大气圈的层状结构课件

1、大气圈的层状结构,2,大气圈：受地心引力而随地球旋转的大气。地球表面 12001400km的气层为大气圈的厚度。,什么是大气圈?,主要有氮气(781)；氧气(209)；氩气(093)；还有少量的二氧化碳、稀有气体（氦气、氖气、氩气、氪气、氙气、氡气）和水蒸气。大气层的空气密度随高度而减小，越高空气越稀薄。,3,什么是大气圈的层状结构？,大气圈的层状结构：气象要素的垂直分布情况， 如气温、气压、大气密度和大气成分的垂直分布等。,地球大气层的形成： 1.地球形成阶段的大气变化 2.大气圈由还原性气氛变为氧化性气氛 3.大气圈今日面貌的形成,4,二、按温度的垂直分布（五层）,（一）对流层 地面到约1

2、0km高度的大气区域，集中了约75%的大气质量和90%以 上的水汽质量，属于大气中最活跃的一层，发生主要的天气现象（风、霜、 雨、雪、雹、雾等）以及污染物的活动。,（1）地面到约10m（乃至100m）为近地层，大气与地球表面产生较大摩擦力。,（2）地面到约300400m(乃至10002000m)为边界层，大气有较大内摩擦力。,(3)地面到约1km10km(对流层顶)为自由大气层，该范围内的大气可视为热力学中的理想气体。,对流层,5,对流层大气的组成和性质,（一）干空气的气体混合物 多量成分,N2 O2 Ar CO2,少量成分,Ne He Kr Xe CH4 CO H2 N2O O3,微量成分,

3、H2S SO2 NH3 NO2,永 久 性 气 体,半永 久 性 气 体,可 变 成 分,不 可 变 成 分,占干空气的99%,6,对流层大气的组成和性质,（二）大气中的水物质和降水 水物质主要以液态（水滴）、气态（水汽）、 固态（冰晶）存在。 降水主要是雨和雪。 （三）大气气溶胶 含有大量固体或液态的悬浮粒子，与承载他们空气介质（气体组分）组成。 （四）活性氧自由基 对流层中包括氢氧自由基HO,烷氧自由基RO过氧自由基HO2、RO2、过氧阴离子自由基O2-等。,7,（一）温度的变化 温度随高度的增加而降低：这是因为该层不能直接吸收太阳的短波辐射，但能吸收地面反射的长波辐射而从下垫面加热大气。

4、因而靠近地面的空气受热多，远离地面的空气受热少。每升高1km，气温约下降6.5度。 （二）空气对流 因为岩石圈与水圈的表面被太阳晒热，而热辐射将下层空气烤热，冷热空气发生垂直对流，又由于地面有海陆之分、昼夜之别以及纬度高低之差，因而不同地区温度也有差别，这就形成了空气的水平运动。,对流层的特点,8,垂直运动将热量和水汽等向上输送，空气冷却，水汽饱和凝结成云，产生各种天气现象。云和降水的形成加剧了气溶胶粒子以及许多气体成分的清除，从而缩短了这些成分在大气中的寿命。 对流层中水平运动随高度上升而升高。 （三）厚度的变化 对流层的厚度因纬度而不同，在低纬度地区大约16至18公里，在中纬度的地区高10

5、至12公里，在高纬度地区只有8至9公里。在高纬度的地区，因为地表的摩擦力会影响气流，形成了一个平均厚2公里的行星边界层。这一层的形成主要依靠地形而有所不同，而且亦会被逆流层的分隔而与对流层的其他部份分开。并且夏季高于冬季.,9,（四）温度、湿度等各要素水平分布不均匀 大气与地表接触，水蒸气、尘埃、微生物以及人类活动产生的有毒物质进入空气层，故该层中除气流做垂直和水平运动外，化学过程十分活跃，并伴随气团变冷或变热，水汽形成雨、雪、雹、霜、露、云、雾等一系列天气现象。,10,（二）平流层 对流层顶到大约50km左右的大气。,平流层,（1）3035km以下，温度随高度变化不大、称为同温层。 （2）3

6、035km以上，温度随高度升高而升高。,平流层的特点,（一）空气运动以平流运动为主 地表热辐射影响小，O2和O3对太阳辐射的吸收加热，抑制了大气的垂直运动，只有水平运动。,11,（二）气溶胶粒子和其他微量气体的湿清除机制起不了多大作用，寿命较对流层中长。主要是垂直方向的分子扩散较对流层慢，水汽含量少。 （三）空气稀薄，水汽、尘埃含量少，很少出现天气现象。 （四）在距地面约1040km处有约20km的臭氧层，滤除太阳辐射中的短波紫外光，保护地球生物。,12,（三）中间层 平流层顶到大约80km的一层大气。,中间层的特点,（一）温度随高度的升高而升高，大气发生垂直对 流运动。 （二）约80km处的

7、气温是大气层最冷一层，也是 中间层顶。 （三）可出现夜光云。,13,（四）热层（电离层）,从80km到约500km。,热层的特点,（一）温度随高度的升高而升高，昼夜变化大。 （二）空气分子几乎都被太阳辐射离解为原子、离子和自由电子。 （三）太阳辐射强度的变化，热层中各成分光离解过程表现出不同的特征，化学组成随高度的变化较大，强烈的太阳活动引起该层变化可对无线短波通信带来麻烦。 （四）大气十分稀薄，密度很低。,14,（五）外层（逃逸层）,800km以上的一层大气。,外层的特点,（一）空气极为稀薄，密度几乎与大气密度相同。 （二）受地心引力小，空气及微粒可以飞出地球重力 场而进入太空。 （三）温度随高度的升高而略有升高。,15,6080km是均质层向非均质层过渡的过渡层,按大气电离状态的垂直分