(大气科学基础)大气的结构
大气的组成和垂直分层教案
大气的组成和垂直分层教案第一章：大气的概念与组成1.1 教学目标让学生了解大气的定义和重要性使学生掌握大气的组成成分及各自作用1.2 教学内容定义大气：地球周围的空气层大气的重要性：生物生存、气候调节、能量传输等大气的组成成分：氮气、氧气、二氧化碳、水蒸气、氩气等各组成成分的比例及作用1.3 教学活动图片展示：地球大气层结构图小组讨论：大气各组成成分的作用视频播放：大气层介绍视频1.4 作业与评估制作思维导图：大气组成成分及作用小组报告：大气对人类生活的影响第二章：大气的垂直分层2.1 教学目标使学生了解大气层的垂直结构让学生掌握各层的特征及主要现象2.2 教学内容地球大气层的垂直分层：对流层、平流层、中间层、热层、外层各层的特征：温度、密度、生物活动、气象现象等各层的主要现象：臭氧层、极光、流星等2.3 教学活动图片展示：大气层的垂直结构图小组讨论：各层的特征及主要现象实验演示：大气压力与高度的关系2.4 作业与评估制作海报：大气层的垂直结构及主要现象小组报告：各层对人类生活的影响第三章：大气压力与高度的关系3.1 教学目标让学生了解大气压力与高度之间的关系使学生掌握大气压力的变化规律3.2 教学内容大气压力与高度的关系：随高度增加，大气压力减小大气压力的变化规律：海拔越高，大气压力越小实例分析：登山时呼吸困难的原因3.3 教学活动实验演示：大气压力的变化规律小组讨论：登山时呼吸困难的原因角色扮演：高原反应的感受3.4 作业与评估制作手抄报：大气压力与高度的关系小组报告：大气压力变化对人类生活的影响第四章：大气现象与生活4.1 教学目标使学生了解大气现象与日常生活的关系让学生掌握常见大气现象的形成原理4.2 教学内容常见大气现象：风、雨、雪、雷、雾等形成原理：气压差、水循环、气温差异等大气现象与人类生活的关系：气候、天气、农业等4.3 教学活动图片展示：各种大气现象的图片小组讨论：大气现象与人类生活的关系视频播放：大气现象的形成原理介绍4.4 作业与评估制作PPT：大气现象的形成原理及与人类生活的关系小组报告：大气现象在日常生活中的应用第五章：大气环境保护5.1 教学目标让学生了解大气污染的原因和危害使学生掌握大气环境保护的方法和措施5.2 教学内容大气污染的原因：工业排放、汽车尾气、农业活动等大气污染的危害：气候变化、呼吸系统疾病、生态破坏等大气环境保护的方法和措施：减少排放、清洁能源、植物造林等5.3 教学活动图片展示：大气污染的图片小组讨论：大气污染的原因和危害视频播放：大气环境保护的实例介绍5.4 作业与评估制作海报：大气环境保护的方法和措施小组报告：如何减少大气污染的影响第六章：气候变化与大气6.1 教学目标使学生理解气候变化的概念让学生了解气候变化与大气之间的关系6.2 教学内容气候变化的定义：长期平均天气状态的变动气候变化与大气之间的关系：大气中的温室气体、大气循环变化等气候变化的影响：海平面上升、极端天气、生态系统变动等6.3 教学活动图片展示：气候变化的影响图片小组讨论：气候变化与大气之间的关系视频播放：气候变化的成因与影响介绍视频6.4 作业与评估制作PPT：气候变化的成因、影响及与大气的关系小组报告：气候变化对人类生活的影响及应对措施第七章：天气预报与大气科学7.1 教学目标让学生了解天气预报的原理和方法使学生掌握大气科学的基本知识7.2 教学内容天气预报的原理：气象观测、气象数值模拟等天气预报的方法：经验预报法、数值预报法等大气科学的基本知识：大气压力、温度、湿度等7.3 