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1、农业气象学之地球大气第1页，共55页，编辑于2022年，星期五大大气气的的组组成成水汽水汽 杂质杂质干洁大气干洁大气 氧气氧气氮气氮气臭氧臭氧二氧化碳二氧化碳 稀有气体稀有气体 氩气氩气氮氮78%氧氧氧氧21%21%氩和其他气体氩和其他气体氩和其他气体氩和其他气体COCO2 2、OO3 3第2页，共55页，编辑于2022年，星期五 一、一、干空气的成分干空气的成分 (25Km高度以下高度以下)含量含量()临界温度临界温度临界压力临界压力沸点温度沸点温度()(当大气压力为当大气压力为气体种类气体种类按容积按容积按质量按质量分子量分子量()(大气压大气压)1013.3hPa)氮氮(N2)78.09
2、75.5228.016 147.233.5195.0氧氧()2)20.9523.1532.000118.949.7183.1氩氩(Ar)0.931.2839.944122.048.0185.6二氧化碳二氧化碳(CO2)0.030.0544.01031.073.078.2臭氧臭氧(O3)1.010-648.0005.092.3111.1干洁空气干洁空气10010028.966140.737.2193.0 从从上上表表看看出出，各各种种气气体体的的沸沸点点都都很很低低，在在地地球球上上可可能能出出现现的的温温度度范范围围内内，除除CO2、O3外外，其其它它气气体体永永无无液液化化的的可可能能，所以
3、所以干洁大气是永久气体。干洁大气是永久气体。85km以下成分不变。以下成分不变。第3页，共55页，编辑于2022年，星期五大气各种成分和世界万物的关系大气各种成分和世界万物的关系微生物微生物微生物微生物动物动物动物动物植物植物植物植物人人人人成分成分成分成分第4页，共55页，编辑于2022年，星期五成云致雨的必要条件成云致雨的必要条件主要主要成分成分次要次要成分成分水水 汽汽固体杂质固体杂质生物体的基本成分，合成氮肥的原料生物体的基本成分，合成氮肥的原料维持生物活动的必要物质维持生物活动的必要物质植物光合作用的原料；对地面保温植物光合作用的原料；对地面保温吸吸收收紫紫外外线线，使使地地球球上上
4、的的生生物物免免遭遭过过量紫外线的伤害量紫外线的伤害成云致雨的必要条件；对地面保温成云致雨的必要条件；对地面保温大气组成大气组成主主 要要 作作 用用干干洁洁空空气气O3N2O2CO2大气各成分的作用低层干洁大气中以低层干洁大气中以N2，O2，CO2，O3最为重要最为重要第5页，共55页，编辑于2022年，星期五 1、臭氧、臭氧(O3)时空变化：时空变化：时间变化时间变化时间变化时间变化：最大值出现在春季，最小值出现在夏季：最大值出现在春季，最小值出现在夏季：最大值出现在春季，最小值出现在夏季：最大值出现在春季，最小值出现在夏季 空间变化空间变化空间变化空间变化：水平：由赤道向两极增加水平：由
5、赤道向两极增加水平：由赤道向两极增加水平：由赤道向两极增加垂直：垂直：垂直：垂直：55 5560km60km，含量极少，含量极少，含量极少，含量极少 20 2030km30km，达最大值，形成臭氧层，达最大值，形成臭氧层，达最大值，形成臭氧层，达最大值，形成臭氧层 12 1215km15km以上，含量增加特别显著以上，含量增加特别显著以上，含量增加特别显著以上，含量增加特别显著 从从从从10km10km向上，逐渐增加向上，逐渐增加向上，逐渐增加向上，逐渐增加 近地面，含量很少近地面，含量很少近地面，含量很少近地面，含量很少臭氧层的作用：臭氧层的作用：一一是是对对紫紫外外线线有有着着极极其其重重
