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1、第一章 大气本讲稿第一页，共十七页第一节 大气的组成v大气的形成及演化v干洁大气的组成v大气中的水汽v大气中的杂质本讲稿第二页，共十七页大气形成及演化组成宇宙中的物质主要为H2、He；地球形成之初地表上没有大气；随着地球逐渐形成，大量的小行星撞击地球，地球温度增加，内部岩石融化，表面形成大量的火山；火山喷发出的物质部分以气态形式出现，主要为二氧化碳、甲烷、氮、硫化氢、氨、水汽等，形成稠密的大气层；随着地球逐渐稳定，地表温度下降，水汽首先凝结降落地表，形成原始海洋，原始大气中在水中溶解度较高的物质随降水而进入原始海洋，存留在大气中主要为溶解度较低的氮；原始海洋中逐渐孕育生命，生物界出现；海水的光
2、解反映以及绿色植物的光合作用释放出大量的氧气并溶解于海水中，当海水中氧气浓度达到饱和后，多余的氧气扩散到大气层中；形成臭氧层，生物走上陆地；形成次生二氧化碳、甲烷等；惰性气体多为放射性物质衰变产物，其它氮氧化合物主要为大气放电的副产物；本讲稿第三页，共十七页干洁大气的组成.所谓干洁大气指的是去除水分及固液态杂质的大气常定成分。由于大气的高度流动性，干洁大气在地球表面各地组成基本相同；在垂直高度上氮和氧的比例也是一致的。.干洁大气主要由氮气和氧气组成，分别占有体积比的78和21，而氩约占1，其它气体所占甚少：二氧化碳0.03，其它微量。.干洁大气的组成及其比例不是一成不变的，并且都在参与地气系统
3、的物质循环。本讲稿第四页，共十七页干洁大气在环境中的作用：o氮气1.生物体的主要组成成分之一，参与生命活动的全过程。大气中的氮元素进入生物体的途径：大气放电过程及生物固氮。2.大气中性质比较稳定的气体，稀释氧浓度，稳定大气的组成及结构，保护生物体的生存。o氧气1.生物体的主要组成成分之一，参与生命活动的全过程。2.氧气主要起氧化作用，通过有机物的氧化释放能量供生命活动所需。一般情况下，氧气浓度足够生物所需，但在水中及土壤中常出现缺氧情况，如赤潮、土壤积水等。本讲稿第五页，共十七页干洁大气在环境中的作用o臭氧1.臭氧的形成：2.臭氧形成的条件：足够的氧气浓度以及紫外线强度。3.臭氧的空间分布：主
4、要形成于地表上2050Km大气层内，并随气流向下集中，在2025Km高度上形成臭氧层；臭氧不稳定，随着温度的增加而分解加速，所以温度高的赤道地区臭氧浓度较低，最高位于副极地地区。4.臭氧在环境中作用：吸收中短波紫外线；杀菌消毒；降低作物产量和品质。5.臭氧空洞：由于人为或自然因素造成某地上空臭氧浓度的异常降低，称臭氧空洞。本讲稿第六页，共十七页干洁大气在环境中的作用o二氧化碳1.二氧化碳的来源：2.二氧化碳的时空分布特征：1）.时间分布特征：呈周期性变化（日变化、年变化）2）.空间分布特征：水平方向上、垂直方向上3.二氧化碳在环境中的作用：1）.温室效应 2）.光合原材料本讲稿第七页，共十七页
5、大气中的水分l水分的来源：地表潮湿物体的蒸发蒸腾，并随气流向周围扩散。l大气中水分的分布：高温潮湿地区含量高，低温干燥地区含量低；地表含量高，高空含量低。l水汽在大气中的作用：1.水汽是大气中常温常压下唯一能发生相态变化的成分；2.水汽是大气中能量传递的重要载体；3.具有强烈的温室效应。本讲稿第八页，共十七页大气中的杂质大气中的杂质包括灰尘、烟粒、盐粒、花粉、孢子、微生物、悬浮的液滴、冰晶等。杂质来源：自然源与人工源。在环境中的作用：1.吸收、阻挡太阳辐射；2.对地面起保温作用；3.参与水汽凝结，为其凝结核；4.对生物生长发育有较大危害；本讲稿第九页，共十七页第二节 大气的污染o污染及污染物污
6、染及污染物 污染：某些物质的增加使得环境中原有的平衡被打破，称造成了环境污染，这些造成污染的物质称污染物。o污染物种类污染物种类 主要污染物种类约有一百多种，可以分为含C类、含N类、含S类、含Cl类、粉尘、各类有机物、重金属颗粒等.o污染物来源污染物来源o大气污染物对环境的影响大气污染物对环境的影响 1.对农业的影响：SO2、HF、NOx、Cl2、HCl等；2.酸雨与酸雾；3.温室效应：CO2、CH4、NOx等本讲稿第十页，共十七页第三节 大气的分层o大气层的厚度：大气层的厚度：物理上界：物理上界：大气中发生的物理现象的最高高度，约1200Km；临界高度：临界高度：相当于星际物质密度的高度，约
7、3000Km；o大气的分层：大气的分层：根据不同高度上温度分布、成分、电荷等物理性质的差异，将大气层自下而上分为对流层对流层、平流层平流层、中间层中间层、暖层暖层、外外层层等五层。本讲稿第十一页，共十七页一 对流层o对流层的厚度随对流强弱而不同，对流强则厚度大。o物理性质1.温度随高度的增加而降低；平均0.65/hm；2.对流强烈；3.温湿度等气象要素水平分布不均匀，常发生大规模的平流现象；4.约拥有3/4的大气质量及几乎全部的水汽。本讲稿第十二页，共十七页二 平流层o范围：对流层顶到约55Km高度空气层。o特点：1.温度随高度的增加而增加；2.臭氧浓度较高，有一臭氧层存在；3.水汽含量极少，偶尔会凝结成云；本讲稿第十三页，共十七页三 中间层o厚度：55Km85Km；o特点：1.温度随高度的增加而降低，到顶部可达 -100；2.顶部在白天出现电离现象，夜晚消失；本讲稿第十四页，共十七页四 电离层o高度：85Km800Kmo特点：1.空气呈高度电离状态；2.温度随高度急剧增加，到300Km处，温度可达1000，再上，温度增加不明显；3.反射无线电波；4.空气非常稀薄；本讲稿第十五页，共十七页五 大气外层（散逸层）o高度：800Km3000Km；o特点：1.温度很高，在1000以上；2.高度电离；3.粒子不停地向宇宙空间逃逸；本讲稿第十六页，共十七页本讲稿第十七页，共十七页