大气圈的组成与结构
2.观察并讨论人类活动是怎样影响大气中二氧化碳的含 量变化的?会产生什么影响?
二 氧 化 碳
工厂
地球出汗了!
1.被称为“地球生命保护伞”的是指D( )
A.硫氧化合物 B.氮氧化合物 C.二氧化碳 D.臭氧
2.下列说法正确的是(B )
A大气是以氮氧为主的混合物,氮氧占99%
B大气中的氧是人类和生物维持生命活动必需 的物质
• A.增加大气逆辐射.避免农作物受到冻害 B.增加 大气中的二氧化碳.以利光合作用
• C.增加地面辐射.减少地面热量损失 气中的水汽.满足植物对水的需求
D.增加空
• •
((12) )AB层层_主_要下_的部直冷接_热_源上_是部_热_地,_面以_辐__射__平_。流_
__运动为主。
• (3)在A、B、C三层中,与人类关系最密切的
3.有关低层大气增温的叙述正确的是(A )
A主要是地面的长波辐射被大气中的水汽和二氧化 碳吸收的结果
B主要是太阳晒热地面,地面又辐射被大气中的水汽和二氧化碳吸收 的结果
D主要是受太阳光热照射的结果
• 4.深秋时节,农民有时会在农田里燃烧秸秆制造
烟雾,这是为了(A )
C大气中的氮是植物光合作用的重要原料, 对地面还有保温作用
D固体尘埃和氧是成云致雨的必要条件
(二)大气的垂直分层
高 层 大 气
平 流 层 对流层
(二)大气的垂直分层
高 层 大 气
平 流 层 对流层
(二)大气的垂直分层
高 层 大 气
平 流 层 对流层
特点
与人类 的关系
对 气温随高度增加
流 而递减;空气对
地面
“太阳暖大地” “大气还大地” “大地暖大气”
【实战演练】 根据所学知识解释自然现象。
1、多云的夜间,为什么气温比晴天高?
(夜晚多云,增强了大辐气大逆辐射,所以气温比
晴天高)
辐地 射气 射面 逆
辐地 射面
2、在深秋,为什么人造烟幕能起到防御霜冻的作用? (人造烟幕能增强大气逆辐射,减少夜晚地面辐 射损失的热量,对地面起到保温作用,所以可防 御霜冻)
层
流运动显著;天 气现象复杂多变
与人类 关系最 为密切
平 气温随高度增加 利
流 而迅速上升;大 于
层
气水平运动为主; 能见度高
飞 行
高 层
对无线电 通信 有
大
重要作用
气
二、大气的受热过程
【合作探究】
1.削弱作用主要表 现为那三种形式?
吸收、反射、散射
吸 收
反射
云
空气分子和细小尘埃
散射
2.起吸收作用的物 质主要是什么? 各有何特性?
一、大气圈的组成与结构
(一)大气的组成
【合作探究】1.低层大气组成成分有哪些?各
成分的主要作用又是什么呢?
