《学考复习大气环境》课件

大气环境概述大气环境是指围绕地球表面的气体层,主要由氮、氧等气体组成,为生物提供生存所需的空气和能量。我们将针对大气环境的主要特征和重要性,以及存在的问题和保护措施进行详细探讨。课程大纲大气圈概述了解大气圈的组成结构和主要特征。大气环境要素学习温度、湿度、降水等大气环境要素的特点。天气系统分析探讨高低压系统、锋面、气团等天气系统的形成与影响。大气污染防治掌握大气污染的成因、危害及相关法规和管理措施。大气圈结构地球大气圈由五个主要层次组成:对流层、平流层、中间层、热层和外层大气。每一层都有其独特的温度特征和化学成分,共同维持地球适宜生命的环境。这些层次的垂直结构和相互作用是大气系统的基本特征。大气成分氮气大气成分中占比最大的是氮气，约占78%。氮气是地球上最丰富的元素之一。氧气大气成分中第二大组成部分是氧气，占比约21%。氧气是维持生命活动不可或缺的气体。二氧化碳大气中还含有少量其他气体,如二氧化碳、氩气、氮氧化物等,比例较小但非常重要。水汽大气中还含有水汽,含量因时间、地点等因素的变化而变化。水汽是影响天气最重要的因素之一。温度垂直分布对流层从地面向上，温度大致以每100米降低0.6℃的比例递减。这是由于对流层内的对流混合作用所致。平流层由于臭氧层吸收太阳辐射,使得平流层温度呈现增高趋势,形成温度逆转。中间层中间层温度随高度的增加而先升高后降低,形成一个温度最高点,这就是中间层的温度最高层。热层热层内,温度再次升高,这是由于热层中的氧气被太阳辐射电离所致。温度水平分布1赤道高温赤道附近地表温度最高，通常超过30℃。2温带温和中纬度地区温度较为温和，年平均气温在15-25℃之间。3高纬冷凉高纬度地区气温偏低，有些地区年平均气温不足0℃。地球表面温度的水平分布主要受到纬度的影响。赤道地区由于直射的阳光而高温，而随着纬度的增加，温度逐渐降低。这种从赤道到极地的温度梯度是大气环境的一个重要特征。温度变化规律日变化规律气温的日变化受太阳辐射的影响,通常呈现出一个延迟的正弦曲线,白天温度升高,夜间温度下降。年变化规律气温的年变化主要受季节更替的影响,通常在夏季达到最高,冬季达到最低,呈现出一个正弦曲线变化。纬度分布规律气温随纬度的升高而降低,这是由于太阳辐射角度的变化。赤道地区温度较高,极地地区温度较低。湿度概念相对湿度相对湿度指当前水汽压与同温下饱和水汽压之比。表示空气中水汽的丰度程度。绝对湿度绝对湿度指单位体积内水蒸气的重量。反映空气中水汽的实际含量。露点温度露点温度是指空气冷却到使水汽开始凝结的温度。反映空气中水汽的饱和程度。湿球温度湿球温度是指湿球温度计所测量的温度。通过其值可以推算出相对湿度。云的形成云是大气中水汽凝结为小水滴或冰晶而形成的水汽的聚集体。云的形成需要三个条件:水汽、凝结核和上升气流。当空气中水汽凝结在微小的颗粒上时,就会形成看得见的云。不同的云形状和高度反映了云的成因和性质。降水过程1水汽凝结冷却使空气中的水汽凝结成云2水滴聚大云内水滴不断碰撞合并长大3水滴下坠水滴在重力作用下坠落到地表4降水形成水滴聚合成雨滴、冰晶最终形成降水大气中的水汽通过凝结、聚合和下坠的过程最终形成降水。这个过程包括水汽凝结成云、云内水滴不断碰撞合并长大、水滴在重力作用下坠落到地表等几个关键步骤。大气稳定性1温度垂直分布大气中温度随高度的变化会形成不同的温度层结，这直接影响大气的稳定性。2对流与热传导当热量通过对流或热传导向上传播时，会改变温度层结，从而影响大气稳定性。3湍流与层流湍流和层流状态的转变也是衡量大气稳定性的重要指标。4气团的移动不同温度和湿度的气团相遇时会引发大气对流和天气变化，影响大气的稳定性。