6、要要的的调调控控制制作作用用；二二是是对对高高层层大大气气有有明明显显的的增增温温作作用用；此此外外还还有有杀杀菌菌作作用用，但但多会造成多会造成伤害伤害第6页，共55页，编辑于2022年，星期五 臭臭氧氧层层是是指指大大气气层层的的平平流流层层中中臭臭氧氧浓浓度度相相对对较较高高的的部部分分，主主要要作作用用是是吸吸收收短短波波紫紫外外线线。臭臭氧氧层层密密度度不不是是很很高高，如如果果它它被被压压缩缩到到对流层的密度，它会只有几毫米厚了对流层的密度，它会只有几毫米厚了 第7页，共55页，编辑于2022年，星期五 太太阳阳辐辐射射中中波波长长短短于于0.29m(1m10cm)的的紫紫外外线线
7、被被臭臭氧氧吸吸收收，保保护护地地面面的的生生物物免免受受过过多多紫紫外外线线的的伤伤害害；透透射射到到地地面面上上少少量量的的紫紫外外线线，具具有有杀杀菌菌作作用用。同同时时由由于于大大量量吸吸引引太太阳阳紫紫外外线线，使使得得2025Km气气层层以以及及上上层层的的温温度度大大为为增加增加 1、臭氧、臭氧(O3)第8页，共55页，编辑于2022年，星期五1、臭氧、臭氧(O3)这这幅幅地地图图显显示示的的是是臭臭氧氧洞洞。1986年年，南南极极的的臭臭氧氧量量仅仅是是30年年前前的的一一半半19881988年年年年，曾曾曾曾发发发发现现现现北北北北半半半半球球球球上上上上空空空空臭臭臭臭氧氧
8、氧氧层层层层已已已已比比比比2020年年年年前前前前要要要要薄薄薄薄百百百百分分分分之之之之三三三三。这这这这种种种种变变变变化化化化足足足足以使皮肤癌的病例增加以使皮肤癌的病例增加以使皮肤癌的病例增加以使皮肤癌的病例增加第9页，共55页，编辑于2022年，星期五皮肤癌皮肤癌晒伤的危险系数晒伤的危险系数下降下降40%每周一勺左右每周一勺左右的柠檬汁其发的柠檬汁其发病率下降病率下降30%第10页，共55页，编辑于2022年，星期五南极臭氧含量的变化南极臭氧含量的变化第11页，共55页，编辑于2022年，星期五2、二氧化碳、二氧化碳(CO2)来来源源：生生物物的的呼呼吸吸、化化石石燃燃料料的的燃燃
9、烧烧、有有机机物物质质的的燃燃烧烧和和分解、火山喷发作用等分解、火山喷发作用等时空变化：时空变化：时间变化：时间变化：a)白白天天、晴晴天天、夏夏季季时时的的二二氧氧化化碳碳浓浓度度小小于于黑黑夜夜、阴天、冬季阴天、冬季 b)工业革命前小于工业革命后工业革命前小于工业革命后空间变化：空间变化：水平：城市大于农村；水平：城市大于农村；垂直：垂直：020km，含量最高；，含量最高；20km以以 上，含量显著减少上，含量显著减少第12页，共55页，编辑于2022年，星期五 大大气气中中CO2含含量量很很少少，其其平平均均含含量量约约占占大大气气容容积积的的0.036 作作用用：CO2是是绿绿色色植植
10、物物进进行行光光合合作作用用不不可可缺缺少少的的原原料料；使使地地面面保保持持较较高高的的温温度度，产产生生“温温室室效效应应”。目目前前成成为为世界各国政府可科学家的关注世界各国政府可科学家的关注 1750年年前前维维持持在在280ul/L，目目前前达达到到360ul/L。平平均均每每年年上上升升0.042、二氧化碳、二氧化碳(CO2)第13页，共55页，编辑于2022年，星期五Greenhouse effects温室气体主要包括：温室气体主要包括：二氧化碳二氧化碳(CO2)、甲烷、甲烷(CH4)、氟氯碳、氟氯碳化物、化物、(CFCs)、氧化亚氮、氧化亚氮(N2O)、六氟化碳、六氟化碳(SF
11、6)、全氟碳化、全氟碳化物物(PFCs)、氢氟碳化物、氢氟碳化物(HFCs)等。等。温温室室效效应应:大大气气中中对对长长波波辐辐射射具具有有屏屏蔽蔽作作用用的的温温室室气气体体浓浓度度增增加加使使较较多多的的辐辐射射能能被被截截留留在在地地球球表表层层而而导导致致温温度度上上升升。第14页，共55页，编辑于2022年，星期五Incoming sunlight warms the surface of the Earth and is radiated back Incoming sunlight warms the surface of the Earth and is radiated b
