第一节大气的组成和结构
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气象气候学-第1节(大气的一般特性)
由于气温高，且距地较远，受地球引力作用很小， 所以大气质点中某些高速运动的分子不断地向星际空 间散逸，散逸层也由此而得名。
暖层（中间层顶到800km）
①温度随高度增加迅速上升： 据探测，在300km高度上，气温可达1000℃以上，这是 因为所有波长＜0.175μm的紫外线辐射，都被该层中的大 气物质所吸收的缘故。 ②空气处于高度电离状态： 因而这层也称为电离层。它们都能反射无线电波，对 无线电通讯具有重要意义，而且有极光现象出现。
年变化：与温度的变化相似，最高值出现在温度最高、蒸 发最强的7-8月，最低值出现在温度低、蒸发最弱的1-2月。
三、大气水分及其相变 （一）空气湿度
2、空气湿度的时间变化 相对湿度： 日变化：高温时，相对湿度小； 低温时，相对湿度大。
年变化：冬季最大，夏季最小。但季风气候区， 相对湿度夏季大，而冬季小。
水点和冰晶 云
露点温度
凝结高度
降温至水汽 饱和
降水
降水
3)人工影响降水:认为补充某些形成降水的必要条件，促 进云滴迅速凝结或碰撞并增大形成云滴，降落到地面。 冷云催化：冷云由冰晶或冷却水滴组成，或二者混合组 成的云，这种云形成降水主要通过冰水转移，使云滴增 大——人工增加足够的冰晶：加入干冰(二氧化碳)，形 成低温区自生冰晶；投入人工冰核(如碘化银、氯化汞)， 造成冰水共存。 暖云催化：暖云的形成主要取决于云中有无大小水滴共 存的环境和升降运动的碰撞过程——提供大小水滴：向 云中播入氯化钠、氯化钾等吸湿性物质，吸收水汽，使 云内形成溶液云滴。
降水
4)降水的种类:
对流雨、气旋雨、锋面雨、台风雨和地形雨
1. 地形雨
3 44
2. 对流雨 4 1
235 3
6
暖层（中间层顶到800km）
①温度随高度增加迅速上升： 据探测，在300km高度上，气温可达1000℃以上，这是 因为所有波长＜0.175μm的紫外线辐射，都被该层中的大 气物质所吸收的缘故。 ②空气处于高度电离状态： 因而这层也称为电离层。它们都能反射无线电波，对 无线电通讯具有重要意义，而且有极光现象出现。
年变化：与温度的变化相似，最高值出现在温度最高、蒸 发最强的7-8月，最低值出现在温度低、蒸发最弱的1-2月。
三、大气水分及其相变 （一）空气湿度
2、空气湿度的时间变化 相对湿度： 日变化：高温时，相对湿度小； 低温时，相对湿度大。
年变化：冬季最大，夏季最小。但季风气候区， 相对湿度夏季大，而冬季小。
水点和冰晶 云
露点温度
凝结高度
降温至水汽 饱和
降水
降水
3)人工影响降水:认为补充某些形成降水的必要条件，促 进云滴迅速凝结或碰撞并增大形成云滴，降落到地面。 冷云催化：冷云由冰晶或冷却水滴组成，或二者混合组 成的云，这种云形成降水主要通过冰水转移，使云滴增 大——人工增加足够的冰晶：加入干冰(二氧化碳)，形 成低温区自生冰晶；投入人工冰核(如碘化银、氯化汞)， 造成冰水共存。 暖云催化：暖云的形成主要取决于云中有无大小水滴共 存的环境和升降运动的碰撞过程——提供大小水滴：向 云中播入氯化钠、氯化钾等吸湿性物质，吸收水汽，使 云内形成溶液云滴。
降水
4)降水的种类:
对流雨、气旋雨、锋面雨、台风雨和地形雨
1. 地形雨
3 44
2. 对流雨 4 1
235 3
6
环境保护课件——第三讲 大气污染及其防治
(4) 碳氢化合物
指的是由碳、氢两种元素组成的各种有机物的 总称。大气受到碳氢化合物的污染，能使人的眼睛、 鼻子及呼吸道受刺激，并可能影响生理功能，其更 大危害还在于与氮氧化物共同引起光化学烟雾，危 害性也因此增强。大气中的碳氢化合物主要来自煤 和石油的燃烧，以及汽车尾气等。
(5) 卤族化合物
主要指卤代烃及卤化物等。随着人们生活质量 的提高，大量生产使用氟氯烃化合物作为制冷剂、 灭火剂或发泡剂，如CFCl3(氟利昂11)、CF2Cl2(氟 利昂12)等。这类物质在低层大气中一般比较稳定， 但一到高空中就会分解，产生氯原子而与加速臭氧 中的臭氧分解，导致“臭氧空洞”。
