第二章大气科学概论

1、1.大气的组成，大气的垂直结构，大气的物理性质，第2章，大气的基本知识，第2节，大气的组成，悬浮在大气中的固体和液体杂质的迫近，1。干燥大气，地球大气由三部分组成：干燥大气的定义及其组成变化：去除大气中的水蒸气和其他悬浮杂质，3，组成变化：主要成分和含量比0.090km :基本保持不变。在90公里以上的：氮略有减少，氧略有增加，氩和二氧化碳明显减少，氧分子和氮分子开始解离。各成分简介：各成分概况：表2-1干燥洁净大气成分(高度25公里以下)，4，氮(N2):存在方式：以蛋白质的形式存在于生物体中。功能：它是生物体的基本成分，也是合成氮肥的基本原料。氧气(O2):功能：是人类、动物和植物维持生命

2、活动的极其重要的气体；积极参与大气中的许多化学过程；它在有机物质的燃烧、衰变和分解中起着重要作用。臭氧(O3):时空变化：时间变化：最大值出现在春季，最小值出现在夏季。空间变化：从赤道到两极的水平增加。垂直：5560公里，内容很少。2025公里，达到最大值，形成臭氧层；在1215公里以上，含量显著增加；从10公里以上，它逐渐增加；在地面附近，含量很小；这张地图显示了臭氧洞。1986年，南极洲的臭氧量只有30年前的一半。1988年，人们发现北半球的臭氧层比20年前薄了3%。这一变化足以增加皮肤癌的病例。它在调节和控制紫外线方面起着极其重要的作用。它对高层大气有明显的增温效应。二氧化碳(CO2):

3、来源：生物呼吸、化石燃料燃烧、有机物质燃烧和分解、火山爆发等。时空变化：1)白天、晴天和夏季的二氧化碳浓度低于夜间、阴天和冬季。b)工业革命前比工业革命后少。8，空间变化：层次：城市大于农村；垂直：020公里，最高含量；20公里以上，含量明显下降。功能：绿色植物光合作用不可缺少的原料。强烈吸收长波辐射(地面辐射、大气辐射)，保持地面处于较高温度，产生“温室效应”。9，温室效应模式图，温室效应，10，2，水汽水分，来源：主要来自河流，河流，湖泊，海洋，湿地表面水分蒸发和植物表面蒸腾。时间：夏季比冬季多，空间：一般低纬度比高纬度多，低层比高层多。时空变化、功能在天气和气候变化中起着重要作用。它能强

4、烈吸收地面辐射的长波辐射，并将长波辐射释放到地面和周围大气中，对大气起到“温室效应”。12、悬浮在大气中的各种固体和液体颗粒(包括气溶胶颗粒和空气污染物)。大气中的杂质，气溶胶粒子：气溶胶，定义：固体和液体粒子，在大气中的沉降速率极小，范围在10-4米和100米之间。分类：液体质粒、固体质粒、固体质粒的来源：有机物量少，多为植物花粉、微生物和细菌；13。有许多无机物，主要来自尘埃粒子、烟粒子、海浪溅落在海洋中的盐粒子、流星飞走留下的灰烬、火山尘埃等等。功能：吸收太阳辐射以提高空气温度，但也减弱到达地面的太阳辐射；缓冲地面辐射冷却，部分补偿长波有效辐射造成的地面热损失；降低大气的透明度并影响大气

5、的能见度；它们作为水蒸气的凝结核，对云、雾和降水的形成具有重要意义。14，大气中的污染物：污染物，定义：由于人类活动或自然过程，局部甚至全球大气成分的变化对生物世界有害。分布：南部等级：城市多，农村少；陆地越来越多，海洋越来越少；时间：冬季多，夏季少；早晚多，下午少。15日火山爆发、风吹沙和沙尘暴、雷击森林火灾等。来源：自然过程的形成，人为过程造成的，工业和运输中使用煤、油和天然气，农业中喷洒化肥和农药，生活中制冷和制热的排放和泄漏等。16，二次污染物：分类：一次污染物：污染源直接排放的物质。进入大气层的主要污染物相互作用或与大气层的正常成分发生化学反应，而新的污染物则是在太阳辐射的参与下通过

6、光化学反应产生的。大气形状及其现象(天气和气候)由基本要素描述，如气温、气压、湿度、风、云状况(云的形状和数量)、能见度、降水状况(降水类型和数量)、辐射、日照和各种天气现象等。这些因素被称为气象因素。温度、压力、湿度、风等。第2章第19节中的大气物理特性，国际标准单位：帕斯卡帕和百克帕帕帕1百帕100帕100纳米2标准大气压力(0，45 45毫微秒，在海平面上)P0760mm毫米汞柱1013.25百帕大气压力p，单位面积接收的空气柱重量单位面积。气压单位，1。气压，20。2.气温，气温：表示气温和寒冷程度的物理量。温标：摄氏温标：温度t，标准气压1013.25百帕时纯水的冰点为零，沸点为10

