大氣的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)ppt課件-wenkub
2023-05-17 12:25:02 本頁(yè)面
【正文】 Atmosphere Lapse Rate)， 隨高度升高氣溫的降低率。 通常情況下，對(duì)流層中氣溫的垂直分布隨高度增加而降低。 6 NCEPU ? 如圖 1所示，圖中有一條溫度隨高度變化的典型曲線(xiàn)（高度坐標(biāo)用的是對(duì)數(shù)標(biāo)尺，所以上部各區(qū)域?qū)嶋H上比圖的下部各區(qū)域要厚得多），按這條曲線(xiàn)的轉(zhuǎn)折情況，可以將大氣層由下而上地分為五個(gè)層次： ? 對(duì)流層（ troposphere） ? 平流層（ stratosphere） ? 中間層 (mesosphere) ? 熱層 （ 也叫暖層， thermosphere） ? 外逸層 （ exosphere） 即外大氣層。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，即可求出干空氣密度為 。一般 習(xí)慣將供人和動(dòng)植物活動(dòng)的某個(gè)場(chǎng)所的氣體環(huán)境稱(chēng)為空氣，或?qū)?duì)流層和平流層的下層部分合稱(chēng)為空氣層。 ? 而在大氣物理學(xué)、大氣氣象學(xué)、自然地理學(xué)以及環(huán)境科學(xué)的研究中，常常 以區(qū)域或全球性的氣流為研究對(duì)象，則常用大氣一詞 。隨高度增加，逐漸變得稀薄，大氣壓力也逐步下降，最后與行星際氣體沒(méi)有什么區(qū)別。 溫度曲線(xiàn)止于熱層而不再向上伸展，這是因?yàn)楦邔涌諝夥浅Ｏ”?，熱力學(xué)溫度的含義在此已顯得非常不確切的緣故。因?yàn)閷?duì)流層空氣主要依靠地面的長(zhǎng)波輻射增熱。 ? ? 式中： T— 絕對(duì)溫度， K； z— 高度， km 平均每增高 1km，氣溫降低 ℃ ，如果地面平均溫度為 15 ℃ ，對(duì)流層頂高度 10km, 溫度降低 65 ℃ ，則大致在 50 ℃ 。由于空氣的對(duì)流運(yùn)動(dòng)，使高層與低層空氣得到交換，近地面的熱量、水汽和雜質(zhì)通過(guò)對(duì)流向上空輸送，從而 導(dǎo)致一系列天氣現(xiàn)象的形成 。 13 NCEPU ? 從地面到達(dá)約 80km的高度（即中間層頂） 處的這一層又稱(chēng)作為均質(zhì)層，由此向上到外逸層這一段又稱(chēng)作非均質(zhì)層。 14 NCEPU ? 層間大氣的物理性質(zhì)變化 ? 大氣層間的 溫度變化 的情況已如圖 1所示。 ? 在中緯度，對(duì)流層頂?shù)臏囟葹?56℃ 左右 。在絕對(duì)溫度 T時(shí)，任何給定高度下大氣壓可用下述的指數(shù)關(guān)系式來(lái)描述 (Barometric law)： ? 式中， po為海拔高度為零 (即海平面 )時(shí)的大氣壓 ,Pa； M為空氣的平均克摩爾質(zhì)量，在對(duì)流層中，其值等于 ／ mol, g為重力加速度，在海平面處等于 m/s2； h為海拔高度 , m； R為氣體常數(shù)， J/。 ?通過(guò)計(jì)算可知：大氣質(zhì)量的 90％是包含在距地面約 20km高度之內(nèi)，質(zhì)量的 ％是在約 50km之內(nèi)，在 100km高度以上，大氣質(zhì)量只有地面的百萬(wàn)分之一。 21 NCEPU ? 太陽(yáng)光在穿透大氣層的過(guò)程中引發(fā)了許多反應(yīng)，如光分解： 22 NCEPU ? 光電離： 23 NCEPU ?根據(jù)上述，我們可以知道太陽(yáng)輻射中的短波部分是高能的，能夠分解或電離大氣層中所有分子和原子成分，在上層大氣中即被吸收殆盡，只有長(zhǎng)波輻射和短波中某些被稱(chēng)為“輻射窗”的特殊波長(zhǎng)區(qū)段（ 100～ 150nm）的輻射可透射到低層或達(dá)到地面。 25 NCEPU ? 用于大氣組分的濃度單位有： ％（ V/V）、 mol/L、 g/L、 mg/L、 μg/m個(gè)數(shù) /cm3。 ? 最后，對(duì)大氣中顆粒物成分來(lái)說(shuō)，應(yīng)用 μg/m3計(jì)量單位較為方便。表 1 列出了干空氣的成分。、 RO2 ? 水物質(zhì)在大氣中的循環(huán)與以下一些重要過(guò)程相關(guān)聯(lián)： （ 1）水的凝結(jié)和蒸發(fā)對(duì)大氣過(guò)程的熱力學(xué)和大氣的垂直穩(wěn)定度有重要的影響。是雨滴溶解氣體或俘獲氣溶膠粒子，對(duì)雨滴所到之處大氣進(jìn)行凈化的過(guò)程。在該體系中可能包含數(shù)百種有礙環(huán)境和生物健康的污染物，其危害性可有以下幾個(gè)方面： ①引起地面或物體表面積塵； ②降落在金屬器件上的塵粒成為強(qiáng)蝕點(diǎn)，加速器件腐蝕； ③與大氣中 SO2等形成酸霧或酸性沉降物； ④ 引發(fā)感冒、支氣管炎等人體疾??； ⑤成為影響氣候的重要因素之一，例如作為凝結(jié)核促成雨、霧生成，增強(qiáng)云層對(duì)陽(yáng)光反射能力等。 36 NCEPU ? 大氣顆粒物的化學(xué)組成變化不定，化學(xué)性質(zhì)、物理性質(zhì)等方面都非常復(fù)雜，難予言狀。 一般，細(xì)的粒子由如下兩種化學(xué)性凝結(jié)過(guò)程產(chǎn)生： ①通過(guò)大氣中化學(xué)反應(yīng)生成過(guò)飽和蒸氣，隨后又在溫度不太高的空氣中凝結(jié)為顆粒物。通常，細(xì)粒子表現(xiàn)為酸性，其中含較大比例的陰離子 SO4NO Cl；粗粒子含多量帶堿性的金屬離子 Ca2+、 Mg2+等?？晌腩w粒物直徑（嚴(yán)格地說(shuō)是動(dòng)力學(xué)直徑）小于 10μm，據(jù)認(rèn)為，直徑小于3μm的顆粒能通過(guò)呼吸過(guò)程深入人體肺部， 3～ 10μm的顆粒又易沉積在上呼吸道，所以可吸入顆粒物對(duì)人體特別有害。 ? 大氣中粒子被消除的過(guò)程與其本身大小有關(guān)。凝聚作用也能使小粒子匯集成大粒子。 平流層中 25~30km高度范圍，是臭氧濃度最高的區(qū)域，其中臭氧濃度可達(dá) 10ppm。目前已認(rèn)識(shí)到的對(duì)環(huán)境已產(chǎn)生影響的主要大氣污染物種類(lèi)很多。 （二）二次污染物 二
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