2、水汽
大气中的水汽含量随时间、地点、气象条件等不 同而有较大变化，在正常状态下其变化范围为 0.02%~6%。大气中的水汽含量虽然很少，但却导 致了各种复杂的天气现象，如云、雾、雨、雪、霜、 露等；同时，水汽又具有很强的吸收长波辐射的能 力，对地面起保温作用。
3、悬浮颗粒
大气中的悬浮微粒，除水汽凝结物如云、雾滴、 冰晶等，主要是大气尘埃和悬浮在大气中的其他杂 质，它在大气中的含量、种类和化学组成随时间和 地点变化。
大气ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ染物的种类繁多，排放量大，污 染范围广，对人体健康的危害是多方面的， 如呼吸道疾病、中枢神经系统受损、癌症等。 大气污染对人体健康的影响与污染物的种类、 性质、暴露时间及个体敏感性有关。
1．大气污染与人体健康
大气污染物侵入人体的主要途径有直接呼吸道吸入， 附于食物或溶解于水，随饮食或饮水侵入，或接触和刺激皮 肤侵入。人每天吸入空气量极大，肺泡面积达50-70m2，且 布满毛细血管，在与外界进行气体交换，浓缩作用强，从呼 吸道侵入是主要途径，也危害最大。人的呼吸道富含水分， 对有些物质的粘附、溶解、吸收能力大，感受性强，因此， 大气污染对人体的影响，先在感觉上，随后生理出现可逆性 反应，进一步则可能出现急性危害症状。
最新大气的组成和垂直分层-课件PPT完整版
A.气温降低
B.气压升高
C.密度减小
D.湿度增大
5.北京飞往美国华盛顿的飞机,升空20分钟后遇到雷雨天气,此时飞机应( )
A.迅速进行迫降
B.不断降低飞行高度
C.保持原有高度
D.升至12km以上高空
2017年8月28日,遥感卫星17号从酒泉发射升空。 据此回答6、7题。
6.右侧图示能正确反映遥感卫星17号在升空过程中 经历的大气环境状况的是( ) 7.下列有关Ⅰ、Ⅱ层可能出现的现象描述不正确的 是( ) A.飞机在Ⅰ层飞行有时会出现颠簸现象 B.飞机在Ⅱ层飞行时,飞行员常感觉是万里无云 C.在Ⅰ层中有时会出现气温随高度增加而上升现象 D.在Ⅱ层中沐浴阳光时不会损伤皮肤
气体成分
体积分数(%)
质量分数(%)
氮(N2) 氧(O2) 氩(Ar)
78.08 20.94 0.93
75.52 23.15 1.28
二氧化碳(CO2)
0.03(变动)
0.05
2.目前,导致二氧化碳变动的主要因素是 ( )
①植树造林；②大量燃烧矿物化石燃料；③新能源公交车的逐渐普及；④森林、
草原开垦成农田
高层大气• 极光
由于太阳带电粒子流（太阳风）进入地球磁场，使高层大气分子或原子电离而产
生，出现的灿烂美丽的光辉
• 地球大气又称“氮氧大气”,结合地球大气圈25 km以下干洁空气的主要成分表, 完成1、2题。
气体成分 氮(N2) 氧(O2) 氩(Ar)
二氧化碳(CO2)
体积分数(%) 78.08 20.94 0.93
(二) 平流层
• 温度：下冷上暖 • 运动状况：平流运动 • 厚度：约为40km • 特点：①臭氧层吸收太阳紫外线，使
环境化学 第二章 大气环境化学
大气中重要吸光物质的光离解
4 3
（1） O2和N2的光离解
2
1 O2键能493.8KJ/mol。相 应波长为243nm。在紫外区 lgε 0 120-240nm有吸收。
O2 + hν
λ < 240 nm
-1 -2
O· + O·
N2键能：939.4KJ/mol。 对应的波长为127nm。
-3
-4
HNO
3
h ν HO NO
2
2
HO CO CO
H
2
H O 2 M HO 2HO
2
M
(有CO存在时）
H 2O 2 O 2
产生过氧自由基和过氧化氢
(5) SO2对光的吸收
SO2的键能为545.1kJ/mol， 吸收光谱 中呈现三条吸收带，键能大，240 - 400 nm 的光不能使其离解，只能生成激发态：
思考题:
太阳的发射光谱 和地面测得的太阳光 谱是否相同?为什么?
