大气圈的组成和结构、气象要素的特征

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,大气圈,大气圈是地球五个圈中最为活跃的一个圈，与人类和地球上的生物有着密切的关系。,2-1,大气圈的组成及结构,一、大气的组成,它的主要成分是氮、氧、氩等。在,80-100,公里以下的低层大气中，气体成为可分为两部分：一部分是“不可变气体成分”，主要指氮、氧、氩三种气体。这几种气体成分之间维持固定的比例，基本上不随时间、空间而变化。另一部分为“易变气体成分”，,以水汽、二氧化碳和臭氧为主，其中变化最大的是水汽,。,主要大气成分,气 体,按容积（%）,按质量百分比,分子量,氮,78.084,75.52,28.0134,氧,20.948,23.15,31.9988,氩,0.934,1.28,39.948,二氧化碳,0.033,0.05,4,大气中的主要污染物,分 类,成 份,粉尘微粒,硫化物,氮化物,卤化物,碳氧化物,氧化剂,碳粒、飞灰、碳酸钙、氧化锌、二氧化铅,SO,2,、SO,3,、H,2,SO,4,（,雾）、,H,3,S,等,NO、NO,2,、NH,3,等,Cl,2,、,HCl,、HF,等,CO、CO,2,等,O、,过氧酰基硝酸脂（,PAN）,等,二、大气圈的结构,按其成分、温度、密度等物理性质在垂直方向上的变化，世界气象组织把这座“楼”分为五层，自下而上依次是：,对流层、,平流层、,中间层、,暖层,散逸层。,1,、对流层,对流层是紧贴地面的一层，它受地面的影响最大。因为地面附近的空气受热上升，而位于上面的冷空气下沉，这样就发生了对流运动，所以把这层叫做对流层。,它的下界是地面，上界因纬度和季节而不同。据观测，在低纬度地区其上界为,17-18,公里；在中纬度地区为,10-12,公里；在高纬度地区仅为,8-9,公里。,夏季的对流层厚度大于冬季。以南京为例，夏季的对流层厚度达,17,公里，而冬季只有,11,公里，冬夏厚度之差达,6,公里之多。,对流层的基本特征：,1,）温度随高度的增加而降低。,2,）空气对流运动显著,3,）天气变化复杂多变,4,）气象要素的水平分布不均匀,。,2,、平流层,在对流层的顶部，直到高于海平面,50-55,公里的这一层，气流运动相当平衡，而且主要以水平运动为主，故称为平流层。,3,、中间层,平流层之上，到高于海平面,85,公里高空的一层为中间层。,这一层大气中，几乎没有臭氮，这就使来自太阳辐射的大量紫外线白白地穿过了这一层大气而未被吸收，所以，在这层大气里，气温随高度的增加而下降的很快，到顶部气温已下降到,-83,以下,.,由于下层气温比上层高,有利于空气的垂直对流运动,故又称之为高空对流层或上对流层,.,4,、暖层,从中间层顶部到高出海面,800,公里的高空，称为暖,(,热,),层，又叫电离层。,这一层空气密度很小，在,700,公里厚的气层中，只含有大气总重量的,0.5,。,暖层里的气温很高，据人造卫星观测，在,300,公里高度上，气温高达,1000,以上。所以这一层叫做暖层或者热层。,5,、外逸层,暖层顶以上的大气统称为散逸层，又叫外层。它是大气的最高层，高度最高可达到,3000,公里。,这一层大气的温度也很高，空气十分稀薄，受地球引力场的约束很弱，一些高速运动着的空气分子可以挣脱地球的引力和其它分子的阻力散逸到宇宙空间中去。,各层温度变化原因,这是因为各层的热源有所不同。对流层大气的热量绝大部分直接来自地面，因此离地面愈高的大气，受热愈少，气温愈低，气温垂直递减率为,0.6/100m,；,到了平流层，由于其中有臭氧，能大量吸收太阳紫外线，从而使气温随高度增加迅速上升，这一层因为有臭氧的存在而具有重要意义；,中间层因几乎没有臭氧，所以气温开始随高度增加而迅速降低；,到了热层，由于该层中的大气物质（主要是氧原子）吸收了所有波长小于,0.175,微米的太阳紫外线，气温再次升高,。,2-2,气象要素的特征、变化和分布,气压,气温,湿度,一、气压,气压即大气压强。指单位面积承受大气的力。,1,平方米地表面上的气压，可以看做是,1,平方米的平面上伸到大气上界的空气柱的实际重量。,单位为,Pa,1Pa=1N/m,2,海平面上标准大气压为,101325 Pa,=1013.25h Pa,1,、气压的空间分布,某地的气压值，等于该地单位面积上大气柱的重量。高度愈高，压在其上的空气柱愈短，气压也就愈低。因此，气压总是随着高度的增加而降低的。,等高线与等压面的关系,高线和等压面图空间气压场的情况一般用等压面图表示。在空间的每一点都有一个气压值，如果把所有气压相同的点连接起来，就形成一个等压面。由于同一高度上各地的气压不等，气压在空间的分布，就象山丘一样起伏不平。,在同一高度上，气压比四周高的地方，等压面上凸，而且气愈高的地方等压面上凸的愈厉害；气压比周围低的地方，等压面上凹，而且气压愈低，等压面下凹的愈厉害。因此，等压面的起伏形势和该面附近等高面上气压的分布形势相对应,如图,可见：,1,）低气压,2,）高气压,3,、低压槽和高压脊,4,、鞍形气压场,2,、气压随时间的变化,任何地方的气压都在随着时间的不同而改变。气压的这种变化既包含气压的周期性变化，也包含气压的非周期性变化。,气压在一年之内的季节变化情况也属于周期性的变化。这种气压的年变化以中纬度地区最为明显。,(1),赤道低气压带：,在赤道及其两侧，是太阳高度角最大的地带，这里受太阳光热最多，地面增温也高，接近地面的空气受热膨胀上升，空气减少，气压降低。这样在南北纬,5,之间的地区，就形成了一个低气压带一赤道低气压带。,(2),副热带高气压带：,由赤道低气压带上升的气流，由于气温随高度而降低，空气渐重，在距地面,4-8,公里处大量聚集，转向南北方向扩散运动，同时还受重力影响，故气流边前进，边下沉，各在南北纬,30,附近沉到近地面，使低空空气增多，气压升高，形成了南北两个副热带高气压带，它是因为空气聚积，由动力原因形成的，属暖性高压。,(3),极地高气压带：,在地球南北两极及其附近是纬度最高的地区，这里的太阳高度角最小，接受的太阳光热也最少，终年低温，空气冷重下沉，地面空气多，气压较高，形成南北两个极地高气压带，它是由热力原因形成的冷高压。,(4),副极地低气压带：,这个气压带在南北纬,60,附近，由于这个地带处于副热带高气压带和极地高气压带之间，是一个相对的低压带。,小结,2-1,大气圈的组成及结构（,42,分钟）,一、大气的组成,二、大气圈的结构,1,、对流层,2,、平流层,3,、中间层,4,、暖层,5,、外逸层,各层温度变化原因,2-2,气象要素的特征、变化和分布（,40,分钟）,气压随时间的变化,气压随纬度的变化,思考题,1,、,大气的主要成分有哪些？大气分层的主要依据是什么？共分为几层？各层有什么特点？,2,、气压随时间、随纬度有何变化规律？,