气团和锋面气团气团是一块具有相似温度和湿度特征的空气块,通常表现为冷空气团和暖空气团。气团会在大气中移动并相互作用。锋面锋面是冷暖空气团之间的交界面。当冷暖气团碰撞时会形成云雨等天气现象。不同类型的锋面如冷锋、暖锋等影响天气各不相同。锋面天气锋面天气包括降水、温度变化、风向和风速变化等,是大气环境变化的主要原因。这些变化对人类生活和生产活动都有重要影响。地面天气系统低压系统低压系统通常带来不稳定的天气,如阴雨多云、强风等。这种天气系统会引发一些严重天气事件,如暴雨、龙卷风等,对人们的生活和出行造成影响。高压系统高压系统则通常带来晴朗稳定的天气。它可以阻挡低压系统的进入,为当地带来良好的天气条件,有利于人们的户外活动。锋面系统锋面天气系统标志着不同性质空气团的相遇,在锋面附近常出现持续性降水、温度急剧变化等天气现象。这种系统对天气有重要影响。高空天气系统高空天气系统指位于对流层上层的风、温度和压力等气象要素所形成的复杂的天气系统。它们对地面天气有重大影响,其变化直接决定着天气的发展趋势。高空天气系统的研究和预测对准确预报天气变化至关重要。常见的高空天气系统包括喷气streams、高压脊、高压槽、锋面和涡旋等,它们分布在不同纬度和高度,相互影响形成复杂的天气图景。了解这些高空天气系统的特点和变化规律,对于准确预报天气变化至关重要。风的形成和影响气压梯度气压差导致的气体流动,是形成风的主要原因。温度差异不同地区的温度差异会引起热量传导,从而产生气流流动。地理因素地形、海陆分布等地理特征会影响风向和风速的变化。风的分类按产生原因分类热风:由于气温差异引起的热对流产生。如海陆风、山谷风等。动力风:由大气压差引起的气流运动产生。如季风、气旋等。按水平分类地面风:近地表1000米以内的风。受地形影响明显。高空风:高于1000米的风。风速一般高于地面风。按持续时间分类持续风:持续时间较长的稳定风。如贸易风、西风带等。阵风:持续时间较短的突发性强风。如山谷风、雷雨大风等。按方向分类定向风:风向较为稳定,如东北信风、副热带高压边缘风等。多向风:风向变化较大,如局地环流风、陆海风等。气压和风的关系气压与风的关系气压越高，风速越小；气压越低，风速越大。高压中心高压中心附近风速较小，呈放射状向四周吹散。低压中心低压中心附近风速较大，呈螺旋状向中心吹聚。风的产生和气压的分布有着密切关系。气压梯度越大，风速越大。风从高气压向低气压吹拂，气压差越大，风速越快。这就是气压与风的基本关系。季风环流1概念解释季风是全球范围内具有明显季节性变化的风系统。它由陆地和海洋之间的温度差异驱动形成。2形成原因在夏季,陆地表面温度升高,空气上升,海洋上空形成低压系统,促使海风向陆地吹入。3主要特点季风气候具有干湿季分明、降水丰富、气温变化大等特点,对当地农业生产有重要影响。热带气旋热带气旋是一种强烈的低压系统,发生在热带海洋地区。它具有强烈的旋转风和大量降水,并可能造成严重的破坏性。热带气旋形成和发展需要海水温度达到26摄氏度以上,以及其他独特的大气环境条件。热带气旋的中心气压通常很低,造成周围强烈的气压梯度。这导致了热带气旋的强大旋转风,可达到每小时250公里以上。同时,热带气旋还带来大量降水,可引发暴洪和滑坡灾害。中纬度气旋中纬度气旋是一种重要的大气环流系统,主要发生在中纬度地区。它由温暖湿润的空气和冷干空气相互作用而形成。中纬度气旋具有明显的季节性,冬季活动最强,能引发暴风雨、降雪等极端天气。中纟度气旋的形成和发展与地球自转、海陆热力差异等因素密切相关。它为中纬度地区的大气环境和气候变化带来重大影响,是研究和预报的重要对象。常见天气现象1阴晴雨雪阴、晴、阵雨、雷雨、大雪等天气变化都是常见的自然现象。这些都是在大气环境变化的过程中发生的。