3.3大气中重要自由基来源
自由基 由于在其电子壳层的外层有
一个不成对的电子，因而有很高的活 性，具有强氧化作用。如：
CH 3 C(O)H hv H 3 C HCO
由于高层大气十分稀薄，自由基的半 衰期可以是几分钟或更长时间。自由基参 加反应，每次反应的产物之一是自由基， 最后通过另一个自由基反应使链终止，如：
SO 2 h SO 2
*
240 400 nm
SO2*在污染大气中可参与许多光化学反应。
（ P73,图2－32）
(6) 甲醛的光离解
HCHO中H-CHO的键能为 356.5 kJ/mol， 它对 240 – 360 nm 范围内的光有吸收， 吸光后的光解反应为：
大气的结构与组成
大气的结构与构成大气的结构与构成一、大气结构大气圈：受地心引力而随地球旋转的大气层，厚度从地表到1000—1400km高度范围，总质量为6000×1015kg，为地球质量的百万分之一大气在垂直方向上的物理性质有显著的差异。
依据温度、成分、电荷等物理性质，以及大气的垂直运动情形，可将大气分为五层。
1、对流层（1）厚度：下界－地面，不及整个厚度的1％。
但是由于地球引力的作用，这一层集中了整个大气90%的质量。
它具有以下三个基本特征。
（2）、特征：1）、对流层中气温随高度加添而降低，一般为－6、50C/1km。
2）、空气对流运动显著，且低纬夏季强，高纬冬季弱。
3）、气象要素水平分布不均匀，由于受地表性质差异影响大，因些温度、湿度的水平分布不均，于是可产生一系列物理过程，形成多而杂的天气现象。
2、平流层厚度：对流层顶－50—60 公里特点：对流层顶到35—45公里左右的高度气温不变，称同温层，35公里以上升温快，到顶部可接近00C，平流层15—35km集中了大气中大部分的臭氧。
3、中心层厚度：80—85 公里特点：气温随高度上升而快速下降，并有猛烈的垂直运动，在这一层顶部，气温降到—830C———1130C以下。
4、暖层（电离层）厚度：中心层顶－800公里特点：气温随高度上升而快速上升，在300公里处达10000C。
这重要由于全部波长0.175μm的太阳紫外线辐射都为该层中的大气物质所汲取，并处于高度电离状态，所以又称电离层。
电离层能反射短波波段的无线电波，故在远距离短波无线电通讯中具有紧要意义。
5、散逸层（外层）即800公里以上的大气层。
气温随高度而上升，由于温度高，空气粒子运动速度很快，又距地球较远，地球引力作用小，大气质点常常散逸至星际空间。
二、大气的构成1、构成：混合气体、水汽和悬浮微粒构成2、干洁空气：除去水汽和悬浮微粒的空气，重要成分是氮（78.1%）、氧（20.9%）和氩（0.9%），合占干洁空气总容积的99.9％。
第一节 ：大气的组成与构造01
空 气
臭氧
吸收太阳辐射的紫外线，对地球生命体有 保护作用
水汽和固体 成云致雨的必要条件, 固体杂质是凝结核， 杂质 促成水汽的凝结
举例说明人为活动对大气成分有怎样的改变？这些改 变对环境有什么影响？
CO2在增加 出现温室效应 大面积毁林开荒 矿石燃料的燃烧
O3在减少 出现 O3空洞 空调 冰箱 使用氟利昂
平流层 高层大气
_______ _______
气温随高度升高而 。 该层大气中的 吸
收太阳紫外线而增温 是 的
太气运动以 主
运动为
该层大气上暖下冷, 大气对流很弱
理想飞行 区域;臭氧 层有保护
无云雨现象,能见度高
水汽、悬浮固体颗粒 地球生命 杂质等极少,气流稳 的作用
定
______ 若
干电离层,
空气密度
.