教学活动图片展示：天气预报的原理和方法图片小组讨论：大气科学的基本知识实验演示：大气压力、温度、湿度的测量7.4 作业与评估制作海报：天气预报的原理和方法小组报告：大气科学的基本知识及其应用第八章：大气科学的研究与应用8.1 教学目标使学生了解大气科学研究的意义和价值让学生掌握大气科学在生产生活中的应用8.2 教学内容大气科学研究的意义：气候变化、天气预报、环境保护等大气科学在生产生活中的应用：气象服务、航空航海、农业等大气科学研究的最新进展：无人机气象观测、气候变化模型等8.3 教学活动图片展示：大气科学研究的新技术和新设备小组讨论：大气科学在生产生活中的应用视频播放：大气科学研究的最新进展介绍视频8.4 作业与评估制作PPT：大气科学研究的新技术和新设备小组报告：大气科学在生产生活中的应用案例第九章：大气科学的前沿话题9.1 教学目标让学生了解大气科学的前沿话题使学生认识到大气科学的重要性9.2 教学内容大气科学前沿话题：全球气候变化、大气污染控制、清洁能源等大气科学的重要性：人类生存、可持续发展、生态环境保护等大气科学研究的挑战与机遇：新技术、新模型、新政策等9.3 教学活动图片展示：大气科学前沿话题的图片小组讨论：大气科学的重要性视频播放：大气科学研究的挑战与机遇介绍视频9.4 作业与评估制作海报：大气科学前沿话题及重要性小组报告：大气科学研究的挑战与机遇第十章：总结与展望10.1 教学目标使学生回顾大气组成和垂直分层的知识让学生了解大气科学的意义和前景10.2 教学内容回顾大气组成和垂直分层的主要内容总结大气科学的意义的和前景展望大气科学的发展方向：低碳经济、生态文明建设等10.3 教学活动图片展示：大气组成和垂直分层的知识点图片小组讨论：大气科学的意义的和前景视频播放：大气科学的发展方向介绍视频10.4 作业与评估制作PPT：大气组成和垂直分层的知识点小组报告：大气科学的意义的和前景重点和难点解析1. 大气概念与组成：理解大气的定义和重要性是学习大气科学的基础。
大气组成与垂直组成
大气组成与垂直组成大气的组成主要包括氮气、氧气、水蒸气、稀有气体以及少量的二氧化碳、氨气、甲烷等。
氮气占据大气中的最大比例，约为78%，氧气占据21%，水蒸气的比例随着气温和湿度的变化而变化，但大约在1%左右。
稀有气体包括氩气、氖气、氪气等，占大约0.9%。
二氧化碳、氨气、甲烷等的比例非常小，但它们对于大气的温室效应以及生态环境的保持有着重要的作用。
大气的组成与垂直分布密切相关。
大气可以根据温度和气压的变化分为不同的层次，分别为对流层、同温层、平流层、留尼旺层以及热层。
各个层次的特征不同，对于地球的气候、气象现象等都有着重要的影响。
首先是对流层，对流层是大气中温度随高度下降的最低层，它的高度大约在0到15公里之间。
对流层是地球上大部分活动的地方，几乎所有的天气现象都发生在这个层次中。
因为太阳的热量主要被地表吸收，导致地表温暖，大气中的温度随着高度的增加而逐渐下降。
这种温度的变化导致了对流的产生，空气因为温度的差异而产生的对流向上升，向下降的运动。
这种运动导致了地球上的气象现象，包括气旋、暴雨等。
在这一层次中，氧气、氮气、水蒸气等的成分比例都会随着温度的变化而变化。
其次是同温层，同温层的温度基本上没有变化，称为平均子午线热平衡圈。
同温层的高度大约在15到50公里之间，大气中的氧气、氮气、水蒸气等气体的比例都会因为没有明显的温度变化而保持稳定。
再次是平流层，平流层是大气中温度随高度增加的层次，高度大约在50到80公里。
这一层次中，温度随高度的增加而增加，氧气、氮气等气体的比例都会随着温度的变化而变化。
