【正文】 至 50%，至 8km含有 63%，至 36km含有 99%。 二、大氣的結(jié)構(gòu) （一）大氣質(zhì)量 大氣高度雖然不易確定，大氣質(zhì)量卻可以從理論上求得。 氣象學家認為，只要發(fā)生在最大高度上的某種現(xiàn)象與地面氣候有關(guān)，便可定義這個高度為大氣上界。對新建的城市、工業(yè)區(qū)、廠房、煙囪等，在規(guī)劃設(shè)計中必須考慮氣象條件，利用大氣擴散的自行凈化能力，以及進行合理的綠化布局，將大氣污染的危害減少到最低限度。據(jù)分析，有的煤粉塵微粒表面存在致癌性的芳香族化合物。常見的有害氣體有二氧化硫、一氧化碳、氟化氫、氮氧化物、氯化氫等。固體雜質(zhì)是大氣中水汽凝結(jié)的必要條件；能吸收部分太陽輻射，又可阻擋地面長波輻射，對大氣和地表溫度有一定影響；其含量多少，還直接影響到大氣能見度的好壞。水汽含量雖然不多，但它在大氣溫度變化范圍內(nèi)可以發(fā)生汽態(tài)、液態(tài)和固態(tài)三相轉(zhuǎn)化，人們常見的云、霧、雨、雪等天氣現(xiàn)象，都是水汽相變的表現(xiàn)。 水汽主要來源于海洋、江河湖沼和土壤，以及潮濕物體表面的蒸發(fā)和植物的蒸騰。近地面層臭氧含量少，從10 km高度開始增加，到 20～ 30 km高度濃度達到最大值，稱為 “ 臭氧層 ” ，再往上逐漸減少，到 50Km以上就極少了。穿透大氣層到達地表的少量紫外線，對人類和大部分生物則是有益的。閃電不經(jīng)常發(fā)生，所以低層 O3含量極少，而且不穩(wěn)定。在人口稠密的工業(yè)區(qū)，其含量明顯增高，達 ％；在海洋上和人口稀少地區(qū)，含量大為減少。 O2是生物賴以生存和繁殖的必要條件，除了游離態(tài)的外，還以硅酸鹽、氧化物和水等化合態(tài)存在，在高空還有臭氧及原子氧。因此，干潔空氣中的所有成分都呈氣體狀態(tài)。在距地表 85km以下的各種氣體成分中一般可分為兩類。 定常成分 :各部分之間大致保持固定比例，如 N2 O2 Ar Ne Kr Xe He； 可變成分 :這些氣體在大氣中的比例隨時間、地點而變，如 H2O CO2 O3 CO CH4 H2S SO2 一、大 氣 的 成 分 大氣的組成 （一）干潔空氣 大氣中除固體雜質(zhì)和水汽之外的全部混合氣體，稱為干潔空氣。觀測結(jié)果表明， 85km以下大氣運動和分子擴散的結(jié)果使得空氣充分混合，干結(jié)空氣各成分的比例得以維持常定，因此可將 85km以下的干結(jié)空氣當作一種分子量為 ，密度為標準狀態(tài)下 10﹣3 g/cm3的單一氣體處理。 O2在波長小于 的輻射作用下受到分解到大氣中的臭氧層的形成就和氧的分解有關(guān)。而海水中CO2的則明顯超過大氣中 CO2的超過 %是會對生物有害。高空的O3是由太陽紫外線作用形成的，所以含量比低層大氣多，并在 20— 25km的高空達到極大值。 O3層的破壞可能引起一系列的不利于人類的氣候生物效應(yīng)。這是由于不同高度上 O3的形成條件不同造成的。大氣中的水汽含量極不固定，隨時間、地點、條件而不同。此外，水汽還善于吸收和放射長波輻射，顯著影響大氣和地表的溫度。 （三）固體雜質(zhì) 由于自然或人為的原因，導(dǎo)致空氣中有害物質(zhì)的濃度超過一定限度，維持一定的時間，直接或間接地對人類正常生活、動植物正常生長，以及對氣候和各類物品、材料造成危害的現(xiàn)象，稱為大氣污染。此外，還有各種煙和粉塵以及光化學煙霧等。 大氣污染程度不僅與廢氣排放量有關(guān)，而且與氣象狀況有關(guān)。 大氣上界 大氣按其物理性質(zhì)來說是不均勻的，特別是在鉛直方向上變化急劇。因此過去曾把極光出現(xiàn)的最大高度（ 1200km）定位大氣上界。假定大氣是均勻的，則大氣的高度約為 8000m，則單位面積大氣柱的質(zhì)量為：，那么整個地球大氣的總質(zhì)量為 1018kg。離地面36~1000km內(nèi)不足總質(zhì)量的 1% 大 氣 質(zhì) 量 大氣由于地球引力作用而具有的重量，對地面施加壓力。 的海平面時，氣壓為（ hPa），稱為一個標準大氣壓。 E， 1968年 12月 )。 地面氣壓的日變化有單峰、雙峰和三峰等形式。 氣 壓 的 日 變 化 氣壓年變化受緯度、季節(jié)、海陸和海拔等地理因素的影響，有大陸型和海洋型。 氣壓隨高度的變化 0 10 20 30 km 500 1000 氣壓隨高度的分布 氣壓隨高度的增加而降低的快慢程度不同。在相同氣溫下，氣壓值越大的地方，空氣密度越大，氣壓隨高度遞減快，單位氣壓高度差小；反之，單位氣壓高度差大（見表 33） 氣壓隨高度的變化 氣壓場和氣壓系統(tǒng) 氣壓的分布形勢通常是用等壓線與等壓面來表示的。若繪制的是某一高度的等壓線，則得某高空的氣壓水平分布圖。因氣壓隨高度增加而降低，故高值等壓面在下，低值等壓面在上。在同一水平面上，氣壓的分布是不均勻的，有的地方氣壓高，有的地方氣壓低，氣壓場呈現(xiàn)出各種不同的氣壓形勢 。空氣自中心向四周輻散，氣流下沉。在北半球，槽的尖端多指向南方；尖端指向北方的稱倒槽；向東或向西的稱為橫槽。脊線上的氣壓值比兩側(cè)都高。區(qū)內(nèi)氣流不穩(wěn)定，天氣陰沉。在此層內(nèi)，各種氣體分子和原子（主要是氮和氧）依其重量而成層地分布，除此之外，本層還具有獨特的熱性質(zhì)和電離功能，因此，又稱為熱成層和電離層。 熱 成 層 非均質(zhì)層 電離層上界的高度與熱成層基本相同 ， 但下界可達到距地面 55km處 。 當太陽風十分強烈時 ， 電離層也非?；钴S ， 可以使無線電通訊中斷 。盡管隨著高度的增加，空氣的密度迅速減少，但在均質(zhì)層中，各種氣體的混合幾乎是均勻的，具有相對穩(wěn)定的成分。 對流層其下界是地面，上界因緯度和季節(jié)而不同。因為，對流層空氣主要依靠地面長波輻射增熱，愈近地面，空氣受熱愈多，反之愈少。由于空氣有垂直對流與水平運動，水汽和雜質(zhì)含量均多，隨著氣溫變化，可產(chǎn)生一系列物理過程，形成復(fù)雜的天氣現(xiàn)象。這種狀況有利于空氣的垂直對流和水平運動。 ②中層：下界為摩擦層頂，上部界限在 6km左右。這一層的水汽含量極少，氣溫經(jīng)常保持在 0℃ 以下，云都由冰晶或過冷水滴所組成。平流層氣溫基本上不受地面影響，故隨著高度的增加，起初不變或變化極小；至 30公里高度以上時，由于臭氧含量多，吸收了大量的紫外線，因此升溫很快，并大致在50公里高空形成一個暖區(qū)?，F(xiàn)代民用航空飛機可在平流層內(nèi)飛行。 自平流層頂?shù)?80—85km是中間層，主要特點是氣溫隨高度增加而迅速下降，到頂部降至160— 190K。