空气处于
气温随ห้องสมุดไป่ตู้度增加先_____后
高度电离
.
状态,能反
射无线电
短波,对
_____
有重要作
用
和 季 节 而 变 化 , 低 纬 度 地 区 水圈和岩石圈等接触越
高纬度地区,夏季 冬季 密切
气温随高度的增加而 (每 是低层大气主要的直 升高1km气温大约下降6℃) 接热源,该层上部冷、下
部热 等天 气 现 象大 都 该层空气 运动显著 发生在这层,天气现象 。 ,随着空气的对流运动,
近地面的水汽和固体杂 质向上输送,在上升过程 中随着温度降低,容易成 云致雨
地面
高层大气 平流层
高 度 50千米以上 现 象 存在电离层，反射无线电短波 气温特点 气温随高度增加先降低后增加 与人类关系 影响无线电短波通信
大气的组成和结构
平均说来，低纬度对流层顶高、高纬度对流层顶低。 同一地区，对流层顶高度夏季高于冬季。
1 对流层
➢ 对流层集中了约75%的大气质量和90%以上的水汽。 ➢ 对流层大气热量的直接来源主要是空气吸收地面发出的长
波辐射，靠近地面的空气受热后热量再向高处传递。 ➢ 对流层中，水汽和二氧化碳对大气温度变化的影响最大。
2020/6/15
中国民航大学 空管学院
第一章 大气的组成和结构
第一节 大气组成 第二节 大气结构 第三节 空气状态方程 第四节 标准大气
地球大气
地球表面的外层是多种气体混合组成的空气，受地球重 力作用，围绕地球占有一定的空间，称为地球大气，简称大 气 （Atmosphere）。
大气不停地运动，不断地变化，呈现出各种各样的天气 （Weather）现象。
对流层三大重要特对征流层：的三个主要特点：
气温随着高度的增高而降低 具有强烈的对流和湍流运动 各气象要素水平分布不均匀
因为大气不能吸收太阳短波辐射，但地 面能吸收太阳辐射而升温并放出长波辐 射，大气主要通过吸收地面的长波辐射 低层和空通气过由对于流从、地湍面流得等到方热式量从使地之面受吸热收上热升， 高层量气冷才象空能要气升素下温水沉，平，因分从而布而越不造接均成近匀对地。流面层的内大存气在得强 烈的到由垂的于直热各混量地合越纬作多度用，和。造地热成表带对性地流质面层的温的差度气异高温，随地垂高面直 混合度上能升空到高空很而气高降在高低水度。平，方对向流上层具顶有高不度同高物；理极属地 地度面低性从温。，而度温产低、生，压各垂、种直湿天混等气合要过作素程用水和弱平天，分气对布变流不化层均。顶匀高，
T1
北Y 东X
二、大气垂直分层结构
大气层状结构：
对流层（Troposphere） 平流层/同温层（Stratosphere） 中间层（Mesosphere） 暖层/电离层（Thermosphere） 外逸层（Exosphere）
1 对流层
➢ 对流层集中了约75%的大气质量和90%以上的水汽。 ➢ 对流层大气热量的直接来源主要是空气吸收地面发出的长
波辐射，靠近地面的空气受热后热量再向高处传递。 ➢ 对流层中，水汽和二氧化碳对大气温度变化的影响最大。
2020/6/15
中国民航大学 空管学院
第一章 大气的组成和结构
第一节 大气组成 第二节 大气结构 第三节 空气状态方程 第四节 标准大气
地球大气
地球表面的外层是多种气体混合组成的空气，受地球重 力作用，围绕地球占有一定的空间，称为地球大气，简称大 气 （Atmosphere）。
大气不停地运动，不断地变化，呈现出各种各样的天气 （Weather）现象。
对流层三大重要特对征流层：的三个主要特点：
气温随着高度的增高而降低 具有强烈的对流和湍流运动 各气象要素水平分布不均匀
