大气概况解析

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,1 大气概况,上海海事大学 商船学院,航海气象学与海洋学教研组,2023年9月,1,目 录,1.1 大气的组成,1.2 大气的垂直构造,思考题,2,干洁空气,水汽,杂质,1.1 大气的组成,上界：“极光”消失的最大高度 or,接近星际空气密度的高度,下界,3,一、干洁空气,主要成分：,氮气N2、氧气O2，二者占空气总容积的99。,次要成分：,二氧化碳CO2、臭氧O3、氢气、惰性气体，体积比缺乏1,易变成分质量易变：,二氧化碳CO2、臭氧O3,对气温有影响的成分：,二氧化碳CO2：吸取和放射长波辐射，产生温室效应；,臭氧O3：吸取紫外线；,干洁空气中各成分的比例,4,干洁空气,90km以下，各成分比几乎恒定，可看作单一成分的抱负气体。,标准条件下1013.25hPa,0,地面四周干空气的密度为1.293kg/m3。,单位质量干空气的状态方程：,5,二、水汽,来源：地表的蒸发。,水平分布：海洋多于陆地，沙漠最少。,垂直分布：低空多于高空，随高度上升水汽含量快速削减。,水分循环过程,6,水汽的特点,水汽是唯一能发生相变的大气成分，致云成雨；,具有吸取和放射长波辐射的性能，加上在水相变化中伴有分散潜热的吸取或释放，对气温产生影响。,水,水汽,冰,蒸发,凝结,凝华,升,华,凝固,融化,水的相态变化吸热与放热,7,水汽的状态方程,单位质量水汽的状态方程：,8,湿空气,湿空气=干空气+水汽,单位质量湿空气的状态方程：,两个结论：,1)气温、气压一样时，干空气的密度大于湿空气的密度。,2)气压一样时，干冷空气的密度比暖湿空气大得多。,9,三、杂质,杂质：悬浮在大气中的固体或液体颗粒，又称为气溶胶粒子，包括水汽分散物水滴、冰晶、微小盐粒等。,对大气的影响：,使能见度降低；,作为水汽分散的分散核。,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。,10,1.2 大气的垂直构造,11,一、大气的垂直范围与垂直分层,空气密度：标准状况下，近地面四周干空气的密度为1293g/m3。,大气上界：大气与星际空间的分界面，通常以极光消失的最大高度1000km作为大气上界的高度。,极光现象,12,一、大气的垂直分层,散逸层,热层,中间层,平流层,对流层,依据：气温顺水汽的垂直分布、大气的扰动程度和电离现象等。,13,大气的垂直分层,1.对流层,集中了75%的大气质量和几乎全部水汽，云、雨、雾、雪等主要天气现象发生在该层，是气象学争论的重点层次。,2.平流层,逆温层:臭氧层的存在,空气以水平运动为主，水汽极少，云很难生成。没有对流运动，污染物停留时间很长,14,大气的垂直分层,3.中间层,气温随高度上升而快速降低,对流运动猛烈：高空对流层,4.热层,气温随高度快速增加,又称电离层：对远程无线电通讯具有重要意义。,5.散逸层,气温随高度快速增加,地球大气与星际空间的过渡区,15,二、对流层的主要特征,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。,三个主要特点：,1)气温随高度的上升而降低平均气温垂直递减率 0.65/100m。,2)有猛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。,16,对流层的垂直分层,摩擦层：,下界地面，上界距地面1km高度，必需考虑摩擦力对空气运动的影响，空气运动简单。,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，可无视不计。,在自由大气中，空气运动规律清晰，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，风速随高度上升而增大，形成高空急流风速30m/s。,对流层顶：,厚度约为12km的同温甚至逆温层，对进展旺盛的积雨云顶有阻挡作用，使云顶平衍成砧状。,17,思考题,1、大气由哪几局部组成？水汽有哪些特点？二氧化碳、臭氧、水汽对气温有何影响？,2、在标准状况下，地面四周干空气的密度为多大？湿空气的密度与干空气的密度何者大？,3、大气自下而上分为五层，这五层的名称是什么？哪些层中气温随高度的上升而上升？无线电通讯与何层有关？,4、为什么对流层是天气预报主要考虑的层次？对流层顶高度随季节和纬度怎样变化？,5、对流层有哪三个主要特征？气温垂直递减率是如何定义的？0、0、0各代表什么含义？对流层顶四周为什么常常观测到进展旺盛的积雨云顶部平衍成砧状？,6、摩擦层的厚度是多少？天气预报时，备受关注的主要气层位于对流层什么高度多少百帕？中纬度对流层的中、上部盛行什么 风向的风?风速随高度如何变化？,18,