文档介绍：第一节大气的受热过程
一、大气的组成和垂直分层
氮:含量最多(78%)
氧:含量第二(21%)
二氧化碳: (%)
臭氧:
干洁空气
固体杂质:也主要集中在大气底层,陆上大于海上,午后大于早晨,冬季大于夏季。
1、大气的组成:
水汽:水汽主要集中在大气底层,雨天大于晴天,低纬大于高纬,海上大于陆上
2、大气各组分的作用:
氮:在大气中含量最多,是生物体的基本成分
氧:含量第二,是人类和一切生物维持生命活动必需的物质
二氧化碳:光合作用的基本原料,对地面有保温作用
臭氧:大量吸收紫外线——地球生命保护伞;少量有杀菌作用
水汽
成云致雨的必要条件——雨后的空气是清新的
固体杂质
(2)大气各成分的含量分析:
①干洁空气中各种气体所占比例基本上不变,但受人类活动影响而改变:
二氧化碳——矿物燃料燃烧、毁林——“温室效应”
二氧化硫、氮氧化物——矿物燃料燃烧、交通——“酸雨”
(1)大气各组成成分的作用
碳氢化合物和氮氧化合物——汽车尾气——“光化学烟雾”
******烃——致冷剂的使用而排放,工业革命后才从无到有——破坏臭氧层,产生臭氧层空洞
②水汽随时间、地点和气象条件而变化。
水汽主要集中在大气底层,夏季大于冬季,低纬大于高纬,海上大于陆上。如森林、水库
水汽的三相变产生一系列天气现象,并伴随热量的吸收和释放,直接影响地面和大气温度;水汽吸收或放出长波辐射,有“温室效应”,并反射太阳辐射。
③固体杂质多集中于大气底层,随地区、时间和天气条件而变。
人类活动中:矿物燃料燃烧、工矿建筑、交通;森林有吸烟滞尘作用;城市大于乡村——雾和低云比郊区多——产生“湿岛效应”
自然界:气候干旱、大风
固体杂质对太阳辐射有反射、散射等削弱作用,并影响大气质量
1、大气的垂直分层
对流层
平流层
高层大气
-80ºC -50ºC -10ºC 20ºC 温度/ºC
50
20
高度/Km
大气温度的垂直变化
①对流层:地面以上近20千米
问题:1、为什么对流层气温的垂直变化随高度增加而递减?这对该层大气的垂直运动有什么影响?
(1)、地球大气的垂直分层
气温的垂直变化比较复杂,起初下降,到80千米以上又开始上升;由于接受的太阳辐射较强,大气电离,形成了电离层,这对地面上人类的无线电通讯产生了重要的影响。
气温随高度的增加而递减;大气垂直对流运动显著;有复杂多边的天气现象
②平流层:对流层对流层顶到55千米
问题:1、为什么平流层的大气温度随高度增加而递增?
2、平流层大气运动的主要特点是什么?
3、平流层有无复杂的天气现象?为什么?
气温随高度的增加而递增;大气以水平平流运动为主;在25千米的高空,臭氧含量显著增加,形成了臭氧层。
③高层大气:从平流层顶一直到大气的上界
2、对流层中的逆溫现象
一般情况下,对流层温度上冷下热。但在一定条件下,对流层的某一个高度范围内会出现气温随高度增加而上升的现象(即下冷上热现象),这种气温逆转的现象我们称之为“逆温”。
①“逆温”现象的原因有很多种:
一是地面辐射冷却(辐射逆温)。下图表明了这种辐射逆温的生消过程。
二是冷空气下沉(地形逆温)。在山谷与盆地区域,由于冷却的空气会沿斜坡流人低谷和盆地,因而常使山谷和盆地的辐射逆温得到加强,往往持续数天而不会消失。
三是空气平流(平流逆温)。当暖空气水平移动到冷的地面或水面上,会发生接触冷却的作用。
②逆温的发生规律:在山谷或盆地地形中特别是秋冬的夜晚最易发生,海洋寒洋流的海面上也经常出现。逆溫时多伴随有浓雾
图a为正常气温垂直分布情形;在晴朗无云的夜间,地面辐射冷却很快,贴近地面的气层也随之降温。离地面愈近,降温愈快,离地面愈远,降温愈慢,因而形成了自地面开始的逆温(图b);随着地面辐射冷却的加剧,逆温逐渐向上扩展,黎明时达最强(图c);日出后,太阳辐射逐渐增强,地面很快增温,逆温便逐渐自下而上地消失(图d、e)。辐射逆温厚度从数十米到数百米,在大陆上常年都可出现,以冬季最强。冬季夜长,逆温层较厚,消失较慢。
③逆温的危害:由于逆温层的存在,造成对流层大气局部上热下冷,大气层结稳定,阻碍了空气垂直运动的发展,使大量烟尘、水汽凝结物等聚集在它的下面,易产生大雾天气,使能见度变坏,尤其是城市及工业区上空,由于凝结核多,易产生浓雾天气,有的甚至造成严重大气污染事件,如光化学烟雾等。
例题
例1:图5-4中图甲表示近地面空气若上升到3000m高度时,理论温度为T。3000米高空的实际温度为Ts,当Ts≥T时近地面空气上升将受阻,即出现了逆温现象,读某城市春季气温日变化图读图乙回答:
(1)若Ts稳定在-8℃,
该城市气温至少要上升
到℃以上时,
逆温现象才会结束,这
时的时间约为时。