因为大气不能吸收太阳短波辐射，但地 面能吸收太阳辐射而升温并放出长波辐 射，大气主要通过吸收地面的长波辐射 低层和空通气过由对于流从、地湍面流得等到方热式量从使地之面受吸热收上热升， 高层量气冷才象空能要气升素下温水沉，平，因分从而布而越不造接均成近匀对地。流面层的内大存气在得强 烈的到由垂的于直热各混量地合越纬作多度用，和。造地热成表带对性地流质面层的温的差度气异高温，随地垂高面直 混合度上能升空到高空很而气高降在高低水度。平，方对向流上层具顶有高不度同高物；理极属地 地度面低性从温。，而度温产低、生，压各垂、种直湿天混等气合要过作素程用水和弱平天，分气对布变流不化层均。顶匀高，
T1
北Y 东X
二、大气垂直分层结构
大气层状结构：
对流层（Troposphere） 平流层/同温层（Stratosphere） 中间层（Mesosphere） 暖层/电离层（Thermosphere） 外逸层（Exosphere）
【新教材】 第一节 大气的组成和垂直分层
随高度增加而递减
对流活动强烈
天气现象复杂多 变
15
随堂练习
读大气垂直分层示意图,完成1~4题。
1.人类排放的氟氯烃对大气层中影响最大的是( B )
A.A层 B.B层 C.C层 D.D层
2.“蓝蓝的天上白云飘,白云下面马儿跑”,歌词中的蓝天白云发生在( A)
A.A层 B.B层 C.C层 D.D层
3．关于图中内容的叙述，正确的是( D )
(2)二氧化碳被誉为“地球生命的保护伞”。 ( ╳ )
10
大气的垂直分层
二、大气的垂直分层
分层依据：大气的温度、运动状况和密度。
高层大气
平流层 对流层
11
大气的垂直分层 对流层
特点：
➢ 对流层是大气圈的最底层； ➢ 占大气圈质量的3/4，几乎全部的水汽、杂质、污染物； ➢ 对流层高度：低纬度地区17-18千米，高纬度地区仅8-9千米； ➢ 气温随高度增加而降低 ➢ 云、雨、雾、雪都发生在对流层。
6
人类对大气层的影响 如今大气的主要成分是经过长期演化的结果，短时期内是不会发生大的变动的。 然而，由于人类的不合理活动，大气的成分和含量在悄悄地变动。 影响一：
工业废气、化石燃料的燃烧，汽车尾气排放等人类活动排放的污染物进入大气中，对大气造成污染。
7
人类对大气层的影响 影响二：
过量使用空调，导致大气中氟氯昂增多，导致臭氧层破坏，因此臭氧层吸收紫外辐射的能力大大减 弱，导致到达地球表面的紫外线明显增加，给人类健康和生态环境带来多方面的的危害。
氧气
➢ 氧气是人类和其他生物维持生命活动所必需的物质；
➢ 氮是地球生物体的基本元素；
氮气
➢ 二氧化碳是绿色植物光合作用的基本材料；
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等。
1、干洁空气
N2占大气质量的78%，O2占大气质量的21%. O3：主要分布于10~50km高度的平流层大气中，极大
值在20~35km之间。 O3可以强烈吸收太阳紫外线辐射而增温，同时也使地
球生物免受了过多紫外线（Ultraviolet）的照射。
干洁大气之 CO2
• CO2：吸收地面受热后放出的长波辐射，对地球具有“温 室效应”（Green House Effect）的作用。对天气影响较 大的成分
50 60km
对流层顶
Tropopause
8 9km
Thermosphere
暖层
10 12km
17 18km
对流层
Troposphere
平流层
Stratosphere
中间层
Mesosphere
ATMOSPHERIC LEVELS
大气的分层
二、大气垂直分层结构
1、对流层
对流层（Troposphere）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，发生对流运动，故得名对流层。
• 二氧化碳含量分布特点：
