大气圈的组成和结构气象要素的特征

大气圈的组成和结构气象要素的特征第一页，共三十三页，2022年，8月28日2-1大气圈的组成及结构一、大气的组成它的主要成分是氮、氧、氩等。在80-100公里以下的低层大气中，气体成为可分为两部分：一部分是“不可变气体成分”，主要指氮、氧、氩三种气体。这几种气体成分之间维持固定的比例，基本上不随时间、空间而变化。另一部分为“易变气体成分”，以水汽、二氧化碳和臭氧为主，其中变化最大的是水汽。第二页，共三十三页，2022年，8月28日主要大气成分气体按容积（%）按质量百分比分子量氮78.08475.5228.0134氧20.94823.1531.9988氩0.9341.2839.948二氧化碳0.0330.054第三页，共三十三页，2022年，8月28日大气中的主要污染物分

类成

份粉尘微粒硫化物氮化物卤化物碳氧化物氧化剂碳粒、飞灰、碳酸钙、氧化锌、二氧化铅SO2、SO3、H2SO4（雾）、H3S等NO、NO2、NH3等Cl2、HCl、HF等CO、CO2等O、过氧酰基硝酸脂（PAN）等第四页，共三十三页，2022年，8月28日二、大气圈的结构按其成分、温度、密度等物理性质在垂直方向上的变化，世界气象组织把这座“楼”分为五层，自下而上依次是：对流层、平流层、中间层、暖层散逸层。第五页，共三十三页，2022年，8月28日第六页，共三十三页，2022年，8月28日第七页，共三十三页，2022年，8月28日1、对流层对流层是紧贴地面的一层，它受地面的影响最大。因为地面附近的空气受热上升，而位于上面的冷空气下沉，这样就发生了对流运动，所以把这层叫做对流层。第八页，共三十三页，2022年，8月28日它的下界是地面，上界因纬度和季节而不同。据观测，在低纬度地区其上界为17-18公里；在中纬度地区为10-12公里；在高纬度地区仅为8-9公里。夏季的对流层厚度大于冬季。以南京为例，夏季的对流层厚度达17公里，而冬季只有11公里，冬夏厚度之差达6公里之多。第九页，共三十三页，2022年，8月28日对流层的基本特征：1）温度随高度的增加而降低。2）空气对流运动显著3）天气变化复杂多变4）气象要素的水平分布不均匀。第十页，共三十三页，2022年，8月28日2、平流层在对流层的顶部，直到高于海平面50-55公里的这一层，气流运动相当平衡，而且主要以水平运动为主，故称为平流层。第十一页，共三十三页，2022年，8月28日3、中间层平流层之上，到高于海平面85公里高空的一层为中间层。这一层大气中，几乎没有臭氮，这就使来自太阳辐射的大量紫外线白白地穿过了这一层大气而未被吸收，所以，在这层大气里，气温随高度的增加而下降的很快，到顶部气温已下降到-83℃以下.由于下层气温比上层高,有利于空气的垂直对流运动,故又称之为高空对流层或上对流层.第十二页，共三十三页，2022年，8月28日4、暖层从中间层顶部到高出海面800公里的高空，称为暖(热)层，又叫电离层。这一层空气密度很小，在700公里厚的气层中，只含有大气总重量的0.5％。暖层里的气温很高，据人造卫星观测，在300公里高度上，气温高达1000℃以上。所以这一层叫做暖层或者热层。第十三页，共三十三页，2022年，8月28日5、外逸层暖层顶以上的大气统称为散逸层，又叫外层。它是大气的最高层，高度最高可达到3000公里。这一层大气的温度也很高，空气十分稀薄，受地球引力场的约束很弱，一些高速运动着的空气分子可以挣脱地球的引力和其它分子的阻力散逸到宇宙空间中去。第十四页，共三十三页，2022年，8月28日各层温度变化原因这是因为各层的热源有所不同。对流层大气的热量绝大部分直接来自地面，因此离地面愈高的大气，受热愈少，气温愈低，气温垂直递减率为0.6℃/100m；到了平流层，由于其中有臭氧，能大量吸收太阳紫外线，从而使气温随高度增加迅速上升，这一层因为有臭氧的存在而具有重要意义；第十五页，共三十三页，2022年，8月28日中间层因几乎没有臭氧，所以气温开始随高度增加而迅速降低；到了热层，由于该层中的大气物质（主要是氧原子）吸收了所有波长小于0.175微米的太阳紫外线，气温再次升高。第十六页，共三十三页，2022年，8月28日2-2气象要素的特征、变化和分布气压气温湿度第十七页，共三十三页，2022年，8月28日一、气压气压即大气压强。指单位面积承受大气的力。1平方米地表面上的气压，可以看做是1平方米的平面上伸到大气上界的空气柱的实际重量。单位为Pa,1Pa=1N/m2,海平面上标准大气压为101325Pa=1013.25hPa第十八页，共三十三页，2022年，8月28日1、气压的空间分布某地的气压值，等于该地单位面积上大气柱的重量。高度愈高，压在其上的空气柱愈短，气压也就愈低。因此，气压总是随着高度的增加而降低的。第十九页，共三十三页，2022年，8月28日

