第二章大氣科學(xué)概論

1、1.大氣的組成，大氣的垂直結(jié)構(gòu)，大氣的物理性質(zhì)，第2章，大氣的基本知識，第2節(jié)，大氣的組成，懸浮在大氣中的固體和液體雜質(zhì)的迫近，1。干燥大氣，地球大氣由三部分組成：干燥大氣的定義及其組成變化：去除大氣中的水蒸氣和其他懸浮雜質(zhì)，3，組成變化：主要成分和含量比0.090km :基本保持不變。在90公里以上的：氮略有減少，氧略有增加，氬和二氧化碳明顯減少，氧分子和氮分子開始解離。各成分簡介：各成分概況：表2-1干燥潔凈大氣成分(高度25公里以下)，4，氮(N2):存在方式：以蛋白質(zhì)的形式存在于生物體中。功能：它是生物體的基本成分，也是合成氮肥的基本原料。氧氣(O2):功能：是人類、動物和植物維持生命

2、活動的極其重要的氣體；積極參與大氣中的許多化學(xué)過程；它在有機(jī)物質(zhì)的燃燒、衰變和分解中起著重要作用。臭氧(O3):時空變化：時間變化：最大值出現(xiàn)在春季，最小值出現(xiàn)在夏季?？臻g變化：從赤道到兩極的水平增加。垂直：5560公里，內(nèi)容很少。2025公里，達(dá)到最大值，形成臭氧層；在1215公里以上，含量顯著增加；從10公里以上，它逐漸增加；在地面附近，含量很??；這張地圖顯示了臭氧洞。1986年，南極洲的臭氧量只有30年前的一半。1988年，人們發(fā)現(xiàn)北半球的臭氧層比20年前薄了3%。這一變化足以增加皮膚癌的病例。它在調(diào)節(jié)和控制紫外線方面起著極其重要的作用。它對高層大氣有明顯的增溫效應(yīng)。二氧化碳(CO2):

3、來源：生物呼吸、化石燃料燃燒、有機(jī)物質(zhì)燃燒和分解、火山爆發(fā)等。時空變化：1)白天、晴天和夏季的二氧化碳濃度低于夜間、陰天和冬季。b)工業(yè)革命前比工業(yè)革命后少。8，空間變化：層次：城市大于農(nóng)村；垂直：020公里，最高含量；20公里以上，含量明顯下降。功能：綠色植物光合作用不可缺少的原料。強(qiáng)烈吸收長波輻射(地面輻射、大氣輻射)，保持地面處于較高溫度，產(chǎn)生“溫室效應(yīng)”。9，溫室效應(yīng)模式圖，溫室效應(yīng)，10，2，水汽水分，來源：主要來自河流，河流，湖泊，海洋，濕地表面水分蒸發(fā)和植物表面蒸騰。時間：夏季比冬季多，空間：一般低緯度比高緯度多，低層比高層多。時空變化、功能在天氣和氣候變化中起著重要作用。它能強(qiáng)

4、烈吸收地面輻射的長波輻射，并將長波輻射釋放到地面和周圍大氣中，對大氣起到“溫室效應(yīng)”。12、懸浮在大氣中的各種固體和液體顆粒(包括氣溶膠顆粒和空氣污染物)。大氣中的雜質(zhì)，氣溶膠粒子：氣溶膠，定義：固體和液體粒子，在大氣中的沉降速率極小，范圍在10-4米和100米之間。分類：液體質(zhì)粒、固體質(zhì)粒、固體質(zhì)粒的來源：有機(jī)物量少，多為植物花粉、微生物和細(xì)菌；13。有許多無機(jī)物，主要來自塵埃粒子、煙粒子、海浪濺落在海洋中的鹽粒子、流星飛走留下的灰燼、火山塵埃等等。功能：吸收太陽輻射以提高空氣溫度，但也減弱到達(dá)地面的太陽輻射；緩沖地面輻射冷卻，部分補(bǔ)償長波有效輻射造成的地面熱損失；降低大氣的透明度并影響大氣