– 工业区多、农村少 – 同一地区冬季多、夏季少 – 夜间多、白天少 – 阴天多、晴天少
讨论总结：
二氧化碳在空气中质量分数发生 变化的原因？
2、水汽
水汽在大气中所占的比例很小，仅0.1% - 3%，却是大 气中最活跃的成分。水对于地球上生命的有重要意义。
2、水汽
水汽的分布：
对流层的重要特征：
气温随着高度的增高而降低
具有强烈的对流和湍流运动
各气象要素水平分布不均匀
因为大气不能吸收太阳短波辐射，但地 面能吸收太阳辐射而升温并放出长波辐 射，大气主要通过吸收地面的长波辐射 和通过对流、湍流等方式 从地面吸收热 低层空量气才由能于升从温地，面因得而到越热接量近使地之面受的热大上气升得， 高层冷到空的气热下量沉越，多从，而造造成成对对流流层层的内气存温在随强高 烈的垂度气直升象混高要合而素作降水用低平。。分热布带不地均面匀温。度高，垂直 混地合面能温由上到度于空很低各空高，地气高垂纬在度直度水，混和平对合地方流作表向层用性上顶弱质具高，的有度对差不高流异同；层，物极顶地理地高面属 度低。性，温、压、湿等要素水平分布不均匀，
– 在一定的天气条件下，气溶胶粒子常聚集在一起，形成 霾、风沙浮尘等视程障碍现象，使大气透明度变差；
– 吸收、散射和反射地面和太阳辐射，影响大气温度；
大气各成分的作用
大气组成
主要作用
干 洁
主要 成分
氮 氧
空 气
次要 CO2
成分
O3
生物体的基本成分
维持生物活动的必要物质
植物光合作用的原料；对地面保温 吸收紫外线，使地球上的生 物免遭过量紫外线的伤害
第一节大气的组成和结构
一、大气组成 二、大气圈的结构
地球大气
地球表面的外层是多种气体混合组成 的空气，受地球重力作用，围绕地球占有 一定的空间，称为地球大气，简称大气 （Atmosphere）。
地球大气
大气不停地运动，不断地变化，呈现出各种各样 的天气 （Weather）现象。
大气的状态用气温、气压、湿度、风、云、降水、 能见度等气象要素 （Meteorological Element）表示。
水 汽 成云致雨的必要条件 对地面保温
固体杂质
成云致雨的必要条件
看视频，试着解释其中的科学道理
二、大气圈的结构
1、大气垂直分层依据 2、大气分层及各层特征
一、大气垂直分层的依据——气温垂直递减率
气温垂直递减率的定义：
T
Z
T+∆T
Z+∆Z ∆Z
T
Z
∆ T 为温度变化量
∆ Z 为高度变化量
在对流层中，平均取γ = 0.6-0.65 ºC/100 m
二、大气垂直分层结构
大气层状结构：
对流层（Troposphere） 平流层/同温层（Stratosphere） 中间层（Mesosphere） 暖层/电离层（Thermosphere） 外逸层（Exosphere）
垂直分层的高度
80 90km
1 600 km Exosphere
散逸层
水平地理分布不均。 大气中的水汽含量随高度的增加而逐渐减少。 约50%的水汽集中在约2km以下，约大于90%的
水汽集中在5km以下；99%的水汽集中在对流层。 水汽是成云致雨的物质基础，故大多数复
杂天气均出现在中低空，高空晴朗。
水汽之对天气的影响：
– 1、水汽相变产生云、雾、露、霜、雨、雪、雹 等天气现象。
从而产生各种天气过程和天气变化。
1 对流层
多数天气发生在对流层中，包 括云、降水和风，特别是引起 对流云发展的垂直气流。
1 对流层
按气流和天气现象分布的特点，对流层可分为三个层次：
• 下层（离地面1500m高度以下）－又名摩擦层，空气运动受地形扰动和地 表摩擦作用最大，气流混乱。
• 中层（摩擦层顶到6000m高度）－空气运动受地表影响较小，气流相对平 稳，可代表对流层气流的基本趋势，云和降水大多生成于这一层。
对流层顶高度：
•
