大气环境概述

气象学,有关气象、天气、气候的知识,一、大气环境概述二、辐射三、热量收支与温度变化四、大气中的水分五、气压和风六、大气环流七、天气学基础八、气候学基础,主要内容,气象、天气、气候气象学、天气学、气候学气象与日常生活衣、食、住、行,气象：大气现象气象学：关于大气中发生的物理现象和过程的科学，大气物理学,天气：特定时间、地区气象要素综合状况天气学：关于天气变化规律的科学,气候：天气的综合状况气候学：关于气候形成、分类、变迁的科学,第一章大气环境概述,地球大气层的重要性大气的成分、作用、比例大气层结构、特点其它星球的大气,生命是宇宙中的奇迹没有地球大气，就没有生命地球大气的独特性表现在：其组成成份恰如其分的比例,第一节大气的组成,干洁大气（即干空气）水汽悬浮在大气中的固液态杂质,一、干洁大气,地球大气由三个部分组成:,干洁大气的定义及其成分变化：,定义：,除去水汽及其他悬浮在大气中的固、液体质粒以外的整个混合气体。,氮气（N2，），78%：,没有蛋白质，就没有生命,很稳定自然条件下,氮气只能通过闪电雷暴作成形成,通过降水过程被植物和土壤吸收利用。,氧气（O2），21%：,作用：,是人类和动植物维持生命活动的极为重要的气体；积极参与大气中的许多化学过程；对有机物质的燃烧、腐败和分解起着重要的作用。,臭氧（O3）：,5560km，含量极少。2025km，达最大值，形成臭氧层；1215km以上，含量增加特别显著；从10km向上，逐渐增加；近地面，含量很少；形成：O2+OO3高层：紫外线大强，氧分子全分解了低层：紫外线大弱，无氧原子,作用：,对紫外线有着极其重要的调控作用。生命卫士,对高层大气有明显的增温作用。,二氧化碳（CO2）0.03%：,来源：,生物的呼吸、化石燃料的燃烧、有机物质的燃烧和分解、火山喷发作用等。,作用：,绿色植物进行光合作用不可缺少的原料。,强烈吸收红外辐射，产生“温室效应”。,温室效应模式图,二、水汽,4%,来源：,主要来自江、河、湖、海、潮湿陆面的水分蒸发以及植物表面的蒸腾。,作用：,在天气气候变化中扮演了重要角色。水是生命之源,能强烈吸收红外辐射，产生“温室效应”。影响温度变化,大气中悬浮着的各种固体和液体微粒（包括气溶胶粒子和大气污染物质两大部分）。,三、大气中的杂质,气溶胶粒子：,定义：,分类：液体质粒、固体质粒,固体质粒的来源：,有机质数量较少，大多为植物花粉、微生物和细菌等；,大气中沉降速率极小、尺度在10-4m到100m之间的固态和液态微粒。（PM2.5）,无机质数量较多，主要来源于：尘粒、烟粒、海洋中浪花飞溅的盐粒，流星飞逝后留下的灰烬，火山尘埃等。,作用：,吸收太阳辐射，使空气温度增高，但也削弱了到达地面的太阳辐射；,缓冲地面辐射冷却，部分补偿地面因长波有效辐射而失去的热量；,降低大气透明度，影响大气能见度；,充当水汽凝结核，对云、雾及降水形成有重要意义。,第二节大气层的结构,地面能量上传,吸收紫外线,吸收紫外线电离,不易得到能量,对流层：,厚度变化,空间：随纬度增加，厚度降低。,低纬地区：平均厚度为1718km；中纬地区：平均为1012km；高纬地区：平均为89km；,时间：夏季大于冬季。,特点：,主要天气现象均发生在此层。,温度随高度升高而降低。（平均高度每升高100m，气温下降0.65。）,空气具有强烈的垂直运动和不规则的乱流运动。,气象要素的水平分布不均匀。,分层：,下层、中层、上层、对流层顶。,下层（摩擦层或行星边界层）：0-2km,摩擦作用、对流运动和乱流运动最强烈；,在接近地面约3050m高度以下的气层称为近地气层，常有雾形成。,中层：2-6km,空气运动以对流为主；,有中云和直展云出现，由云滴增大成雨滴的过程多在此层进行，因而是形成降水的重要气层。,上层：6km至对流层顶,对流层顶：对流层与平流层之间1-2km的过渡层,平流层：对流层顶55km,空气运动以水平运动为主，无明显的垂直运动。,水汽和尘埃含量极少，晴朗少云，大气透明度好，气流比较平稳，适宜于飞机航行。,中间层：平流层顶80km,气温随高度增加迅速下降，顶部气温可降至-83以下。,空气有强烈的垂直运动，故又称之为“高空对流层”。,热成层(热层、暖层、电离层)：80800km,气温随高度增加迅速上升。,空气质点在太阳紫外辐射和宇宙高能粒子作用下，产生电离现象。,散逸层：,这一层中的大气物质具有向星际空间散逸的特性，是大气圈与星际空间的过渡地带。,二、大气上界,根据大气中极光出现的最大高度，大气上界的高度为1,0001,200km。,另一种是以大气密度接近星际气体密度的高度作为标准，大气上界约在2,0003,000km高度处。,其它星球的大气,水星大气？金星大气95%是CO2、少量水汽、氮气。大气压是地球的90倍，相当于地球海洋900米深处的压力。表面温度为480度。火星大气CO2，很稀薄，气压只有7hpa，因为没有水汽，也就没有云，得到的能量很易散失，表面温度为-60度。月球表面无大气，白天200度，夜间-170度,大气与生物,创造合适的生态环境光、温、湿度等防止紫外线、流星雨等，保护生物O2是代谢过程中必须的外星生物没有独特的大气，就没有生物的存在,思考题：气象、天气、气候的联系？2.气象学、天气学、气候学的联系？天