大气组成
主要作用
干 主要 氮
生物体的基本成分
洁 成分 氧
维持生物活动的必需物质
空 气 次要 CO2
植物光合作用的原料;调节地表温度
成分 O3
“地球生命的保护伞”
水汽 固体杂质
成云致雨 的必要条件;保温作用 成云致雨 的必要条件
水汽、二氧化碳主要吸收 吸 红外线(长波辐射),臭 收 氧吸收紫外线(短波辐
射)。可见都具有明显的 选择性。
大气的保温作用 动画
大气对地面的保温作用
大气上界
地面
大气的保温作用 动画
大气对地面的保温作用
太 阳 辐 射
地 大气吸收19% 面 吸 收
射向宇宙空间
大
大
气
气
辐
吸
射
收
大气逆辐射
大气上界
地面增温
是_A__层;飞机多在_B___层飞行,因为该 层__大气_平_稳_天_气_晴_朗_能_见_度高_;_B___层是人 类生存环境的天然屏障;___C ___层的电离
层对无线电通讯有重要作用。
简述大气圈的结构
简述大气圈的结构大气圈是围绕地球的一层气体,它是地球上生命存在的基础之一。
大气圈的结构可以分为四个主要层次:对流层、平流层、臭氧层和热层。
首先是对流层,它是大气圈最接近地球表面的一层,也是最厚的一层,大约有10公里至15公里的厚度。
对流层的上界被称为对流层顶。
在对流层中,空气的温度随着高度的增加而逐渐下降,平均每上升100米温度下降约0.65摄氏度。
这是因为地球表面受到太阳辐射的加热,从而使空气被加热并上升,然后冷却并下沉。
这种上升和下沉的运动形成了对流层的特点,所以它被称为对流层。
接下来是平流层,它位于对流层之上,大约在15公里至50公里之间。
平流层的特点是空气的温度随着高度的增加而保持稳定,甚至有时会略微上升。
这是因为在平流层中,空气流动的方式是水平流动,而不是上升和下降。
平流层在大气层中起到了重要的作用,它阻止了大气中的湿气和污染物向上扩散,保持了对流层的稳定。
在平流层之上是臭氧层,它位于大约50公里至80公里之间。
臭氧层是由臭氧分子组成的,它可以吸收太阳辐射中的紫外线,并将其转化为热能。
这种臭氧层的存在对地球生命的保护至关重要,因为紫外线辐射对生物体有害。
然而,由于人类活动导致大气中的臭氧层受到破坏,臭氧层的减少已经成为一个严重的环境问题。
最后是热层,它位于大约80公里以上。
热层是大气圈最外层,也是最稀薄的一层。
在热层中,空气的温度会随着高度的增加而上升。
这是因为在这个高度范围内,太阳辐射对大气的影响较小,而热层的主要加热来源是地球本身的热量释放。
总的来说,大气圈的结构是由不同的层次组成的。
每个层次都有其独特的特点和功能。
了解大气圈的结构能够帮助我们更好地理解地球的气候变化和环境变化,同时也有助于我们更好地保护和利用地球资源。
辐散反气旋辐合
第 一
பைடு நூலகம்
大气的主要气体成分、含量及分子量
节
大气气体的主要成分及含量
主要气体成分 空气中的含量/按体积% 平均滞留期/ 年 分子量
氮(N2) 氧(O2) 氩(Ar) 二氧化碳(CO2) 臭氧(O3) 甲烷(CH4) 水汽(H2O)
78.08
20.95
0.93 0.03(可变) 0.000 001(可变) 0.000 165 可变
体积混合比 1.1X10-6 0.1X10-6 0.5X10-6 1.7X10-6 0.3X10-6 10X10-8~50X10-8
地球大气主要是由氮和氧等组成。目前,人们关心最多的含量较 少、寿命较短的微量和痕量成分,如二氧化碳、臭氧、水汽及气溶胶 等。这是因为尽管他们的浓度很低,但他们在大气中的浓度均有较大 的时空变化,对地气系统热量的收支、大气温度的垂直结构及人类有 着明显的影响。
为“臭氧层”,再往上逐渐减
20
少,到50 km以上就极少了。
这是由于不同高度上O3的形成 条件不同造成的。
10
臭氧层
据观测,大气中CH4的增 加将引起对流层O2的增加,而 N2O和CFCs的增加将引起平 流层O3的减少。
0 1017
1018 臭氧浓度/m-3
1019
第 大气臭氧的季节变化和纬度分布
心向外辅散的大气系统叫做反气旋。由于受地转偏向力的作用,气旋、反气旋旋转 的方向正好相反。
第
二
大气运动
节
大气环流:在太阳辐射、地球自转、地表面性质以及地面摩擦的共同作
用,使得大气圈内的空气产生了不同规模的三维运动。
季风:大范围地区,盛行风随季节变化而发生有规律改变的现象。
局地环流:
大气的组成、结构与受热
B 高
低
北半球近地面
C 北半球近地面
比较风速
A
B
1000百帕 1008百帕 1016百 帕
等压线越密集,水平气压 梯度力越大,风力也越大 水平气压梯度力相同时,近地面 与高空、海面与陆地的风速?