然后是留尼旺层，留尼旺层的高度大约在80到500公里之间，大气中的稀有气体比例较高，同时由于高能粒子和太阳辐射的影响，大气分子也会发生电离，形成离子层。
留尼旺层不仅对于地球的无线电通讯和卫星导航系统有着重要的影响，还对于地球的空间天气以及宇宙射线等有着重要的影响。
最后是热层，热层是大气中温度随高度增加的最高层次，高度大约在500公里以上。
大气科学基础(全套课件104P)
四、发展概况
17世纪以前，人们对大气以及大气中各种现象的认识是 直觉的、经验性的。
17～18世纪，大气科学研究开始由单纯定性的描述进入
了可以定量分析的阶段。 1820年，H.W.布兰德斯绘制了历史上第一张天气图，开 创了近代天气分析和天气预报法。 1835年科里奥利力的概念和1857年风和气压的关系，成
6亿年前，氧的浓度达到现在的百分之一，即第一关
键浓度。高空臭氧浓度明显增加，使生命能到达水面。 4亿年前，达到十分之一，高空大气形成的臭氧层 。 大量植物缓慢由海洋向陆地推进。
愈来愈少的 紫外辐射
接受愈来愈多 的可见光
最终光合作用和
愈来愈多氧 愈来愈丰富 植物生命 光合作用
动植物的呼吸及 死亡达到平衡
大气科学概论
§1.2 地球大气的演变
问题：传统的太阳系“九大行星”概念为何如今要 被
太阳系家谱
行星：围绕太阳运转，自身引力足以克服其刚体力而使天体
呈圆球状，并且能够清除其轨道附近其他物体的天体。成员
包括水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王
星。 矮行星：与行星同样具有足够的质量，呈圆球状，但不能清 除其轨道附近其他物体的天体。 成员包括冥王星和谷神星等。 太阳系小天体：围绕太阳运转但不符合行星和矮行星条件的 物体。
§1 .1 地球系统
§1 .1 地球系统
1、岩石圈：地壳和上地幔顶部 2、水圈：海洋、河流、湖泊、沼
泽、冰川、积雪、地下水和大
气圈中的水
3、生物圈：植物、动物、人类及
有生物存在的部分 4、大气圈：包围地球表面，厚度 为1000公里的大气层
大气与地表及其与宇宙空
间的能量交换形成多姿多
彩的天气和气候的变化
大气科学概论知识梳理
大气科学概论知识梳理大气科学是研究地球大气系统的科学，它包括大气物理学、大气化学、大气动力学、气象学等多个学科。
以下是对大气科学的基础知识进行梳理。
1.大气的组成：大气主要由氮气（78%）和氧气（21%）组成，还包括少量的水蒸气、二氧化碳等气体。
其中，水蒸气是大气中最重要的温室气体之一2.大气的结构：大气可以分为四个不同的层次。
从地球表面向上分别为对流层（0-12公里）、平流层（12-50公里）、中间层（50-80公里）和外层层（80公里以上）。
3.大气的运动：大气的运动包括垂直运动和水平运动。
大气通过对流和平流两种方式进行垂直运动，水平运动则是由气压梯度力和科氏力驱动的。
4.大气的循环：大气循环是指大气中能量和物质的不断交换和运动。
其中，全球性的大气循环有海洋环流和大气环流两部分构成，这些循环起到了全球温度和气候的调节作用。
5.大气的辐射：大气与地面和太阳之间发生的辐射交换是大气科学中一个重要的研究内容。
大气光学是研究大气层对可见光和红外辐射的吸收、散射和透射特性的学科。
6.大气的热力学：大气的热力学是研究大气中能量和热量传递的学科。
其中，气候系统的热力学过程对了解气候变化和天气预报非常重要。
7.大气的化学：大气中的化学反应对于大气质量和气候变化具有重要影响。
例如，大气中的臭氧层对于过滤太阳紫外线的作用至关重要。