12、ack to atmosphere.Greenhouse gases absorb some of this heat,trapping it to atmosphere.Greenhouse gases absorb some of this heat,trapping it in the atmosphere.in the atmosphere.GREENHOUSE EFFECT第15页，共55页，编辑于2022年，星期五Carbon accumulation CO2 has increased from its pre-industrial level 第16页，共55页，编辑于2022
13、年，星期五The carbon dioxide The carbon dioxide concentration of the concentration of the atmosphere has shown atmosphere has shown a steady increase since a steady increase since the Industrial the Industrial Revolution.Revolution.Average global Average global temperatures have also temperatures have al
14、so shown a gradual increase shown a gradual increase during the past century,during the past century,paralleling the increasing paralleling the increasing atmospheric carbon atmospheric carbon dioxide.dioxide.CO2 CONCENTRATION AND GLOBAL WARMING第17页，共55页，编辑于2022年，星期五珠峰冰川对比图片。上图为珠峰冰川对比图片。上图为珠峰冰川对比图片。
15、上图为珠峰冰川对比图片。上图为19681968年中科院珠峰考察时拍摄的中绒布冰川；下年中科院珠峰考察时拍摄的中绒布冰川；下年中科院珠峰考察时拍摄的中绒布冰川；下年中科院珠峰考察时拍摄的中绒布冰川；下图为绿色和平图为绿色和平图为绿色和平图为绿色和平20072007年拍摄的中绒布冰川。年拍摄的中绒布冰川。年拍摄的中绒布冰川。年拍摄的中绒布冰川。第18页，共55页，编辑于2022年，星期五挪威冰川对比图片挪威冰川对比图片挪威冰川对比图片挪威冰川对比图片第19页，共55页，编辑于2022年，星期五南极洲浮冰南极洲浮冰南极洲浮冰南极洲浮冰第20页，共55页，编辑于2022年，星期五哈龙冰川冰舌末端位置对
16、比图片。上图由哈龙冰川冰舌末端位置对比图片。上图由哈龙冰川冰舌末端位置对比图片。上图由哈龙冰川冰舌末端位置对比图片。上图由Matthias KuhleMatthias Kuhle博士摄于博士摄于博士摄于博士摄于19811981年年年年6 6月；下图由绿色和月；下图由绿色和月；下图由绿色和月；下图由绿色和平平平平John NovisJohn Novis摄于摄于摄于摄于20052005年年年年6 6月。通过两张照片中冰川末端、冰川厚度、表碛覆盖等对比可以看月。通过两张照片中冰川末端、冰川厚度、表碛覆盖等对比可以看月。通过两张照片中冰川末端、冰川厚度、表碛覆盖等对比可以看月。通过两张照片中冰川末端、