练习:图中是北半球近地面,画出A、B两地的风向
1004 1002 A 甲 1000
B
1006 1008 1010 乙
第二节
大气圈与天气、气候
一、大气的组成与结构
1、大气圈的组成以及大气各成分的作用 干洁空气、水汽、固体杂质
大气各成分的作用
大气组成 主要 干 成分 氧 洁 空 CO2 气 次要 成分 O3 水 汽 氮 主 要 作 用 生物体(蛋白质)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 成云致雨的必要条件 对地面保温
2只受水平气压梯度力的影响—— 风向垂直等压线
风向
(hPa)
1010 1020 1030
2、受水平气压梯度力与地转偏向力的影响
(hPa)
——风向与等压线平行
468 476 484 492
500
气压梯度力 地转偏向力 风向
4、受水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦 力的影响 (hPa) ——风向与等压线有一夹角 1000
地面 B A C
取暖机和空调的安装位置有何不同?为什么?
壁式空调
暖风片
一、热力环流的原理
低
高空
1020hpa
高
低
1060hpa
1100hpa
地面 高
低
受热 冷却
A C 注意:气压高低我们说的是“同一水平面” B
《地球科学概论》第三章 大气圈
二、气象要素-气温
(一)气温周期变化
气温:大气热力状况的数 量度量,是空气分子平均 动能大小的体现。
气温的日变化
气温的年变化
气温日较差:一天之内最高 温与最低温之差;
气温年较差:年内最热月与 最冷月平均气温之差。
1.气温日较差的影响因素:
1)纬度:低纬>高纬; 2)下垫面:陆上>海上; 3)季节:夏季>冬季(中纬度最明显); 4)地形:凹地>平地; 凹下地形(盆地和谷地),白天比平地高,夜晚比平地低。 5)天气情况:晴天>阴天;干燥地区>潮湿地区。
自平流层顶至85km左右高空的大气层。 ① 由于没有臭氧吸收太阳辐射的紫外线,气温随高 度增大而迅速下降,至中间层顶界气温降至-83℃~113℃; ② 由于下热上冷,再次出现空气的垂直运动; ③ 顶部出现弱电离现象。
(4)热层(电离层)
从中间层顶到800km高空的大气层。
① 空气很稀薄,质量占大气圈总质量的0.5%; ② 在太阳辐射和宇宙高能粒子作用下,温度迅速 升高,再次出现温度随高度增加而升高的现象, 到500km高空处温度高达1201℃;
② 中纬环流与高纬环流
两极大气冷却收缩,形成“极地高压带”; 在南纬与北纬60°附近形成一个相对的“副极地低
压带”; 从极地高压带到副极地低压带之间形成“极地东风
带”,从副热带高压带到副极地低压带之间形成 “盛行西风带”; 极地东风与盛行行西风在副极地低压带相遇时形成 上升气流,构成中纬环流和高纬环流。
(2)大气中的凝结现象(雾):漂浮在近地面层的乳白色微小水滴
或冰晶。
(3)高空水汽凝结现象:云。
(三)大气降水
降水形成:从云层中降落到地面的液态或固态水。 条件:一是雨滴下降速度超过上升气流速度;二是雨滴从云
大气圈层结构ppt
表2.1 我国部分高原训练基地的地理坐标
地点
甘肃榆中
青海多巴
云南海埂
河北兴隆
云南呈贡
海拔/m
1996
2366
1888
2118
1906
经度
104°02′E
101°31′E
102°41′E
117°22′E
102°48′E
纬度
35°52′N
36°40′N
25°01′N
40°36′N
24°53′N
在奥运会等世界重大体育赛事中,来自非洲埃塞俄比亚、肯尼亚的中长跑运动员往往成绩优异在非洲地形图上,找出这两个国家,归纳它们共同的地形特点由此,你能推测这两个国家中长跑运动员成绩优异的原因吗?