2气温波动气温的升降是一种常见的天气现象,反映了大气环境中温度的变化规律。这会影响生活和生产活动。3气压变化气压的升降反映了大气环境的稳定性。这会影响到人体舒适度和天气系统的变化。4大风暴雨强风、暴雨、台风等极端天气现象也时有发生,会引起严重的自然灾害。需要密切关注天气动态。大气污染概述定义大气污染指空气中存在一些有害物质,如工厂排放的烟尘、汽车尾气、农药化肥等,这些物质超出自然水平,对人体健康和生态环境产生不利影响。成因主要来源包括工业生产、交通运输、生活活动等人类活动,以及火山喷发等自然过程。这些活动排放的污染物污染了大气,造成环境恶化。危害大气污染会导致呼吸系统疾病、酸雨、温室效应等问题,破坏生态系统平衡,威胁人类健康与安全。引起严重的环境与社会问题。治理通过加强环境法规、推广清洁生产技术、鼓励公众参与等多种措施,来减少排放、净化空气、改善大气环境质量。主要污染物及危害颗粒物包括可吸入颗粒物(PM10)和细颗粒物(PM2.5)，会造成呼吸道和肺部疾病。化学污染物如二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳等，会导致酸雨及温室效应。有毒有害物质包括重金属、挥发性有机物等，会对人体健康和生态环境造成严重危害。恶臭物质如硫化氢、氨等，不仅影响空气质量，还会造成身体不适。大气污染防治措施源头控制通过对工厂排放、机动车尾气等关键源头的污染防治技术改造和管控,从源头减少大气污染物的排放。过程控制采取人工影响天气、控制扬尘等措施,在污染物排放和传输过程中实施有效的减排和控制。末端治理加强城市绿化建设、完善大气监测网络等,通过末端治理手段降低污染物浓度,改善大气环境质量。大气环境保护法规法律框架《中华人民共和国大气污染防治法》是我国保护大气环境的基本法规，明确了各方主体的权利和义务。排放标准各行业均须遵守国家或地方制定的污染物排放标准，确保达到环保要求。责任追究对于违反环保法规的企业和个人将依法进行处罚，包括罚款、停产整治等。信息公开政府和企业应主动公开大气环境质量和排放信息，接受社会监督。行业排放标准1重点行业排放标准针对重点行业如钢铁、化工、造纸等,制定了严格的大气污染物排放标准,从源头控制污染物排放。2地区差异化标准针对不同地区的环境容量和管控需求,制定差异化的排放标准,促进各地因地制宜的污染防治。3排放监测与执法建立排放监测体系,加强排放标准的执法监管,确保企业达标排放,将污染防治落到实处。4排放许可制度实行排放许可制,规范企业排放行为,推动企业主动实施清洁生产和污染治理。环境管理体系1ISO14001标准国际组织标准化制定的环境管理体系标准,为企业提供了管理环境绩效的框架。2内部管理流程包括环境政策、目标与指标、组织机构、培训管理、文件控制等一系列环境管理流程。3持续改进通过内部审核、管理评审等措施,不断完善环境管理体系,提高环境绩效。4外部认证取得ISO14001等认证,可以增强企业的环境信誉和竞争优势。大气环境监测300+监测站点全国范围内设有300多个大气环境监测站点100+监测因子包括PM2.5、PM10、SO2、NOx等100多种大气污染物24/7监测频率每天全天候自动监测,数据实时上传1M+监测数据每年收集汇总超过100万条大气环境监测数据大气环境监测是掌握当前大气环境质量状况、分析污染源、制定控制措施的基础。我国建立了覆盖全国的大气环境监测网络,采用先进的监测技术和方法,全面监测大气中的各种污染物浓度。监测数据为政府决策和公众了解环境状况提供依据。重点综合复习1温度变化温度垂直分布和水平分布规律2大气稳定性影响因素及其对天气的影响3天气系统各类常见天气系