17、冰川厚度、表碛覆盖等对比可以看出随着全球变暖，近出随着全球变暖，近出随着全球变暖，近出随着全球变暖，近2525年老哈龙冰川退缩显著。年老哈龙冰川退缩显著。年老哈龙冰川退缩显著。年老哈龙冰川退缩显著。第21页，共55页，编辑于2022年，星期五黄河源冰湖溃决对比图片。上图由绿色和平黄河源冰湖溃决对比图片。上图由绿色和平黄河源冰湖溃决对比图片。上图由绿色和平黄河源冰湖溃决对比图片。上图由绿色和平John NovisJohn Novis摄于摄于摄于摄于20052005年年年年6 6月；下图月；下图月；下图月；下图由绿色和平杜江摄于由绿色和平杜江摄于由绿色和平杜江摄于由绿色和平杜江摄于20052005
18、年年年年9 9月。月。月。月。第22页，共55页，编辑于2022年，星期五全球变暖解冻的冻土层使地基变形全球变暖解冻的冻土层使地基变形全球变暖解冻的冻土层使地基变形全球变暖解冻的冻土层使地基变形第23页，共55页，编辑于2022年，星期五几乎干竭的巴西库鲁阿伊湖几乎干竭的巴西库鲁阿伊湖几乎干竭的巴西库鲁阿伊湖几乎干竭的巴西库鲁阿伊湖第24页，共55页，编辑于2022年，星期五 (1)大大气气中中的的氮氮，植植物物不不能能直直接接吸吸收收，但但豆豆科科植植物物的的根根瘤瘤菌菌具具有有固固氮氮作作用用，能能够够固固定定和和利利用用大大气气中中的的氮氮，另另外外大大气中气中氮的氧化物氮的氧化物也可随
19、降水进入土壤，供给植物的需要也可随降水进入土壤，供给植物的需要 (2)氧氧不不但但为为动动物物和和植植物物呼呼吸吸所所必必需需，并并且且还还决决定定着着有有机物质的燃烧、腐败和分解机物质的燃烧、腐败和分解 3、氮和氧、氮和氧 第25页，共55页，编辑于2022年，星期五二、水汽二、水汽 来源：来源：主要来自江、河、湖、海、潮湿陆面的水分蒸发主要来自江、河、湖、海、潮湿陆面的水分蒸发以及植物表面的蒸腾以及植物表面的蒸腾含含 量量 随随时时 间间 和和空空 间间 以以及及 气气 象象条条 件件 的的变变 化化 而而变化变化第26页，共55页，编辑于2022年，星期五 1.主要集中在主要集中在23K
20、m以下的大气层中以下的大气层中 2.大大气气中中水水汽汽的的含含量量还还随随地地区区、季季节节的的不不同同而而变变化化；一一般般来来讲讲，低低纬纬度度地地区区大大气气中中水水汽汽含含量量比比高高纬纬度度区区多多；夏夏季季多多于于冬冬季季。如如：热热带带雨雨林林地地区区，近近地地面面空空气气中中水水汽汽占占体体积积百百分分比比可可达达4%，干干旱旱沙沙漠漠不到不到0.01%。二、水汽二、水汽第27页，共55页，编辑于2022年，星期五3.在大气温度变化的范围内，水汽是唯一能在大气温度变化的范围内，水汽是唯一能进行进行气、液气、液、固态、固态三相变化的大气成分三相变化的大气成分4.水汽有两个特点：
21、其一是水汽在相变过程水汽有两个特点：其一是水汽在相变过程中都要中都要吸收和放出吸收和放出潜热；其二水汽能强烈潜热；其二水汽能强烈吸收和放射吸收和放射长波辐射长波辐射。所以，水汽不仅影。所以，水汽不仅影响大气中的湿度状况，同时也影响地面和响大气中的湿度状况，同时也影响地面和空气温度变化空气温度变化二、水汽二、水汽第28页，共55页，编辑于2022年，星期五 大大气气中中悬悬浮浮的的各各种种固固态态和和液液态态微微粒粒，统统称称杂杂质质。它它们们主主要要集集中中在在3Km以以下下的的低低层层大大气气中中(包包括括气气溶溶胶胶粒粒子子和和大大气气污污染染物质物质两大部分两大部分)1.气气溶溶胶胶粒粒
22、子子：指指大大气气中中沉沉降降速速率率极极小小、尺尺度度在在10-4m到到100m之之间间的固态和液态微粒。是低层大气中的重要组成部分的固态和液态微粒。是低层大气中的重要组成部分 液体质粒：使水汽凝结成为水滴或水晶，对成云致雨有重要作用液体质粒：使水汽凝结成为水滴或水晶，对成云致雨有重要作用 固体质粒：有机质：植物花粉、微生物和细菌固体质粒：有机质：植物花粉、微生物和细菌 无机质：烟粒、灰尘、尘埃等无机质：烟粒、灰尘、尘埃等三、大气中的杂质三、大气中的杂质第29页，共55页，编辑于2022年，星期五气溶胶粒子对大气中物理过程和现象的作用气溶胶粒子对大气中物理过程和现象的作用(1)吸收太阳辐射，