P66”探究“
问题探究:
1. 有人认为,臭氧层是“地球生命的保护伞”。你认同这种看法吗?为什么?
同意。过量的紫外线辐射会增加人的皮肤癌患病率,还会引起白内障、免疫系统缺陷和发育停滞等疾病,而臭氧层可以吸收绝大部分对人有害的太阳的紫外线,保护地球上的生命免遭紫外线伤害。所以说,臭氧层是“地球生命的保护伞”。
B
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
C
课堂小结
干洁空气
水汽
杂质
大气组成
对流层
高层大气
大气垂直分层
平流层
大气的组成与垂直分层
一架客机要求保持在十千米左右的高度飞行,应该在( )地方上空飞最安全。
A.澳大利亚上空 B.加拿大北部上空C.新加坡上空 D.中国南部上空
对流层受地面影响,高度随纬度和季节而变化。
中纬度更明显
活动:1.在对流层,海拔每上升 100 米,气温约下降 0.6 ℃,从而形成一个随高度增加而温度下降的大气垂直温度梯度。据此,完成相关任务。
大气组成、分层、热力作用
大气(大气中的水汽、二氧化 碳强烈吸收地面长波辐射)依 靠吸收地面的长波辐射增温
地面辐射是低层大气的 主要直接的能量来源 大气通过大气逆辐射实 现了对地面的保温作用
画一画
大气的受热过程我们可以简单的 概括为“太阳暖大地”、“大地暖大 气”、“大气还大地”三个过程,你 能用最简单的图形来说明其过程吗?
大气的垂直分层示意图
(2)各层特征比较
垂直分 高度(KM) 层
A____ 层
气温特点
大气运 动状况
与人类关系
平均厚度 随高度增加而 ________ ________ 随高度增加而 ________
最为密切,合飞机飞行 为主 有_______, 能反射短波无 线电波
思考: 在“大气的 垂直分层” 图中,对流 层的气温为 什么会随海 拔的升高而 降低。
太 太阳辐射是地球上最主要的能量来源 阳 太阳辐射能主要集中在 辐 哪个部分? 射 集中在可见光区 光 谱 太阳辐射属于短波辐射 示 意 图 物体温度越高,辐射的波长越短;
物体温度越低,辐射的波长越长。
思考
1、大气主要吸收太阳 辐射中的哪些波段的 能量? 2、大气增温是不是依 靠大气直接吸收太阳 辐射增温的? 3、低层大气主要直接 的能量来源是什么? 4 、大气对地面的保温 作用主要是通过什么 途径实现的?