8.大气中的云和降水：云是大气中由水蒸气凝结而成的水滴或冰晶的集中表现，降水是指水滴或冰晶从云中下降到地面的现象。
云和降水对于气候和水循环有重要影响。
9.大气的天气：天气是大气瞬时状态的表示，主要包括温度、湿度、风向和风速等要素。
气象学是研究天气现象及其变化规律的学科。
10.大气的气候：气候是大气长期统计性质的表示，反映了一定地区一段时间内的天气变化情况。
气候学是研究气候现象及其变化规律的学科。
以上就是对大气科学基础知识的梳理，这些知识对于理解大气的构成、运动、循环以及与地球其他系统的相互作用至关重要。
大气层与气候探索大气科学中的大气层结构和气候变化
大气层与气候探索大气科学中的大气层结构和气候变化大气层与气候：探索大气科学中的大气层结构和气候变化气候是指特定地区长期的天气现象和气象要素的统计特征，而大气层则是地球表面以上的大气空间。
大气层的结构和气候变化是大气科学中的重要研究领域。
本文将探讨大气层的结构和气候变化的关系。
一、大气层结构大气层是由气体组成的，分为几个主要层：对流层、平流层、跳跃层和外层。
这些层之间的界限根据温度和气压等因素进行划分。
1. 对流层对流层位于地球表面上方约10-15公里处，也是我们生活和大多数天气现象发生的地方。
这一层中，温度随着高度的升高而逐渐降低，其中的对流作用使温度不断变化，形成了大气层中的各种气象活动。
2. 平流层平流层位于对流层之上，高度约为50公里。
与对流层不同，平流层中的气流是水平流动的，因此称为平流层。
在这一层中，温度随高度的增加而逐渐升高，这是因为臭氧层吸收了太阳辐射中的紫外线，使得温度逐渐上升。
3. 跳跃层跳跃层是指大气层的边界层，位于平流层之上，高度约为80公里。
在这个层次上，温度又开始下降，这是因为大气层中的气体逐渐变稀薄，无法吸收太阳辐射的热量。
4. 外层外层是大气层的最外层，高度超过了400公里。
在这个层次上，空气非常稀薄，并且接近真空。
太空航行器通常在这个层次上进行运行。
二、气候变化气候是一种长期的气象现象的统计表现。
气候变化指的是气候系统中某些要素（如温度、降水、风向等）发生持续变化的过程。
大气层结构与气候变化密切相关。
1. 温室效应温室效应是指大气层中某些气体（如二氧化碳、甲烷等）能够吸收地球表面的热辐射，并将一部分热能再次辐射回地面，导致地球表面温度上升的现象。
温室效应是当前全球气候变化的主要原因之一。
2. 气候模式气候模式是用来模拟和预测未来气候变化的工具。
通过建立复杂的气候模拟模型，科学家可以模拟不同情景下的气候变化，并为政策制定者提供决策依据。
3. 全球变暖全球变暖是指地球表面温度长期上升的现象。
大气科学概论课件(第二：地球大气的成分及分布)
深海的水流能把海水中的部分CO 从高纬流向低纬， 深海的水流能把海水中的部分CO2从高纬流向低纬， 部分CO 还变成碳酸盐矿物（贝壳）沉到大海。因此， 部分CO2还变成碳酸盐矿物（贝壳）沉到大海。因此， 是在地壳、大气层、海洋和生物圈之间循环的。 CO2是在地壳、大气层、海洋和生物圈之间循环的。
强紫外辐射有足够的能量使包括DNA在内的重要生 强紫外辐射有足够的能量使包括DNA在内的重要生 DNA 物分子分解，增高患皮肤癌、 物分子分解，增高患皮肤癌、白内障和免疫缺损症 的发生率，并能危害农作物和水生生态系统。 的发生率，并能危害农作物和水生生态系统。少量 的紫外线对地面上的生命有杀菌作用， 的紫外线对地面上的生命有杀菌作用，是人类生存 的保护伞。 的保护伞。