7、0度。绝对温标：k，绝对温度T，T=273.16华氏度温标：水的沸点是212，冰点是32，F=9/5 t 32，21，空气湿度：空气中的水蒸气含量或湿度。湿度参数：表示空气中水分含量和湿度范围的物理量。3。湿度，22，水蒸气压力(E)，反映空气中水蒸气的含量。水蒸气压力E定义为空气中水蒸气的分压。单位：hPa) 1 hPa)=100帕斯卡(Pa)，23，饱和蒸汽压(E)，它反映了空气的最大水蒸气保持能力。饱和蒸气压取决于温度(马格努斯半经验公式)，温度定义为饱和湿空气中水蒸气的分压。影响因素：温度、温度、蒸发表面性质、过冷水、冰、蒸发表面形状、凸面、平面、凹面、液体盐度、24、相对湿度、相对湿

8、度、定义：同一温度下空气实际水汽压和饱和水汽压的百分比值。反映空气的湿度，恒定温度，恒定E:恒定水蒸气含量er，恒定水蒸气含量，恒定E:温度e r，25，露点温度(Td)露点温度，定义为：对于含有水蒸气的湿空气，在不改变气压和水蒸气含量的情况下，通过降低温度使空气达到饱和时的温度。反映空气中水蒸气含量的量，露点温度Td，26，饱和赤字(d)饱和赤字，定义：在相同温度下饱和水蒸气压力和实际水蒸气压力之间的差值。d=E-e，反映空气的湿度。影响因素：恒定温度，恒定E:恒定水蒸气含量e d，恒定水蒸气含量E，恒定E:温度E d，水蒸气含量，温度，27，比湿度(q)，混合比(s)，绝对湿度(a)，比湿

9、度：湿空气中水蒸气质量与总湿空气质量之比。混合比：湿空气中水蒸气的质量与湿空气中干燥空气的质量之比。比湿度和混合比是保守的。绝对湿度(水蒸气密度):单位体积湿空气中水蒸气的质量。比湿度，混合比，绝对湿度，28，4。风，空气的水平运动被称为风，它是一个物理量，代表气流运动，不仅在大小上，而且在方向上。风向：风来的方向。地面风向由16个方向指示，相邻方向之间的角度差为22.5度。风速：米/秒，千米/小时，29，0级风平浪静，风平浪静，烟往上涌。一级柔风，烟指示方向，斜指天空。二级微风，让人感觉，树叶微微动了一下。三级风，树叶晃动，旗帜飘扬六级大风，提伞困难，电线嗡嗡作响。7级大风，在风中行走困难，

10、大树弯腰。强风、树枝折断、河流和湖泊中的巨浪。9级大风，损坏屋顶，摧毁烟囱。风力等级：英国波弗特30级，0级烟柱直冲云霄，1级烟柱随风飘散，2级微风拂面，3级树叶动红旗展，4级树枝摇飞纸，5级树叶小树摇飞，6级雨伞难以行走，7级风不方便在风中行走，8级风折树枝，9级屋顶飞瓦，10级树拉倒房屋，11月和12月陆地罕见。31.古测风：中国3000多年前的殷代；东风；调和南风；开西风；易北风；初寒与封建社会；西北风；不利北风；风；东北风；调风东风；风；清明风南风；京风西风；凉风西南风；和合风唐朝扩大到24个方向；李在周易中列出了24个风向的名称，指出这些风向由8个天干、4个卦名和12个地支组成。“子

11、”指北方，“午”指南方，“毛”指东方，“酉”指西方。32岁的吴彤测风仪是东汉时期的测风仪器，比欧洲的侯丰鸡早1000多年。33，第3节大气的垂直结构，1。大气垂直分层，34，35，对流层：厚度变化，空间：随着纬度的增加，厚度减小。低纬度地区：平均厚度为1718公里；中纬度地区：平均1012公里；高纬度地区：平均89公里；时间：夏天比冬天大。特征：主要天气现象都发生在这一层。温度随着高度的增加而降低。(平均高度增加100米，温度降低0.65。)，空气有强烈的垂直运动和不规则的湍流运动。气象要素的水平分布是不均匀的。对流层，36，地层：下层，中层，上层，对流层顶。低层(摩擦层或行星边界层):0-2

12、公里，摩擦、对流和湍流最强；接近地面约3050米高度以下的气体层称为近地气体层，经常形成雾。中层：2-6公里，空气运动以对流为主；有中云和直云，从云滴到雨滴的增加过程大多是在这一层进行的，所以它是形成降水的一个重要的气层。37，上层：距对流层顶6公里，受地面影响较小，气温常低于0，水汽含量较少，各种云都是由冰晶或过冷水滴组成。飞机飞行时，这一气体层经常会结冰。在中低纬度地区，经常有风速等于或大于30毫秒-1的强风带，这种风带被称为高空急流。对流层：对流层和平流层之间1-2公里的过渡层，温度随高度变化很小，甚至变得等温。从低层上升的水蒸气和灰尘聚集在这里，这降低了能见度。38，同温层：离对流层顶55公里，温度随高度的增加而显著升高。空气运动主要是水平运动，没有明显的垂直运动。水汽和尘埃含量少，晴空部分多云，大气透明度好，气流相对稳定，适用于飞机导航。平流层，39，中层：距平流层顶部85公里，温度随海拔高度的增加而迅速下降，顶部温度可降至-83以下。空气有很强的垂直运动，所以它也被称为“对流层上部”。热