的大气成分。4、水汽有两个特点：其一是水汽在相变过程中都要吸收和放出潜热；其二水汽能强烈吸收和放射长波辐射。所以，水汽不仅影响大气中的湿度状况，同时也影响地面和空气温度变化。二、水汽对成云致雨有重要的作用第9页，课件共23页，创作于2023年2月三、大气中的杂质

大气中悬浮的各种固态和液态微粒，统称杂质。它们主要集中在3千米以下的低层大气中。

杂质对大气中物理过程和现象的作用：（1）吸收太阳辐射，使空气温度增高，但削弱了到达地面的太阳辐射。（2）阻挡地面辐射，减缓地面的辐射冷却。（3）降低大气的透明度，影响能见度。（4）充当水汽的凝结核，对成云致雨有重要意义。第10页，课件共23页，创作于2023年2月第11页，课件共23页，创作于2023年2月大气上界的界定:1、极光出现的最大高度是1000—1200千米来估计大气上界，因此，将此数字定为大气的物理上界。2、大气密度接近于星际气体密度的高度来估计大气上界。大气上界为2000—3000千米。

一、大气上界极光第12页，课件共23页，创作于2023年2月二、大气的铅直结构第13页，课件共23页，创作于2023年2月低纬地区平均为17—18千米，在中纬地区平均10—12千米，在高纬地区平均为8-9千米。一般夏季对流层厚度比冬季厚。2千米以下大气层称为摩擦层；2米以下大气层称为贴地气层。对流层特点：（1）集中了整个大气四分之三的质量和几乎全部的水汽。大气中的各种天气现象如风、云、雨、雪等都发生在这一层里，对天气分析和预报具有重要意义。1、对流层第14页，课件共23页，创作于2023年2月第15页，课件共23页，创作于2023年2月

（2）气温随着海拔高度的增高而降低。平均来说，每上升100米，气温约下降0.65℃，称气温递减率，也叫气温铅直梯度，通常以r表示：r=ZT¶¶-

(3)对流层空气具有强烈的垂直运动和不规则的乱流运动。结果使高层和低层之间的冷暖空气进行了交换，使近地面的热量、水汽，杂质等向上输送。这对成云致雨有重要作用。

（4）气象要素水平方向上分布不均匀(温度、湿度)。第16页，课件共23页，创作于2023年2月

2、平流层自对流层顶到55千米高度。平流层的特点：第一、在平流层的下部，随着高度增加，气温最初保持不变，在25千米以上，气温随高度增加而显著升高；到55千米高度可达－3℃。第二、在平流层中空气的垂直运动明显减弱，主要是水平运动。第三、在平流层中、水汽和尘埃含量极少。晴朗少云，大气透明度好，气流比较平稳，适于飞机飞行。第17页，课件共23页，创作于2023年2月第18页，课件共23页，创作于2023年2月

3、中间层自平流层顶到85千米高的气层为中间层。气温随高度增高而迅速下降，其顶部气温可降至－83℃以下。有强烈的对流运动，称为“高空对流层”。4、暖层暖层位于中间层顶至800千米高度。温度随高度的升高迅速增高。暖层的空气处于游离状态。这是由于该层空气在强烈的太阳紫外线和宇宙射线的作用下呈电离状态。由于这一特点，暖层又称为电离层。对无线电通讯，卫星、火箭的发射有重要作用。

5、散逸层800千米高度以上的大气层称为散逸层。大气物质具有向星际空间散逸的特性。第19页，课件共23页，创作于2023年2