随着19世纪初工业的发展及世界人口的增长， 随着19世纪初工业的发展及世界人口的增长，全球 19世纪初工业的发展及世界人口的增长 大气中的CO 含量在逐年增加。 大气中的CO2含量在逐年增加。 2.1为过去一千年来 为过去一千年来CO 图2.1为过去一千年来CO2的含量变化曲线
3、作用： 、作用：
第二章 地球大气的成分及分布
地球大气是迄今为止以发现的天体 大气中惟一以氮、氧为主，水可以以气体、 惟一以氮 大气中惟一以氮、氧为主，水可以以气体、 液体、固体三态出现的大气。 液体、固体三态出现的大气。 地球大气的演变简述如下： 地球大气的演变简述如下： 地球在46亿年前形成， 地球在 亿年前形成，它形成时是没有大气 亿年前形成 地球大气的演变可分为原始大气 原始大气， 的。地球大气的演变可分为原始大气，次生大气 现代大气三个阶段 三个阶段。 和现代大气三个阶段。
大气科学概论知识梳理(大气基础知识)
大气科学概论知识梳理〔大气的全然知识〕一、地球大气成份由三个局部组成①干洁大气〔即干空气〕Clean Air【没有水汽和悬浮物的空气称为干洁空气】②水汽〔滴〕 Moisture③悬浮在大气中的固液态杂质 Impurity二、低层大气的各类要紧成份①氮气〔N2)：存在方式：以蛋白质的形式存在于有机体中。
作用：是有机体的全然组成局部，也是合成氮肥的全然原料。
②氧气〔O2〕：是人类和动植物维持生命活动的极为重要的气体；踊跃参加大气中的许多化学进程；对有机物质的燃烧、腐败和分解起着重要的作用。
③臭氧〔O3〕：时空转变：最大值出此刻春天，最小值出此刻夏日。
空间转变：水平：由赤道向两极增加。
垂直：55～60km，含量极少。
20～25km，达最大值，形成臭氧层；12～15km以上，含量增加专门显著；从10km向上，慢慢增加；臭氧的作用：a.对紫外线有着极为重要的调操纵作用。
b.对高层大气有明显的增温作用。
④二氧化碳〔CO2)空间转变：水平：城市大于农村；垂直：0～20km，含量最高；20km以上，含量显著减少。
作用：a.绿色植物进展光合作用不可缺少的原料。
b.强烈吸收长波辐射〔地面辐射、大气辐射〕，使地面维持较高的温度，产生“温室效应〞。
三、水汽①来源：要紧来自江、河、湖、海、潮湿陆面的水分蒸发和植物外表的蒸腾。
②时空转变：时刻：夏日多于冬季③作用：a.在天气气候转变中扮演了重要角色。
b.能强烈吸收地面放射的长波辐射并向地面和周围大气放出长波辐射，对大气起着“温室效应〞。
四、大气中的杂质在大气中悬浮着的各类固体和液体微粒〔包括气溶胶粒子和大气污染物质两大局部〕。
气溶胶的作用：①吸收太阳辐射，使空气温度增高，但也减弱了抵达地面的太阳辐射；②缓冲地面辐射冷却，局部补偿地面因长波有效辐射而失去的热量；③降低大气透明度，阻碍大气能见度；④充当水汽凝结核，对云、雾及降水的形成有重要意义。
五、气温、①概念：表示大气冷热程度的物理量，反映必然条件下空气分子平均动能大小。
期末总结大气的开篇
期末总结大气的开篇引言：大气是地球表层的一层气体包围层，它对地球生态、气候、天气、能量分配等起着至关重要的作用。
而大气科学作为一门研究大气现象的学科，从气象学、气候学、大气物理学、大气化学等多个角度对大气进行深入研究。
本文将对本学期的大气科学课程进行综合回顾和总结，包括对大气的组成与结构、大气循环、大气边界层、大气中的污染物以及气象预报等方面的内容进行梳理和分析。
正文：一、大气的组成与结构大气由氮气、氧气、稀有气体、水蒸气和一些痕量气体等组成。
其中，氮气和氧气是主要气体，占大气总体积的99%以上。
而大气的结构包括对流层、平流层、中间层、热层和外层等五个部分。
