大气概况(三副)

大气的组成

一、干洁空气（Dry  Air）

1、主要成分：氮气（N₂）、氧气（O₂），二者占空气总容积的99％

2、次要成分：二氧化碳（CO₂）、臭氧（O₃）、氢气、惰性气体，体积比不足1％

3、易变成分：（质量易变）二氧化碳（CO₂）、臭氧（O₃）

4、对气温有影响的成分：

       二氧化碳（CO₂）――吸收和放射长波辐射，产生温室效应

       臭氧（O₃）――――－吸收紫外线

5、干洁空气的分子量：28.966

二、水汽（Vapour）

1、来源：地表的蒸发

2、水平分布：海洋多于陆地，沙漠最少

3、垂直分布：低空多于高空，随高度升高水汽含量迅速减少

4、特点：

1) 在自然条件下，水汽是大气中唯一能发生相态变化的气体，是天气演变的主角。

2) 具有吸收和放射长波辐射的性能，加上在水相变化中伴有凝结潜热的吸收或释放，对气温产生影响。

5、湿空气（Wet Air）：含有水汽的空气

三、杂质

1、杂质：悬浮在大气中的固体或液体颗粒，又称为气溶胶粒子，包括水汽凝结物（水滴、冰晶）、微小盐粒等

2、对大气的影响：使能见度降低；作为水汽凝结的凝结核

3、城市污染监测的主要成分：总悬浮颗粒物，二氧化硫、氮氧化物

 

大气的垂直结构

一、大气的垂直范围和垂直分层

1、空气密度：标准状况下，近地面附近干空气的密度为1293g/m³

2、大气上界：大气与星际空间的分界面，通常以“极光”出现的最大高度1000km作为大气上界的高度

3、垂直分层：

1) 分层依据：气温和水汽的垂直分布、大气的扰动程度和电离现象等

2) 分层：自地面向高空，大气分为对流层、平流层、中间层、热层、散逸层

3) 平流层：空气以水平运动为主，且水汽极少，类似对流层中的云很难生成

4) 热层：又称电离层，对远程无线电通讯具有重要意义

二、对流层（Troposphere）的主要特征

1、对流层的厚度：平均10km；在赤道最厚，向两极减小；夏季厚，冬季薄

云、雨、雾、雪等主要天气现象发生在该层，是气象学研究的重点层次

2、三个主要特点：

1) 气温随高度的升高而降低，每升高100m，气温平均下降0.65℃。

2) 有强烈的对流和乱流运动

3) 气象要素（如温度、湿度等）在水平方向上分布不均匀

3、对流层的垂直分层：

1) 根据——大气运动的不同特征

2) 摩擦层：下界——地面，上界——距地面1km 高度，必须考虑摩擦力对空气运动的影响，空气运动复杂

3) 自由大气：下界距地面1km（摩擦层顶），上界——对流层顶，摩擦作用小，可忽略不计。

在自由大气中，空气运动规律清楚，常用距地面5500m(500hPa)高处的空气运动表征整个对流层大气的运动趋势。

中纬度地区上空盛行西风，风速随高度升高而增大，形成高空急流（风速≥30m/s）。

4、对流层顶：厚度约为1～2km的同温甚至逆温层，对发展旺盛的积雨云顶有阻挡作用，是云顶平衍成砧状。

 

大气状态方程

两个结论：

1) 气温、气压相同时，干空气的密度大于湿空气的密度

2) 气压相同时，干冷空气的密度比暖湿空气大得多