臭氧:1.14×10
-6
1、大气圈(低层大气)的组成成分及其作用
组成 作用 地球生物体内蛋白质的重要组成部分 人类和一切生物维持生命活动必需的物质
干 洁 空 气
氮 氧
CO2
O3
水汽
绿色植物进行
4[1].大气圈、生物圈
气温分异:气温的分布主要受纬度、海陆、地形、海拔高度等因素的制约,其中纬度因素决定
了气温的纬度地带性分异,而海陆、地形及海拔高度则成为气温非地带性分异的因素。 湿度和降水的分异:海洋上空水汽充沛,湿度大,而陆地上空相对缺乏,湿度较小。沿海地区,
随着向陆地内部的逐渐过渡,湿度也逐渐减小。 气候分异: 纬度地带性:气候形成的主导因素是太阳辐射在地表的加热不均,以及由此产生的全球气压带、 风带的分布及季节移动,导致气候类型普遍具有沿纬度更替的趋向。 湿度分带性:由于海陆分布的不同,引起了海陆间气温、气压、风向、降水等气候要素随季节 的变化,使得同一纬度带内产生了海洋性气候和大陆性气候的分异。 垂直带性:高大山体本身在不同高度上,气温和降水组合不同,形成不同的水热特征,导致山
大气的辐合:在低压中心附近,大气由周围向中心集中。 大气的辐散:在高压中心附近,大气向周围散开。 气旋、反气旋:旋转着的向低压中心辅合的大气系统叫做气旋,旋转着的由高压中心向外辅散 的大气系统叫做反气旋。由于受地转偏向力的作用,气旋、反气旋旋转的方向正好相反。
大气的运动
大气环流:在太阳辐射、地球自转、地表面性质以及地面摩擦的共同作用,使得大气圈内的空气 产生了不同规模的三维运动。
4. 大气圈、水圈
刘玉
区域与城市经济研究所
大气圈与气候分异规律
大气圈的组成与结构
大气圈的组成:地球表面的大气主要由氮(N2)、氧(O2)、氩(Ar)等气体组成。O3 大气圈的结构:根据气温从地面到高空垂直方向的分布,将整个大气分为对流层、平 流层以及高空的中间层、暖层和散逸层。 对流层 大气的最底层,它的底界是地面。对流层有三个主要特征:气温随高度升高 而降低;空气的对流运动显著;天气现象复杂多变,云、雾、雨、雪等主要的天气现象 都出现在此层 。 平流层 从对流层顶以上到50~55 km高度为平流层。 中间层 自平流层顶到80~85 km左右为中间层(高空对流层)。 暖层 自中间层顶到800 km高空为暖层,该层中的大气物质(主要是氧原子)能强烈吸收波长
3《大气污染控制工程》第三章
第三章大气污染气象学为了有效地控制大气污染.除需采取安装净化装置等各种技术措施外,还需充分利用大气对污染物的扩散和稀释能力。
污染物从污染源排到大气中的扩散过程,与排放源本身的特性、气象条件、地面特征和周围地区建筑物分布等因素有关。
本章主要对大气污染气象学的基本知识作一扼要介绍。
第一节大气圈结构及气象要素一、大气圈垂直结构地球表面环绕着在层很厚的气体,称为环境大气或地球大气,简称大气。
大气是自然环境的重要组成部分,是人类及生物赖以生存的必不可少的物质。
大气圈的垂直结构是指气象要素的垂直分布情况;如气温、气压、大气密度和大气成分的垂直分布等。
根据气温在垂直于下垫面(即地球表面情况)方向上的分布,可将大气分为五层:对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层。
1.对流层对流层是大气层最低的一层;平均厚度为12公里。
由于对流程度在热带要比寒带强烈,故自下垫面算起的对流层的厚度随纬度增加而降低,赤道处约为16~17km,中纬度地区约10~12km,两极附近只有8~9km。
①对流层的主要特征是:(1)对流层虽然较薄,但却集中了整个大气质量的3/4和几乎全部水汽,主要的大气现象都发生在这一层中,它是天气变化最复杂、对人类活动影响最大的一层;(2)气温随高度增加而降低,每升高100 m平均降温约0.65℃;(3)空气具有强烈的对流运动,大气垂直混合激烈。
主要由于下垫面受热不均及其本身特性不同造成的。
(4)温度和湿度的水平分布不均匀;例如在热带海洋上空,空气比较温暖潮湿,在高纬度内陆上空,空气比较寒冷干燥,因此也经常发生大规模空气的水平运动。
