大氣物理學(xué)-第一次課 - 副本-全文預(yù)覽
【正文】 和質(zhì)量 ? 數(shù)濃度 表面積濃度 體積濃度和質(zhì)量濃度 數(shù)濃度 定義 ： 單位體積空氣中所含有一定尺度范圍內(nèi)的質(zhì)粒個數(shù)， ni(d)。 coarse 187。 nucleation 187。 霧 ： 氣體凝結(jié)凝華或液體分離形成的液滴質(zhì)粒群， 尺度 120 ?m。 TSP、降塵、 PM 、塵粒、粉塵、灰、等。 而其中的懸浮物就稱為氣溶膠粒子。 干空氣和濕空氣的狀態(tài)方程 一、理想氣體狀態(tài)方程 1 mP V R TM??、地球上自然狀態(tài)下的空氣可看作理想氣體 二、干空氣狀態(tài)方程 方程推導(dǎo) 設(shè)體積為 V、溫度為 T的干空氣中，含有 n 種氣體成分，其中第 i種 成分的狀態(tài)方程為： , 1 , 1iiimP V R T i nM??? — — （ ）對以上 n個式子求和，有 2iiimV P R TM????? — — （ ）考慮到 iPP?? imm??并令 iimMmM??，則有 3mV P R TM??? — — （ ）90km以下， 6 /M g m ol?令 *1138 .3 12872 8 .9 6 6 1 0dRR J k g KM???? ? ? ? ??Rd稱為干空氣比氣體常數(shù) （ 3）式可化為 4d d dP R T?? — — （ ）比氣體常數(shù) *11287dRR J k g KM??? ? ? ?*1138 . 3 14611 8 1 0v vRR J k g KM???? ? ? ? ??1 . 6 0 8 5vdRR ? ? ? ?（ ）三、濕空氣狀態(tài)方程 方程推導(dǎo) 干空氣和水汽狀態(tài)方程分別為 4d d dP R T?? — — （ ）6vve R T?? ? ? ? ?（ ）把（ 5）代入上式（ 6），有 7vde R T?? ? ? ? ? ?（ ）（ 4） +（ 7）得 ( )d d v dP e R T??? ? ?即 ( 8 )vdP R T????1 0 . 6 0 8 )v dRT????? （ — — （ 8 ）（ 7） /（ 8），得 91 8vveP??????— — （ ）考慮到 1v??（ 9）式近似為 1 101 . 6 0 8v eP???? — — （ ）把（ 10）代入（ 8），有 0 . 6 0 81)1 . 6 0 8 deP R TP???（1 0 . 3 7 8 ) 1 1deRTP??? （ — — （ ）1 0 .3 7 8 )mdeRRP??（若令 則（ 11）式化為 12mp R T?? — — （ ）1 0 .3 7 8 )veTTP??（若令 則（ 11）式化為 13dvp R T?? — — （ ）（ 11） ~（ 13）為濕空氣狀態(tài)方程的三種形式 ，其中最常用的為公式（ 13） 虛溫 是關(guān)于溫度、水汽壓和壓強的函數(shù)。 ? 在實際大氣中，空氣經(jīng)常處于未飽和狀態(tài)，露點溫度常比氣溫低 (Td＜ T)。如果實際水汽壓不變，氣壓也不變，只有降低空氣溫度才能使空氣達到飽和。 相對濕度越大，越接近飽和，當(dāng)達到 100%時，空氣就達飽和狀態(tài)，此時水汽就要開始凝結(jié)。類似的我們也可以得到冰面飽和水汽壓 (給出定義）。這樣凝結(jié)和蒸發(fā)同時發(fā)生。單位： g/g或者 g/kg. ?比濕 q：一定體積濕空氣中，水汽與濕空氣的質(zhì)量比。大氣的濕度狀況是決定云、霧、降水等天氣現(xiàn)象的重要因素。具體如下圖 干潔大氣（干空氣） ?及其它特征 3）空氣密度：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（ p=, t=0℃ ）下，干空氣密度為 干潔大氣（干空氣） ?及其它特征 3）空氣密度：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（ p=, t=0℃ ）下，干空氣密度為 干潔大氣（干空氣） ?重要氣體成分的作用 1）主要氣體 —氮、氧 對生命活動有重要意義，但對天氣、百萬年尺度的氣候變化沒有什么作用。 后兩者合稱為 次要成分 ；次要成分含量雖然低，但會顯著影響人類；具有 化學(xué)活性 和大多是溫室氣體 （ CO O CH4）。 即包括含有多種成分的 干空氣（簡稱干潔大氣） 、 水汽 和 氣溶膠粒子 。 2）水汽光解產(chǎn)生少量氧，海洋和少量氧的存在為生命出現(xiàn)創(chuàng)造了條件。以氮氣和氧氣為主。 其結(jié)構(gòu)見下圖 地球構(gòu)造圖 地球大氣的演化 ?地球大氣的演化大致分為三個階段 ? 原始大氣： 地球形成初期的原始大氣應(yīng)是以宇宙中最豐富的輕物質(zhì) H He和 CO為主。 ? 地球已經(jīng)有 46億年的歷史，在漫長而曲折的演化過程中，今天地球大氣成分和結(jié)構(gòu)已經(jīng)發(fā)生了很大的變化。 2）大氣物理學(xué)高速發(fā)展階段（ 20世紀(jì)中葉以來） 1）具有重大實際應(yīng)用問題的需要大大加速了大氣物理學(xué)的發(fā)展。 課程性質(zhì)與任務(wù) ?學(xué)習(xí)內(nèi)容 ? 大氣成分和結(jié)構(gòu)特征 ? 大氣靜力學(xué) ? 大氣輻射學(xué) ? 大氣熱力學(xué) 1） 近代大氣物理學(xué) 起始階段（ 18世紀(jì)中葉~20世紀(jì)中葉） 1752，美國 Franklin第一次用風(fēng)箏探明雷擊的本質(zhì)就是電。大氣物理學(xué) 主講教師： 楊素英 大氣物理學(xué)課程簡介 主要內(nèi)容 ? 課程性質(zhì) 與任務(wù) ? 學(xué)科發(fā)展簡史 ? 主要參考書 課程性質(zhì)與任務(wù) ?定義 主要研究地球大氣各種物理現(xiàn)象和過程 。 ?課程學(xué)習(xí)目的 了解和掌握大氣物理學(xué)的基礎(chǔ)知識和基礎(chǔ)理論，為學(xué)習(xí)后行課、專業(yè)課打下堅實的基礎(chǔ)。 —— 〉是云霧物理的基礎(chǔ)和開端。這在迄今為止所有已發(fā)現(xiàn)的天體大氣中是唯一的。隨著地球逐步冷卻，較重的物質(zhì)沉到中心，形成地核；較輕的物質(zhì)浮在上面，冷卻后形成地殼。 ? 現(xiàn)代大氣： 大量水汽造成長時間降雨，持續(xù)了幾千年（推測），形成原始海洋，生命就在原始海洋的湯液中形成。 1）適宜的日地距離使地球表面溫度合適，水能完成水汽、液水和冰循環(huán)，
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