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文檔簡(jiǎn)介

1、大氣圈的層狀結(jié)構(gòu),2,大氣圈:受地心引力而隨地球旋轉(zhuǎn)的大氣。地球表面 12001400km的氣層為大氣圈的厚度。,什么是大氣圈?,主要有氮?dú)?781);氧氣(209);氬氣(093);還有少量的二氧化碳、稀有氣體(氦氣、氖氣、氬氣、氪氣、氙氣、氡氣)和水蒸氣。大氣層的空氣密度隨高度而減小,越高空氣越稀薄。,3,什么是大氣圈的層狀結(jié)構(gòu)?,大氣圈的層狀結(jié)構(gòu):氣象要素的垂直分布情況, 如氣溫、氣壓、大氣密度和大氣成分的垂直分布等。,地球大氣層的形成: 1.地球形成階段的大氣變化 2.大氣圈由還原性氣氛變?yōu)檠趸詺夥?3.大氣圈今日面貌的形成,4,二、按溫度的垂直分布(五層),(一)對(duì)流層 地面到約1

2、0km高度的大氣區(qū)域,集中了約75%的大氣質(zhì)量和90%以 上的水汽質(zhì)量,屬于大氣中最活躍的一層,發(fā)生主要的天氣現(xiàn)象(風(fēng)、霜、 雨、雪、雹、霧等)以及污染物的活動(dòng)。,(1)地面到約10m(乃至100m)為近地層,大氣與地球表面產(chǎn)生較大摩擦力。,(2)地面到約300400m(乃至10002000m)為邊界層,大氣有較大內(nèi)摩擦力。,(3)地面到約1km10km(對(duì)流層頂)為自由大氣層,該范圍內(nèi)的大氣可視為熱力學(xué)中的理想氣體。,對(duì)流層,5,對(duì)流層大氣的組成和性質(zhì),(一)干空氣的氣體混合物 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 氣 體,半永 久 性 氣 體,可 變 成 分,不 可 變 成 分,占干空氣的99%,6,對(duì)流層大氣的組成和性質(zhì),(二)大氣中的水物質(zhì)和降水 水物質(zhì)主要以液態(tài)(水滴)、氣態(tài)(水汽)、 固態(tài)(冰晶)存在。 降水主要是雨和雪。 (三)大氣氣溶膠 含有大量固體或液態(tài)的懸浮粒子,與承載他們空氣介質(zhì)(氣體組分)組成。 (四)活性氧自由基 對(duì)流層中包括氫氧自由基HO,烷氧自由基RO過(guò)氧自由基HO2、RO2、過(guò)氧陰離子自由基O2-等。,7,(一)溫度的變化 溫度隨高度的增加而降低:這是因?yàn)樵搶硬荒苤苯游仗?yáng)的短波輻射,但能吸收地面反射的長(zhǎng)波輻射而從下墊面加熱大氣。

4、因而靠近地面的空氣受熱多,遠(yuǎn)離地面的空氣受熱少。每升高1km,氣溫約下降6.5度。 (二)空氣對(duì)流 因?yàn)閹r石圈與水圈的表面被太陽(yáng)曬熱,而熱輻射將下層空氣烤熱,冷熱空氣發(fā)生垂直對(duì)流,又由于地面有海陸之分、晝夜之別以及緯度高低之差,因而不同地區(qū)溫度也有差別,這就形成了空氣的水平運(yùn)動(dòng)。,對(duì)流層的特點(diǎn),8,垂直運(yùn)動(dòng)將熱量和水汽等向上輸送,空氣冷卻,水汽飽和凝結(jié)成云,產(chǎn)生各種天氣現(xiàn)象。云和降水的形成加劇了氣溶膠粒子以及許多氣體成分的清除,從而縮短了這些成分在大氣中的壽命。 對(duì)流層中水平運(yùn)動(dòng)隨高度上升而升高。 (三)厚度的變化 對(duì)流層的厚度因緯度而不同,在低緯度地區(qū)大約16至18公里,在中緯度的地區(qū)高10

5、至12公里,在高緯度地區(qū)只有8至9公里。在高緯度的地區(qū),因?yàn)榈乇淼哪Σ亮?huì)影響氣流,形成了一個(gè)平均厚2公里的行星邊界層。這一層的形成主要依靠地形而有所不同,而且亦會(huì)被逆流層的分隔而與對(duì)流層的其他部份分開(kāi)。并且夏季高于冬季.,9,(四)溫度、濕度等各要素水平分布不均勻 大氣與地表接觸,水蒸氣、塵埃、微生物以及人類(lèi)活動(dòng)產(chǎn)生的有毒物質(zhì)進(jìn)入空氣層,故該層中除氣流做垂直和水平運(yùn)動(dòng)外,化學(xué)過(guò)程十分活躍,并伴隨氣團(tuán)變冷或變熱,水汽形成雨、雪、雹、霜、露、云、霧等一系列天氣現(xiàn)象。,10,(二)平流層 對(duì)流層頂?shù)酱蠹s50km左右的大氣。,平流層,(1)3035km以下,溫度隨高度變化不大、稱(chēng)為同溫層。 (2)3

6、035km以上,溫度隨高度升高而升高。,平流層的特點(diǎn),(一)空氣運(yùn)動(dòng)以平流運(yùn)動(dòng)為主 地表熱輻射影響小,O2和O3對(duì)太陽(yáng)輻射的吸收加熱,抑制了大氣的垂直運(yùn)動(dòng),只有水平運(yùn)動(dòng)。,11,(二)氣溶膠粒子和其他微量氣體的濕清除機(jī)制起不了多大作用,壽命較對(duì)流層中長(zhǎng)。主要是垂直方向的分子擴(kuò)散較對(duì)流層慢,水汽含量少。 (三)空氣稀薄,水汽、塵埃含量少,很少出現(xiàn)天氣現(xiàn)象。 (四)在距地面約1040km處有約20km的臭氧層,濾除太陽(yáng)輻射中的短波紫外光,保護(hù)地球生物。,12,(三)中間層 平流層頂?shù)酱蠹s80km的一層大氣。,中間層的特點(diǎn),(一)溫度隨高度的升高而升高,大氣發(fā)生垂直對(duì) 流運(yùn)動(dòng)。 (二)約80km處的

7、氣溫是大氣層最冷一層,也是 中間層頂。 (三)可出現(xiàn)夜光云。,13,(四)熱層(電離層),從80km到約500km。,熱層的特點(diǎn),(一)溫度隨高度的升高而升高,晝夜變化大。 (二)空氣分子幾乎都被太陽(yáng)輻射離解為原子、離子和自由電子。 (三)太陽(yáng)輻射強(qiáng)度的變化,熱層中各成分光離解過(guò)程表現(xiàn)出不同的特征,化學(xué)組成隨高度的變化較大,強(qiáng)烈的太陽(yáng)活動(dòng)引起該層變化可對(duì)無(wú)線(xiàn)短波通信帶來(lái)麻煩。 (四)大氣十分稀薄,密度很低。,14,(五)外層(逃逸層),800km以上的一層大氣。,外層的特點(diǎn),(一)空氣極為稀薄,密度幾乎與大氣密度相同。 (二)受地心引力小,空氣及微??梢燥w出地球重力 場(chǎng)而進(jìn)入太空。 (三)溫度隨高度的升高而略有升高。,15,6080km是均質(zhì)層向非均質(zhì)層過(guò)渡的過(guò)渡層,按大氣電離狀態(tài)的垂直分

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