23、使空气温度增高，但削弱了到达地面吸收太阳辐射，使空气温度增高，但削弱了到达地面的太阳辐射的太阳辐射阳伞效应阳伞效应(2)阻挡地面辐射，减缓地面的辐射冷却阻挡地面辐射，减缓地面的辐射冷却(3)降低大气的透明度，影响能见度降低大气的透明度，影响能见度(4)充当水汽的凝结核，对成云致雨有重要意义充当水汽的凝结核，对成云致雨有重要意义第30页，共55页，编辑于2022年，星期五火山喷发产生的气溶胶火山喷发产生的气溶胶 吸收和反射太阳辐射吸收和反射太阳辐射 提高平流层温度提高平流层温度 降低对流层及地面温度降低对流层及地面温度阳伞效应阳伞效应第31页，共55页，编辑于2022年，星期五大气中的污染物质大
24、气中的污染物质定定义义：由由于于人人类类活活动动或或自自然然过过程程，使使局局部部、甚甚至至全全球球范范围围的的大气成分发生对生物界有害的变化大气成分发生对生物界有害的变化来源来源自然过程形成：火山爆发、风吹扬沙和沙尘暴、雷击森林失火等自然过程形成：火山爆发、风吹扬沙和沙尘暴、雷击森林失火等人人为为过过程程造造成成：工工业业和和交交通通上上煤煤炭炭、石石油油、天天然然气气的的使使用用，农农业业上化肥、农药的喷施，生活上制冷采暖的排放与泄漏等上化肥、农药的喷施，生活上制冷采暖的排放与泄漏等第32页，共55页，编辑于2022年，星期五大气中的污染物质大气中的污染物质分布：分布：空间：空间：垂直：垂
25、直：主要集中在主要集中在3km以下的低层大气中以下的低层大气中 水平：水平：城市多，农村少；陆地多，海洋少城市多，农村少；陆地多，海洋少 时间：冬季多，夏季少；清晨和夜间多，午后少时间：冬季多，夏季少；清晨和夜间多，午后少分类：分类：一次污染物一次污染物：直接从污染源排出来的物质：直接从污染源排出来的物质 二二次次污污染染物物：进进入入大大气气的的一一次次污污染染物物互互相相作作用用或或与与大大气气正正常常组组分分发发生生化化学学反反应应，以以及及在在太太阳阳辐辐射射线线的的参参与与下下引引起起光化学反应而产生的新的污染物光化学反应而产生的新的污染物第33页，共55页，编辑于2022年，星期五
26、第34页，共55页，编辑于2022年，星期五一、一、大气上界大气上界 大气上界的界定大气上界的界定:1、极极光光出出现现的的最最大大高高度度是是10001200Km来来估估计计大大气气上上界，因此，将此数字定为大气的物理上界界，因此，将此数字定为大气的物理上界 2、大大气气密密度度接接近近于于星星际际气气体体密密度度的的高高度度来来估估计计大大气气上界。大气上界为上界。大气上界为20003000Km大气结构和垂直分层 大大气气圈圈以以地地球球的的水水陆陆表表面面为为其其下下界界，称称为为大大气气层层的的下下垫垫面面。是是影影响响气气候候的的重重要要因因素素之之一一，包包括括地地形形、地地质质、
27、土土壤壤和和植植被被等等。在在相相同同气气象象条条件件下下不不同同下下垫垫面面表表面面温温度度有有很很大大差差异异，下下垫垫面面的的绿绿化化能能够够有有效效改改善了局部微气候善了局部微气候第35页，共55页，编辑于2022年，星期五大气结构和垂直分层大气结构和垂直分层对流层对流层对流层对流层平流层平流层平流层平流层中间层中间层中间层中间层热成层热成层热成层热成层散逸层散逸层散逸层散逸层电离层电离层电离层电离层第36页，共55页，编辑于2022年，星期五1.对流层对流层 厚厚度度变变化化：空空间间：低低纬纬地地区区平平均均为为1718Km，在在中中纬纬地地区区平平均均1012Km，在在高高纬纬地