5、的能見度；它們作為水蒸氣的凝結(jié)核，對云、霧和降水的形成具有重要意義。14，大氣中的污染物：污染物，定義：由于人類活動或自然過程，局部甚至全球大氣成分的變化對生物世界有害。分布：南部等級：城市多，農(nóng)村少；陸地越來越多，海洋越來越少；時間：冬季多，夏季少；早晚多，下午少。15日火山爆發(fā)、風(fēng)吹沙和沙塵暴、雷擊森林火災(zāi)等。來源：自然過程的形成，人為過程造成的，工業(yè)和運(yùn)輸中使用煤、油和天然氣，農(nóng)業(yè)中噴灑化肥和農(nóng)藥，生活中制冷和制熱的排放和泄漏等。16，二次污染物：分類：一次污染物：污染源直接排放的物質(zhì)。進(jìn)入大氣層的主要污染物相互作用或與大氣層的正常成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而新的污染物則是在太陽輻射的參與下通過

6、光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的。大氣形狀及其現(xiàn)象(天氣和氣候)由基本要素描述，如氣溫、氣壓、濕度、風(fēng)、云狀況(云的形狀和數(shù)量)、能見度、降水狀況(降水類型和數(shù)量)、輻射、日照和各種天氣現(xiàn)象等。這些因素被稱為氣象因素。溫度、壓力、濕度、風(fēng)等。第2章第19節(jié)中的大氣物理特性，國際標(biāo)準(zhǔn)單位：帕斯卡帕和百克帕帕帕1百帕100帕100納米2標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力(0，45 45毫微秒，在海平面上)P0760mm毫米汞柱1013.25百帕大氣壓力p，單位面積接收的空氣柱重量單位面積。氣壓單位，1。氣壓，20。2.氣溫，氣溫：表示氣溫和寒冷程度的物理量。溫標(biāo)：攝氏溫標(biāo)：溫度t，標(biāo)準(zhǔn)氣壓1013.25百帕?xí)r純水的冰點(diǎn)為零，沸點(diǎn)為10

7、0度。絕對溫標(biāo)：k，絕對溫度T，T=273.16華氏度溫標(biāo)：水的沸點(diǎn)是212，冰點(diǎn)是32，F(xiàn)=9/5 t 32，21，空氣濕度：空氣中的水蒸氣含量或濕度。濕度參數(shù)：表示空氣中水分含量和濕度范圍的物理量。3。濕度，22，水蒸氣壓力(E)，反映空氣中水蒸氣的含量。水蒸氣壓力E定義為空氣中水蒸氣的分壓。單位：hPa) 1 hPa)=100帕斯卡(Pa)，23，飽和蒸汽壓(E)，它反映了空氣的最大水蒸氣保持能力。飽和蒸氣壓取決于溫度(馬格努斯半經(jīng)驗(yàn)公式)，溫度定義為飽和濕空氣中水蒸氣的分壓。影響因素：溫度、溫度、蒸發(fā)表面性質(zhì)、過冷水、冰、蒸發(fā)表面形狀、凸面、平面、凹面、液體鹽度、24、相對濕度、相對濕

8、度、定義：同一溫度下空氣實(shí)際水汽壓和飽和水汽壓的百分比值。反映空氣的濕度，恒定溫度，恒定E:恒定水蒸氣含量er，恒定水蒸氣含量，恒定E:溫度e r，25，露點(diǎn)溫度(Td)露點(diǎn)溫度，定義為：對于含有水蒸氣的濕空氣，在不改變氣壓和水蒸氣含量的情況下，通過降低溫度使空氣達(dá)到飽和時的溫度。反映空氣中水蒸氣含量的量，露點(diǎn)溫度Td，26，飽和赤字(d)飽和赤字，定義：在相同溫度下飽和水蒸氣壓力和實(shí)際水蒸氣壓力之間的差值。d=E-e，反映空氣的濕度。影響因素：恒定溫度，恒定E:恒定水蒸氣含量e d，恒定水蒸氣含量E，恒定E:溫度E d，水蒸氣含量，溫度，27，比濕度(q)，混合比(s)，絕對濕度(a)，比濕

9、度：濕空氣中水蒸氣質(zhì)量與總濕空氣質(zhì)量之比。混合比：濕空氣中水蒸氣的質(zhì)量與濕空氣中干燥空氣的質(zhì)量之比。比濕度和混合比是保守的。絕對濕度(水蒸氣密度):單位體積濕空氣中水蒸氣的質(zhì)量。比濕度，混合比，絕對濕度，28，4。風(fēng)，空氣的水平運(yùn)動被稱為風(fēng)，它是一個物理量，代表氣流運(yùn)動，不僅在大小上，而且在方向上。風(fēng)向：風(fēng)來的方向。地面風(fēng)向由16個方向指示，相鄰方向之間的角度差為22.5度。風(fēng)速：米/秒，千米/小時，29，0級風(fēng)平浪靜，風(fēng)平浪靜，煙往上涌。一級柔風(fēng)，煙指示方向，斜指天空。二級微風(fēng)，讓人感覺，樹葉微微動了一下。三級風(fēng)，樹葉晃動，旗幟飄揚(yáng)六級大風(fēng)，提傘困難，電線嗡嗡作響。7級大風(fēng)，在風(fēng)中行走困難，