在本学期的学习中，我们深入了解了大气的成因与演化、大气层的特点和变化规律。
通过了解大气的组成与结构，我们能够更好地理解大气循环、气候变化等现象的原因，并为后续的学习奠定了基础。
二、大气循环大气循环是指地球大气中水蒸气、气体和能量的运动和分配过程。
主要由对流、辐射和地转偏向力等因素驱动。
在学习大气循环的过程中，我们了解了西风带、东风带、赤道低气压带等重要概念，并学习了台风、龙卷风等极端天气现象的形成机制。
大气循环的研究对于气象预报、气候变化的控制和天气灾害的防范具有重要的意义。
通过对大气循环的学习，我们能够更好地理解天气变化的规律，提高对灾害天气的预警和应对能力。
三、大气边界层大气边界层是大气中与地面接触、高度较低的一层气体层。
它的高度一般在几十到几百米之间。
在大气边界层中，风速、温度和湿度等因素发生明显的变化。
了解大气边界层的特征和运动规律，对环境保护、城市规划和气候变化的研究具有重要的意义。
在本学期的学习中，我们了解了大气边界层的结构、边界层风和湍流运动等重要概念，并了解了它们对大气污染扩散的影响。
通过对大气边界层的学习，我们能够更好地理解城市空气质量的形成和影响因素，并为城市规划和环境治理提供科学依据。
四、大气中的污染物大气中的污染物主要包括颗粒物、气态污染物和臭氧等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
（2）平流层
高度（千米） 60
40
20 -50
0
温度（℃）
•平流层的特点 ✓ 从对流层顶到50-55km的高度范围是平流层；
✓ 气流运动相当稳定，且以水平运动为主； ✓ 除少数强对流云伸展到平流层外，很少有天气现象发生； ✓ 平流层底层（约9公里厚），温度不随高度变化，称为同温层； ✓ 大气圈大部分的臭氧集中于平流层； ✓ 由于臭氧吸收太阳的紫外线辐射，平流层（20-50公里）的温 度随高度上升；
大气的垂直分层结构
高度（千米） 140
120
思考：
100
电离层(热层)
注意每一层气
80
温的垂直变化？
中间层 60
40
平流层 20
0
对流层
-100 -50 0 50 100
温度（℃）
• 对流层高度的时空分布规律
✓ 对流层的高度取决于空气的对流运动的强度； ✓ 空气对流运动的强度取决于近地面空气温度的高低和空气上 下层温差的大小； ✓ 近地面温度的高低取决于纬度高低、季节变化、天气变化等。
✓ 由于吸收太阳辐射的缘故，该层的温度随高度急剧 升高；
✓ 在高纬度的晴朗夜空，可看到美丽的极光。这可能 是由太阳发出的高速带电粒子激发高空稀薄的空气分 子或原子而发光。
✓ 电离层会反射无线电波
Ionosphere（电离层）
Defined by Electrical Properties
Electrically Charged Ions (+, –) Layers in Mesosphere and Thermosphere Reflect Low Frequency AM Radio Waves
* 一般情况下， ✓ 近地面大气温度高，对流层高度就大； ✓ 纬度低，对流层高度大；纬度高，对流层高度小； ✓ 同一地区，夏季(或白天)对流层高度大，冬季(或黑夜)对流层 高度小； ✓ 夏季(或白天)陆地的对流层高度大于海洋；冬季(或黑夜)相反； ✓ 同纬度地区暖流流经的地区对流层高度大于寒流流经的地区。
)
波
离状态
Vertical change in average global atmospheric temperature