28、地区区平平均均为为89Km。时时间间：一一般夏季对流层厚度比冬季厚般夏季对流层厚度比冬季厚 2Km以以下下大大气气层层称称为为摩摩擦擦层层；2m以以下下大大气气层层称称为为贴贴地地层层；从地面到从地面到50100m高度的气层称为高度的气层称为近地层。近地层。对流层特点：对流层特点：(1)集集中中了了整整个个大大气气3/4的的质质量量和和几几乎乎全全部部的的水水汽汽。大大气气中中的的各各种种天天气气现现象象如如风风、云云、雨雨、雪雪等等都都发发生生在在这这一一层层里，对天气分析和预报具有重要意义里，对天气分析和预报具有重要意义 二、大气的铅直结构二、大气的铅直结构随纬度增加，厚度降低随纬度增加，
29、厚度降低第37页，共55页，编辑于2022年，星期五 (2)气温随着海拔高度的增高而降低气温随着海拔高度的增高而降低 平平均均来来说说，每每上上升升100m，气气温温约约下下降降0.65，称称气气温直减率，也叫气温铅直梯度，通常以温直减率，也叫气温铅直梯度，通常以r表示表示：(3)对对流流层层空空气气具具有有强强烈烈的的垂垂直直运运动动和和不不规规则则的的乱乱流流运运动动。结结果果使使高高层层和和低低层层之之间间的的冷冷暖暖空空气气进进行行了了交交换换，使使近近地地面面的的热热量量、水水汽汽、杂杂质质等等向向上上输输送送。这这对对成成云云致致雨雨有有重重要要作作用用 (4)气象要素水平方向上分
30、布不均匀气象要素水平方向上分布不均匀(温度、湿度温度、湿度)0时时，表表示示气气温温随随高高度度升升高高而而降降低低；=0时时，表表示示气气温温不不随随高高度度变变化化而而变变化化；0时时，表表示示气气温温随随高高度度升升高高而而升升高高（逆逆温温层层）。逆逆温温是是环环境境中中很很重重要要的的大大气气现现象象，许许多多严严重重的的污污染染事事件件都都与与之之有有关关。逆逆温温现现象象出出现现时时，气气层层稳稳定定性性强强。导导致致排排放的气体污染物累积并产生污染事故放的气体污染物累积并产生污染事故 第38页，共55页，编辑于2022年，星期五逆温层与工业大气污染逆温层与工业大气污染光化学烟雾
31、、氮氧化物和臭氧污染光化学烟雾、氮氧化物和臭氧污染酸沉降的后果酸沉降的后果第39页，共55页，编辑于2022年，星期五对流层对流层分层分层下层、中层、上层、对流层顶下层、中层、上层、对流层顶（气流、气温、天气现象）（气流、气温、天气现象）下层下层(摩擦层摩擦层或行星边界层或行星边界层)：02km 摩擦作用、对流运动和乱流运动最强烈摩擦作用、对流运动和乱流运动最强烈气气温温、空空气气湿湿度度等等气气象象要要素素有有明明显显的的日日变变化化、水水汽汽丰丰富富，风速随高度增加而加大风速随高度增加而加大。摩擦层（贴地层摩擦层（贴地层2m和近地层和近地层050100）中层中层：2-6km空气运动以对流为
32、主空气运动以对流为主有有中中云云和和积积雨雨云云出出现现，由由云云滴滴增增大大成成雨雨滴滴的的过过程程多多在在此此层层进进行行，因而是形成因而是形成降水的重要气层降水的重要气层第40页，共55页，编辑于2022年，星期五对流层对流层分层分层下层、中层、上层、对流层顶下层、中层、上层、对流层顶上层：上层：6km至对流层顶至对流层顶受受地地面面影影响响更更小小，气气温温常常在在0以以下下，水水汽汽含含量量少少，各各种种云云均由冰晶或过冷却水滴组成均由冰晶或过冷却水滴组成在在中中、低低纬纬度度地地带带，常常出出现现风风速速等等于于或或大大于于30ms-1的的强强风带，即所谓风带，即所谓高空急流高空急