自中間層頂?shù)?800公里高空屬于暖層。電離程度較強的有高度在 100— 120公里的 E層和 00— 400公里的 F層，以及介于中間層和暖層之間的，只在白天出現(xiàn)、高度大致為 80公里的 D層。暖層頂之上，因大氣十分稀薄，離地面遠，受地球引力場約束微弱，一些高速運動的空氣質(zhì)點就能散逸到星際空間，所以本層稱為散逸層。 標準大氣模式假定空氣是干燥的，在 86km以下是均勻混合的，平均摩爾質(zhì)量為：,且處于靜力學平衡和水平成層分布。地球氣候系統(tǒng)內(nèi)部也進行著輻射能量交換。太陽輸送給地球能量的最主要方式是電磁能，它的傳播速度等于光速。據(jù)此，物體溫度越高，其輻射的波長就越短；物體溫度越低，其輻射的波長就越長。太陽作為熱輻射體所在發(fā)射的輻射稱為短波輻射（ short wave radiation）。 （一）太陽輻射 太 陽 常 數(shù) 在日地平均距離上，大氣頂界垂直于太陽光線的單位面積上每分鐘所接受的太陽輻射，稱為太陽常數(shù)（用 S0表示）。事實上，由于太陽光譜照度隨波長的變化曲線而有年際變化，太陽常數(shù)并非保持恒定，地球公轉(zhuǎn)而引起的日地距離的變化可使大氣上界太陽輻射強度出現(xiàn) 177。根據(jù)估算，如果太陽常數(shù)變化 1%（ 177。 4 、地球大氣對太陽輻射的影響 （ 1）大氣對太陽輻射的吸收 大氣中能吸收太陽輻射的物質(zhì)主要有臭氧、氧、水汽、二氧化碳、云、雨滴及氣溶膠粒子等，它對太陽輻射的吸收具有選擇性。水汽是大氣中最主要的吸收體，主要吸收帶在 —，而此波段的太陽輻射能很小，因此水汽吸收的太陽輻射能并不多，約占 415%。塵埃、水滴吸收也甚微。 4 、地球大氣對 太陽輻射的影響 （ 2）大氣對太陽輻射的散射 太陽輻射通過大氣時 ， 遇到大氣中的空氣分子 、 塵埃 、 水滴等質(zhì)點 ， 這些質(zhì)點內(nèi)部的電子在電滋波的作用下 ， 發(fā)生振動 ， 因而向四面八方發(fā)射同樣波長的電滋波 ， 稱為散射 。 大氣對太陽輻射的散射 大氣散射的波長范圍集中于輻射最強的可見光區(qū)，所以散射輻射是太陽輻射減弱的重要原因。晨昏時，太陽光斜射穿過大氣層，低層大氣水滴、灰塵等大質(zhì)點多、紅、橙光散射多，出現(xiàn)“霞光”。所以，陰天時地面得到的太陽輻射能量少。 兩者之和稱總輻射（ S+D）。直接輻射量有日變化、年變化和緯度變化。在氣候干燥地區(qū)，即使緯度較高的地方直接輻射也并不少，而云量較多的地區(qū)，即使緯度較低、直接輻射也不多。 34＇ N）只有165 104kJ/cm2，不及呼市的一半。云對散射輻射的影響，由云狀、云量而定。 一般，一天中，早晚總輻射小，中午大；一年中，總輻射是夏季大，冬季小；緯度越低，總輻射越大；反之，總輻射越小。 我國總輻射年總量最高的地區(qū)在西藏，為 — W/m2，因其海拔高度大。 地面對入射太陽輻射反射的能力 ， 用地面反射率表示 。 鉛直入射時 ， 反射率越為 2~5%；當入射角接近于 0176。 對于波浪起伏的水面 ， 其平均反射率為 10%， 比陸地稍小 。K）其震撼個熱容量為 1015MJ/K。平流層以上主要是 O3和 O2對紫外輻射的吸收，平流層至地面主要是水汽對紅外輻射的吸收。 大氣能量及其保溫效應(yīng)