思考：
神州七号在哪一层面上绕行？它面临的什么样的空间环境？
* 近地点高度200公里、远地点高度350公里
神州七号的轨道位于大气层中的“热层”，它的 运行空间环境有如下的一些特点：
✓ 高强度的太阳电磁辐射、太阳宇宙线辐射（太 阳耀斑爆发时向外发射的高能粒子）和太阳风 （由太阳日冕吹出的高能等离子体流）；
高度（千米） 60
40 20
-50
思考：
描述该层气温垂直变化？ 分析原因？
O3 该层是最佳航空飞行层， 如何理解？
温度（℃） 0
（3）高层大气
• 中间层，又称为高空对流层； • 热层（电离层），反射无线电波，实现远距离无线 电通讯。
中间层的特点
✓ 从平流层顶到85km的高度范围是中间层；
✓ 气温随高度迅速下降；
该层中的臭氧大量吸收太阳紫 外线
该层大气上热下冷，大气稳定
有利于高空飞行
水汽、杂质极少，云雨绝迹， 能见度好，气流平稳
平流层顶到 气压很低，密度很小 离地面远，引力小
高层 大气
大气上界( 高度约2000 ～3000千米
80～500千米高空有若干 电离层，能反射无线电
电离层大气在太阳紫外线和宇 宙射线的作用下，处于高度电
• 对流层的气候特点
热量
气温分
距
来自
布上冷
地
地面
下热
对流 运动 显著
天 气 变
面
化
最
显
近
水汽、边界层和自由大气
行星边界层特点： ✓ 地面摩擦力的作用 ✓ 湍流运动 ✓ 大气与下垫面的交换主要在行星边界层内完成 ✓ 随天气系统以及时间和空间的变化十分明显
阅读、思考
低纬17～ 大约降低0.6℃
越多
对 流 层
18千米， 中纬10～ 12千米， 高纬8～9
空气对流运动显著
该层上部冷、下部热，有利 于空气对流运动
千米
天气现象复杂多变
几乎全部水汽、固体杂质集 中在该层，对流运动易成云 致雨
大气的垂直分布表2（小结）
垂直 分层
高度
主要特点
特点成因
平 流 层
下层气温随高度变化小 ；30千米以上随高度增 加而迅速上升 对流层顶到 50～55千米 气流以平流运动为主
✓ 几乎是真空的太空环境；
✓ 极端的温度环境；
✓ 高速运动的尘埃、微流星体和流星体。它们具 有极大的动能，1毫克的微流星体可以穿透3毫米 厚的铝板。
大气的垂直分布表1（小结）
垂直 分层
高度
主要特点
特点成因
气温随高度的增加而递 地面是对流层大气主要的直
减(每升高100米，温度 接热源，离地面越近，受热
✓ 垂直运动相当激烈，故称之为高空对流层；
✓ 因为水汽含量极少，几乎没有云层出现，但有时 能看到一种薄而带银白色的夜光云，有人认为它是 由极细微的尘埃组成。
热层的特点
✓ 热层大致处于中间层顶到600km高度的范围内；
✓ 气体在该层在太阳和宇宙辐射的作用下发生电离， 形成密度很高的带电粒子，所以热层又称为电离层；
电离层中的磁场
Captures Electrically Charged Ions (+, –) from Sun aurora borealis – Northern Lights aurora australis – Southern Lights
* 美丽的极光
Aurora, Oct. 27/28, 2001
§2 大气的结构
大气的物理性质和化学性质无论在水平方向还是在垂直 方向上都是不均匀的。
✓ 按照大气的化学成分划分，大气垂直方向可分为均质 层和非均质层；
✓ 按照大气的压力结构划分，大气垂直方向可分为气压 层和逸散层；
✓ 按照大气的电离结构划分，大气可分为电离层和磁层； ✓ 按照温度变化划分，大气在垂直方向可分为：对流层、 平流层、中间层、热层以及外层