33、流对流层顶：对流层与平流层之间对流层顶：对流层与平流层之间12km的过渡层的过渡层 气温随高度变化很小，甚至等温或逆温状态气温随高度变化很小，甚至等温或逆温状态由由低低层层上上升升而而至至的的水水汽汽和和尘尘埃埃等等多多聚聚集集在在这这里里，使使能能见见度度恶化恶化第41页，共55页，编辑于2022年，星期五 2.平平流流层层：自自对对流流层层顶顶到到50Km高高度度。在在平平流流层层下下层层，即即3035km以以下下，温温度度随随高高度度降降低低变变化化较较小小，气气温温趋趋于于稳稳定定，所所以以又又称称同同温温层层。在在3035km以以上上，温温度度随随高高度度增增加加升升高高较快。其特点
34、：较快。其特点：第第一一、在在平平流流层层的的下下部部，随随着着高高度度增增加加，气气温温最最初初保保持持不不变变，在在25Km以以上上，气气温温随随高高度度增增加加而而显显著著升升高高；到到50Km高高度度上上接接近近0？第第二二、在在平平流流层层中中空空气气的的垂垂直直运运动动明明显显减减弱弱，主主要要是是水水平平运运动动 第第三三、在在平平流流层层中中，水水汽汽和和尘尘埃埃含含量量极极少少。晴晴朗朗少少云云，大大气气透透明度好，气流比较平稳，适于飞机飞行明度好，气流比较平稳，适于飞机飞行大气结构和垂直分层第42页，共55页，编辑于2022年，星期五 3.中间层中间层 自自自自平平平平流流
35、流流层层层层顶顶顶顶到到到到85Km85Km高高的的气气层层为为中中间间层层。这这一一层层空空气更为稀薄气更为稀薄 气气温温随随高高度度增增高高而而迅迅速速下下降降，其其顶顶部部气气温温可可降降至至83以下。有强烈的对流运动，称为以下。有强烈的对流运动，称为“高空对流层高空对流层”大气结构和垂直分层第43页，共55页，编辑于2022年，星期五大气结构和垂直分层 4.热热成成层层(热热层层、暖暖层层、电电离离层层)：中中间间层层顶顶500km.温温度度随随高高度度的的升升高高迅迅速速增增高高。暖暖层层的的空空气气处处于于游游离离状状态态。这这是是由由于于该该层层空空气气在在强强烈烈的的太太阳阳紫
36、紫外外线线和和宇宇宙宙射射线线(宇宇宙宙高能粒子高能粒子)的作用下呈电离状态，产生电离现象的作用下呈电离状态，产生电离现象 对无线电通讯，卫星、火箭的发射有重要作用对无线电通讯，卫星、火箭的发射有重要作用 5、散逸层、散逸层：500km高度以上到大气上界的大气高度以上到大气上界的大气 层称散逸层。大气物质有向星际空间散逸的特性层称散逸层。大气物质有向星际空间散逸的特性第44页，共55页，编辑于2022年，星期五大气中的光、电、声现象大气中的光、电、声现象一.大气中的光学现象大气中的大气中的散射现象散射现象：1.蔚蓝的天空、霞光、曙暮光等是怎样形成的？蔚蓝的天空、霞光、曙暮光等是怎样形成的？2.
37、阴雨天气时，天空为什么呈现乳白色或灰白色？阴雨天气时，天空为什么呈现乳白色或灰白色？大气中的大气中的折射现象折射现象：3.蒙气差、海市蜃楼、彩虹、晕等现象的形成机理蒙气差、海市蜃楼、彩虹、晕等现象的形成机理大气中的大气中的衍射现象衍射现象：4.大气中华、宝光环是怎么形成的？大气中华、宝光环是怎么形成的？第45页，共55页，编辑于2022年，星期五太太阳阳辐辐射射光光谱谱:太太阳阳辐辐射射能能随随波波长长的的分分布布曲曲线线称称为为太阳辐射光谱。太阳辐射光谱。太太阳阳辐辐射射能能量量分分布布:绝绝大大部部分分集集中中在在 0.154 m之之间间，占太阳辐射总能量的占太阳辐射总能量的9950437
38、最最 大大 放放 射射 能能 波波 长长 入入max=0.475m即即 475nm，相当于青光波长。相当于青光波长。nm作用作用第46页，共55页，编辑于2022年，星期五二、大气中的电学和声学现象二、大气中的电学和声学现象闪电闪电雷声雷声大气中的光、电、声现象大气中的光、电、声现象第47页，共55页，编辑于2022年，星期五第48页，共55页，编辑于2022年，星期五大气成分与农业大气成分与农业氮和氧氮和氧 氮是生物固氮、工业氮肥和雷电固氮的唯一氮是生物固氮、工业氮肥和雷电固氮的唯一来源；来源；02是维持人类和动物生命极为重要的气是维持人类和动物生命极为重要的气体，动植物都需要呼吸，并在氧化