平均说来，低纬度对流层顶高、高纬度对流层顶低。
•
同一地区，对流层顶高度夏季高于冬季。
1 对流层
对流层：
➢ 对流层集中了约75%的大气质量和90%以上的水汽。 ➢ 对流层大气热量的直接来源主要是空气吸收地面发出的长
波辐射，靠近地面的空气受热后热量再向高处传递。 ➢ 对流层中，水汽和二氧化碳对大气温度变化的影响最大。
一、大气组成
1、干洁空气（Dry Air） 除水汽、气溶胶以外的整个混合气体 2、水汽（Water Vapor） 垂直和水平分布差异较大；大气中唯一能发生相变的成分，来
源于地面，含量变化。容积计约占0~5%。 3、气溶胶粒子（大气杂质）（Aerosols）
水汽凝结物水滴和冰晶 悬浮的固体微粒烟粒、盐粒、尘粒、各种凝结核以及带电离子
• 上层（从6000m到对流层顶）－受地表影响更小，水汽含量很少，气温通 常在0以下，各种云多由冰晶或过冷水滴组成。
– 2、相变过程中放出或吸收热量，影响地面和空 气的温度。
– 3、水汽与气温及天气变化关系密切：大气运动 中的水汽通过状态变化传输热量。
3、大气气溶胶
（1）定义 气溶胶 (Aerosols) ：指悬浮在大气中的固体微粒和 水汽凝结物。
3、大气气溶胶
（2）对天气的影响：
– 充当水汽的凝结核，在云、雾、降水等的形成过程中起 着重要作用。
1、干洁空气
N2占大气质量的78%，O2占大气质量的21%. O3：主要分布于10~50km高度的平流层大气中，极大
值在20~35km之间。 O3可以强烈吸收太阳紫外线辐射而增温，同时也使地
球生物免受了过多紫外线（Ultraviolet）的照射。
干洁大气之 CO2
• CO2：吸收地面受热后放出的长波辐射，对地球具有“温 室效应”（Green House Effect）的作用。对天气影响较 大的成分
50 60km
对流层顶
Tropopause
8 9km
Thermosphere
暖层
10 12km
17 18km
对流层
Troposphere
平流层
Stratosphere
中间层
Mesosphere
ATMOSPHERIC LEVELS
大气的分层
二、大气垂直分层结构
1、对流层
对流层（Troposphere）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，发生对流运动，故得名对流层。
• 二氧化碳含量分布特点：
– 工业区多、农村少 – 同一地区冬季多、夏季少 – 夜间多、白天少 – 阴天多、晴天少
讨论总结：
二氧化碳在空气中质量分数发生 变化的原因？
2、水汽
水汽在大气中所占的比例很小，仅0.1% - 3%，却是大 气中最活跃的成分。水对于地球上生命的有重要意义。
2、水汽
水汽的分布：
对流层的重要特征：
气温随着高度的增高而降低
具有强烈的对流和湍流运动
各气象要素水平分布不均匀
因为大气不能吸收太阳短波辐射，但地 面能吸收太阳辐射而升温并放出长波辐 射，大气主要通过吸收地面的长波辐射 和通过对流、湍流等方式 从地面吸收热 低层空量气才由能于升从温地，面因得而到越热接量近使地之面受的热大上气升得， 高层冷到空的气热下量沉越，多从，而造造成成对对流流层层的内气存温在随强高 烈的垂度气直升象混高要合而素作降水用低平。。分热布带不地均面匀温。度高，垂直 混地合面能温由上到度于空很低各空高，地气高垂纬在度直度水，混和平对合地方流作表向层用性上顶弱质具高，的有度对差不高流异同；层，物极顶地理地高面属 度低。性，温、压、湿等要素水平分布不均匀，
– 在一定的天气条件下，气溶胶粒子常聚集在一起，形成 霾、风沙浮尘等视程障碍现象，使大气透明度变差；
– 吸收、散射和反射地面和太阳辐射，影响大气温度；
大气各成分的作用
大气组成
主要作用