10、大樹彎腰。強(qiáng)風(fēng)、樹枝折斷、河流和湖泊中的巨浪。9級大風(fēng)，損壞屋頂，摧毀煙囪。風(fēng)力等級：英國波弗特30級，0級煙柱直沖云霄，1級煙柱隨風(fēng)飄散，2級微風(fēng)拂面，3級樹葉動紅旗展，4級樹枝搖飛紙，5級樹葉小樹搖飛，6級雨傘難以行走，7級風(fēng)不方便在風(fēng)中行走，8級風(fēng)折樹枝，9級屋頂飛瓦，10級樹拉倒房屋，11月和12月陸地罕見。31.古測風(fēng)：中國3000多年前的殷代；東風(fēng)；調(diào)和南風(fēng)；開西風(fēng)；易北風(fēng)；初寒與封建社會；西北風(fēng)；不利北風(fēng)；風(fēng)；東北風(fēng)；調(diào)風(fēng)東風(fēng)；風(fēng)；清明風(fēng)南風(fēng)；京風(fēng)西風(fēng)；涼風(fēng)西南風(fēng)；和合風(fēng)唐朝擴(kuò)大到24個方向；李在周易中列出了24個風(fēng)向的名稱，指出這些風(fēng)向由8個天干、4個卦名和12個地支組成?！白?/p>

11、”指北方，“午”指南方，“毛”指東方，“酉”指西方。32歲的吳彤測風(fēng)儀是東漢時期的測風(fēng)儀器，比歐洲的侯豐雞早1000多年。33，第3節(jié)大氣的垂直結(jié)構(gòu)，1。大氣垂直分層，34，35，對流層：厚度變化，空間：隨著緯度的增加，厚度減小。低緯度地區(qū)：平均厚度為1718公里；中緯度地區(qū)：平均1012公里；高緯度地區(qū)：平均89公里；時間：夏天比冬天大。特征：主要天氣現(xiàn)象都發(fā)生在這一層。溫度隨著高度的增加而降低。(平均高度增加100米，溫度降低0.65。)，空氣有強(qiáng)烈的垂直運(yùn)動和不規(guī)則的湍流運(yùn)動。氣象要素的水平分布是不均勻的。對流層，36，地層：下層，中層，上層，對流層頂。低層(摩擦層或行星邊界層):0-2

12、公里，摩擦、對流和湍流最強(qiáng)；接近地面約3050米高度以下的氣體層稱為近地氣體層，經(jīng)常形成霧。中層：2-6公里，空氣運(yùn)動以對流為主；有中云和直云，從云滴到雨滴的增加過程大多是在這一層進(jìn)行的，所以它是形成降水的一個重要的氣層。37，上層：距對流層頂6公里，受地面影響較小，氣溫常低于0，水汽含量較少，各種云都是由冰晶或過冷水滴組成。飛機(jī)飛行時，這一氣體層經(jīng)常會結(jié)冰。在中低緯度地區(qū)，經(jīng)常有風(fēng)速等于或大于30毫秒-1的強(qiáng)風(fēng)帶，這種風(fēng)帶被稱為高空急流。對流層：對流層和平流層之間1-2公里的過渡層，溫度隨高度變化很小，甚至變得等溫。從低層上升的水蒸氣和灰塵聚集在這里，這降低了能見度。38，同溫層：離對流層頂55公里，溫度隨高度的增加而顯著升高?？諝膺\(yùn)動主要是水平運(yùn)動，沒有明顯的垂直運(yùn)動。水汽和塵埃含量少，晴空部分多云，大氣透明度好，氣流相對穩(wěn)定，適用于飛機(jī)導(dǎo)航。平流層，39，中層：距平流層頂部85公里，溫度隨海拔高度的增加而迅速下降，頂部溫度可降至-83以下?？諝庥泻軓?qiáng)的垂直運(yùn)動，所以它也被稱為“對流層上部”。熱