第二十页，共三十三页，2022年，8月28日等高线与等压面的关系高线和等压面图空间气压场的情况一般用等压面图表示。在空间的每一点都有一个气压值，如果把所有气压相同的点连接起来，就形成一个等压面。由于同一高度上各地的气压不等，气压在空间的分布，就象山丘一样起伏不平。第二十一页，共三十三页，2022年，8月28日在同一高度上，气压比四周高的地方，等压面上凸，而且气愈高的地方等压面上凸的愈厉害；气压比周围低的地方，等压面上凹，而且气压愈低，等压面下凹的愈厉害。因此，等压面的起伏形势和该面附近等高面上气压的分布形势相对应第二十二页，共三十三页，2022年，8月28日

第二十三页，共三十三页，2022年，8月28日如图可见：1）低气压2）高气压3、低压槽和高压脊4、鞍形气压场第二十四页，共三十三页，2022年，8月28日2、气压随时间的变化任何地方的气压都在随着时间的不同而改变。气压的这种变化既包含气压的周期性变化，也包含气压的非周期性变化。气压在一年之内的季节变化情况也属于周期性的变化。这种气压的年变化以中纬度地区最为明显。第二十五页，共三十三页，2022年，8月28日第二十六页，共三十三页，2022年，8月28日

第二十七页，共三十三页，2022年，8月28日(1)赤道低气压带：在赤道及其两侧，是太阳高度角最大的地带，这里受太阳光热最多，地面增温也高，接近地面的空气受热膨胀上升，空气减少，气压降低。这样在南北纬5°之间的地区，就形成了一个低气压带一赤道低气压带。

第二十八页，共三十三页，2022年，8月28日(2)副热带高气压带：由赤道低气压带上升的气流，由于气温随高度而降低，空气渐重，在距地面4-8公里处大量聚集，转向南北方向扩散运动，同时还受重力影响，故气流边前进，边下沉，各在南北纬30°附近沉到近地面，使低空空气增多，气压升高，形成了南北两个副热带高气压带，它是因为空气聚积，由动力原因形成的，属暖性高压。第二十九页，共三十三页，2022年，8月28日(3)极地高气压带：在地球南北两极及其附近是纬度最高的地区，这里的太阳高度角最小，接受的太阳光热也最少，终年低温，空气冷重下沉，地面空气多，气压较高，形成南北两个极地高气压带，它是由热力原因形成的冷高压。第三十页，共三十三页，2022年，8月28日(4)副极地低气压带：这个气压带在南北纬60°附近，由于这个地带处于副热带高气压带和极地高气压带之间，是一个相对的低压带。第三十一页，共三十三页，2022年，8月28日小结2-1大气圈的组成及结构（42分钟）一、大气的组成二、大气圈的结构1、对流