干 洁
主要 成分
氮 氧
空 气
次要 CO2
成分
O3
生物体的基本成分
维持生物活动的必要物质
植物光合作用的原料；对地面保温 吸收紫外线，使地球上的生 物免遭过量紫外线的伤害
第一节大气的组成和结构
一、大气组成 二、大气圈的结构
地球大气
地球表面的外层是多种气体混合组成 的空气，受地球重力作用，围绕地球占有 一定的空间，称为地球大气，简称大气 （Atmosphere）。
地球大气
大气不停地运动，不断地变化，呈现出各种各样 的天气 （Weather）现象。
大气的状态用气温、气压、湿度、风、云、降水、 能见度等气象要素 （Meteorological Element）表示。
水 汽 成云致雨的必要条件 对地面保温
固体杂质
成云致雨的必要条件
看视频，试着解释其中的科学道理
二、大气圈的结构
1、大气垂直分层依据 2、大气分层及各层特征
一、大气垂直分层的依据——气温垂直递减率
气温垂直递减率的定义：
T
Z
T+∆T
Z+∆Z ∆Z
T
Z
∆ T 为温度变化量
∆ Z 为高度变化量
在对流层中，平均取γ = 0.6-0.65 ºC/100 m
二、大气垂直分层结构
大气层状结构：
对流层（Troposphere） 平流层/同温层（Stratosphere） 中间层（Mesosphere） 暖层/电离层（Thermosphere） 外逸层（Exosphere）
垂直分层的高度
80 90km
1 600 km Exosphere
散逸层
水平地理分布不均。 大气中的水汽含量随高度的增加而逐渐减少。 约50%的水汽集中在约2km以下，约大于90%的
水汽集中在5km以下；99%的水汽集中在对流层。 水汽是成云致雨的物质基础，故大多数复
杂天气均出现在中低空，高空晴朗。
水汽之对天气的影响：
– 1、水汽相变产生云、雾、露、霜、雨、雪、雹 等天气现象。
从而产生各种天气过程和天气变化。
1 对流层
多数天气发生在对流层中，包 括云、降水和风，特别是引起 对流云发展的垂直气流。
1 对流层
按气流和天气现象分布的特点，对流层可分为三个层次：
• 下层（离地面1500m高度以下）－又名摩擦层，空气运动受地形扰动和地 表摩擦作用最大，气流混乱。
• 中层（摩擦层顶到6000m高度）－空气运动受地表影响较小，气流相对平 稳，可代表对流层气流的基本趋势，云和降水大多生成于这一层。
对流层顶高度：
•
平均说来，低纬度对流层顶高、高纬度对流层顶低。
•
同一地区，对流层顶高度夏季高于冬季。
1 对流层
对流层：
➢ 对流层集中了约75%的大气质量和90%以上的水汽。 ➢ 对流层大气热量的直接来源主要是空气吸收地面发出的长
波辐射，靠近地面的空气受热后热量再向高处传递。 ➢ 对流层中，水汽和二氧化碳对大气温度变化的影响最大。
一、大气组成
1、干洁空气（Dry Air） 除水汽、气溶胶以外的整个混合气体 2、水汽（Water Vapor） 垂直和水平分布差异较大；大气中唯一能发生相变的成分，来
源于地面，含量变化。容积计约占0~5%。 3、气溶胶粒子（大气杂质）（Aerosols）
水汽凝结物水滴和冰晶 悬浮的固体微粒烟粒、盐粒、尘粒、各种凝结核以及带电离子
• 上层（从6000m到对流层顶）－受地表影响更小，水汽含量很少，气温通 常在0以下，各种云多由冰晶或过冷水滴组成。
– 2、相变过程中放出或吸收热量，影响地面和空 气的温度。
– 3、水汽与气温及天气变化关系密切：大气运动 中的水汽通过状态变化传输热量。
3、大气气溶胶
（1）定义 气溶胶 (Aerosols) ：指悬浮在大气中的固体微粒和 水汽凝结物。
3、大气气溶胶
（2）对天气的影响：
– 充当水汽的凝结核，在云、雾、降水等的形成过程中起 着重要作用。