②对流层亚层分层情况:(1)对流层的下层,厚度约为1~2km,其中气流受地面阻滞和摩擦的影响很大,称为大气边界层(或摩擦层)。
(2)其中从地面到50~100m左右的一层又称近地层。
在近地层中,垂直方向上热量和动量的交换甚微,所以温差很大,可达1~2℃。
(3)在近地层以上,气流受地面摩擦的影响越来越小。
第四章 大气圈
氧是化学性质上高度活跃的元素,也 是人类和动物生存的主要元素。在氧 化过程中,它易于和其它元素化合。 通过光合作用和呼吸作用实现在 大气和生命中交换。 大气中的水汽和固态杂质主要存在于 大气低层,是产生天气现象的必要条 件之一。
二氧化碳在大气中有重要作用,因为它对 太阳辐射吸收甚少,但却能强烈地吸收地 面辐射,同时又向周围空气和地面发射长 波辐射,从而使地层大气因接受热辐射而 变暖。 绿色植物在光合作用过程中,利用大气中 的CO2,在水的参与下将它转化为固态的碳 水化合物,这正是人类食物的重要来源。 过去300年, CO2增加了25%,主要是人类 引起的化石燃烧、森林砍伐及土地利用形 式的改变。
C
气旋与反气旋:
气旋:中心气压低、周围气压高
的大尺度空气漩涡称为气旋。在 北半球,气旋风是围绕其中心作 逆时针方向旋转的;南半球则相 反。气旋是由于锋面上或密度不 同的空气分界面上发生波动,进 一步发展形成的。气旋常常带来 大风和降水天气。
三、天气和天气系统 天气是指某一地区、某一时刻的大气物理 状况。 天气系统是具有一定的温度、气压或风等 气象要素空间结构特征的大气运动系统。 一个地区某一时刻的天气,是由该地 区大气中不同的各类天气系统(如高压、 低压、气旋、反气旋等)的移动、变化所 引起的,而各天气系统之间又是相互作用、 相互交织着的,共同形成不同形态的天气 状况。
地球大气由多种气体的混合物组成,
主要成分是氮和氧,共占99%,其 中氮占大气体积的78%,氧占21%, 此外还有氢、二氧化碳、臭氧、水 汽和固体杂质等,只占1%。 在高出海平面80~90千米以下的空间 内的大气质量占整个大气圈质量的 99.999%以上,其余部分质量甚微, 但分布空间可达地面几千万米以上。
地球科学概论第二章 地球的外部圈层
水的基本特性
(1)水分子的结构特点
(2)水的特性
水分子具有缔合现象:流动性 好、表面张力强、粘性但较弱。 水具有很强的溶解能力 水具有很高的热容量 水具有反常膨胀性 水的三种状态的转化对地球 环境的影响是非常重要的。
一、水圈的组成
自然界的水以气态、 固态和液态三种 形式存在于大气圈、生物圈、海洋与大陆 表层之中。 地球水体的总质量1.5×1018t,体积 约1.4×1018m3, 其中,海洋水约占 97.212%,大陆表 面水约占2.167%,地下水为0.619%,大 气水占0.001%。
气温是指大气的温度。在同一地点,由于 地球的自转使太阳辐射强度发生昼夜更替, 从而导致气温日变化。一天之中,最低气温 出现在日出前后,直至午后2点左右达到最高 ,以后开始逐渐降低。同一地点的气温因地球 公转引起的季节变换而发生气温年变化。气 温的年变化通常用多年来各月平均气温的变 化来表示。就北半球来说,大陆上最高月平 均气温出现在7月(海洋上为8月);大陆上最 低气温出现在1月(海洋上为2月)。一年中最 高月平均气温与最低月平均气温之差反映出 一地在一年中气温变化的幅度,是划分气候 类型的重要依据。
注意:主要是现阶段的大气组成,而且是低层大 气的组分(70km以下)。
高层大气以氮、氧、氢等的原子、离子为主。
二、大气圈的结构
大气圈的下界通常是指地表, 但在地面以下的松散堆积物及某些 岩石中也含有少量空气,它们是大 气圈的地下部分,其深度一般小于 3km; 其上界并无明确的界限,一般 认为在2000~3000 km的高空向行 星际尘埃的密度过渡。
四、大气的运动
大气运动的产生及形式取决于气压的作用 。
一个地方的气压随高度增加而降低,影响 气压随高度变化的原因主要是该地上空大 气柱的高度和密度。