39、作用中获得体，动植物都需要呼吸，并在氧化作用中获得热量来维持生命热量来维持生命 氮、氧的配比变化，对生命活动产生一定的氮、氧的配比变化，对生命活动产生一定的影响。影响。（粮食和蔬菜的贮藏）（粮食和蔬菜的贮藏）第49页，共55页，编辑于2022年，星期五大气成分与农业大气成分与农业CO2植植物物光光和和作作用用随随着着环环境境中中的的CO2浓浓度度增增高高而而增增加加，当当光光合合速速率率与与呼呼吸吸速速率率相相等等时时，外外界界环环境境中中的的CO2浓浓度度即即为为CO2补补偿偿点点。当当CO2浓浓度度继继续续提提高高，光光合合速速率率随随CO2浓浓度度的的增增加加变变慢慢，当当CO2浓浓度度
40、达达到到某某一一范范围围时时，光光合合速速率率达达到到最最大大值值，光光合合速速率率开开始始达达到到最最大大值值时时的的CO2浓浓度度为为CO2饱饱和和点点。第50页，共55页，编辑于2022年，星期五n从从光光合合作作用用对对CO2要要求求的的三三基基点点为为最最低低10ppm，最最适适1000ppm，最最高高3000ppm；目目前前大大气气中中CO2浓浓度度约约为为300ppm，因因此此在在田田间间适适当当增增加加CO2浓度有利于提高光合生产率和水分利用率。浓度有利于提高光合生产率和水分利用率。n提提高高田田间间CO2浓浓度度的的主主要要措措施施有有保保持持植植被被群群体体良好的通风状态、
41、施良好的通风状态、施CO2气肥和有机肥等。气肥和有机肥等。大气成分与农业大气成分与农业第51页，共55页，编辑于2022年，星期五SO2工业污染气体，浓度低时植物通过叶片吸收可以工业污染气体，浓度低时植物通过叶片吸收可以补充植物硫；浓度高时可以毒害植物。补充植物硫；浓度高时可以毒害植物。其产生的酸雨降落到土壤上，可使土壤酸化，其产生的酸雨降落到土壤上，可使土壤酸化，降低土壤肥力，是产量降低。降低土壤肥力，是产量降低。土壤酸度过高易造成种子、幼苗的顶尖和幼根腐土壤酸度过高易造成种子、幼苗的顶尖和幼根腐烂，出现缺苗断垄现象。烂，出现缺苗断垄现象。大气成分与农业大气成分与农业第52页，共55页，编辑
42、于2022年，星期五大气成分与农业大气成分与农业杂质杂质粉尘、烟尘、重金属等杂质漂浮一段时间后，粉尘、烟尘、重金属等杂质漂浮一段时间后，会在重力作用下沉降。会在重力作用下沉降。当气溶胶粒子沉降到叶子表面时，由于气溶胶当气溶胶粒子沉降到叶子表面时，由于气溶胶粒子强烈吸收太阳辐射，易灼伤叶片或造成叶粒子强烈吸收太阳辐射，易灼伤叶片或造成叶片失绿。片失绿。堵塞气孔影响植物的光合作用和水分蒸腾过程，堵塞气孔影响植物的光合作用和水分蒸腾过程，造成减产。造成减产。第53页，共55页，编辑于2022年，星期五白天，下垫面吸收太阳辐射，温度剧烈上升，白天，下垫面吸收太阳辐射，温度剧烈上升，过高的温度对植物生长
43、是不利的；过高的温度对植物生长是不利的；夜间，急剧降温，过低的温度也影响植物生夜间，急剧降温，过低的温度也影响植物生长。长。大气和下垫面之间不断地进行着水分和热量大气和下垫面之间不断地进行着水分和热量的交换，使土壤表层的温度变化幅度稳定的交换，使土壤表层的温度变化幅度稳定在一个比较窄的范围内。在一个比较窄的范围内。下垫面水分的蒸发凝结及地气间的水分潜热下垫面水分的蒸发凝结及地气间的水分潜热交换也缓解了温度的变化。交换也缓解了温度的变化。大气状态与农业大气状态与农业第54页，共55页，编辑于2022年，星期五要求：1.1.熟熟悉悉大大气气的的组组成成情情况况，各各部部分分对对大大气中物理现象和过程有何作用气中物理现象和过程有何作用2.2.掌掌握握大大气气的的铅铅直直结结构构以以及及每每一一层层的的变化特点变化特点第55页，共55页，编辑于2022年，星期五