文档介绍：第五章大气环境与大气污染
第一节大气组成与结构
(一)、大气的结构
大气是指包围在地球外围的空气层,×1015 t,只占地球总量的百万分之一。
大气质量在垂直方向的分布是不均匀的,由于重力影响,大气质量主要集中在下部,其质量的50%集中在5km 以下,75%集中在10km 以下,98%集中在30km 以下。
根据大气垂直方向上热状况的不同,同时考虑垂直运动状况,将大气层分为五层:
1. 对流层
对流层是地球大气层中最低的一层,底界为地面,其平均厚度为12km(两极薄,赤道厚),整个大气80% ~95%的质量都集中在这一层;由于对流层和地面接触,它从地面得到热能,使得大气温度随高度的增加而降低,一般情况下每升高100m °C ;
对流层内具有强烈的对流作用,它的强度因纬度的不同而改变,一般对流作用在低纬度较强、高纬度较弱,所以对流层的厚度从赤道向两极减小,在低纬度地区为17~18km,中纬度地区为10~12km,高纬度地区为8~9km;
对流层的下界,自地表向上1~,受地表的影响最大,称为摩擦层或大气边界层。
对流层上界称为“对流层顶”;云、雾、雨、雪等主要天气现象以及大气污染现象都在这一层发生,特别是近地面的大气边界层。
(同温层)
对流层顶之上,其高度大约至55km 左右,称为平流层。
平流层内空气比较干燥,几乎没有水汽及尘埃,非常稳定;
垂直温度先是随高度增加而不变或变化很小,到25~30km 高度均保持在-55 °C 左右,因此,也称同温层;
再向上则随高度增加而温度升高,到平流层顶为-3 °C 以上;对流层顶以上,平流层内臭氧量增加,在22~25km 附近臭氧浓度达到最大,称为臭氧层。臭氧层能吸收大部分太阳紫外辐射(~0. 3 mm),对地面生物和人类具有保护作用。
3. 中间层
离地表55~85km 左右,在平流层之上温度随高度而下降的这一层为中间层;温度可降到-100 °C ;该层内又出现比较强的垂直对流运动。
(热成层)
中间层之上,上界可达800km 以上的大气层;该层内大气因直接吸收太阳辐射,故温度随高度增加而升高,并有明显的日变化和季节变化,昼夜温差可达几百度;
由于在太阳的辐射作用下,大部分气体分子发生电离,而且有较高密度的带电粒子,是电离层的主要分布层,电离层能反射无线电波,其变化对全球的无线电通讯有重大意义。
5. 散逸层(外大气层)
这是大气圈的最外层,离地表800km 以上;
由于大气向上越来越稀薄,地心引力减弱,以致一个气体质点如果被碰撞出这一层,就很难有机会再被上层气体质点碰撞回来,而进入宇宙级空间了;散逸层是一层相当厚的过渡层,其厚度约15000~24000km。
(二).大气(空气)的组成
自然状态下,大气是由混合气体、水汽和杂质组成。
根据其组成特点可分为: 恒定组分、可变组分和不定组分。
1、恒定组分;
空气的主要成分是N2 (%) ,O2(%),Ar (%) ,可见,%,%,这些微量气体包括氖、氦、氪、氙等稀有气体,在近地层大气中上述气体组分的含量几乎认为是不变的,称为恒定组分;
2、可变的成分
是二氧化碳、水蒸气、臭氧等,这些气体受地区、季节、气象、以及人们生活和生产活动的影响。
3、不定组分
不定组分的来源有:
①自然界的火山爆发、森林火灾、海啸、地震的引起的,由此形成的污染物有尘埃、硫、硫氧化物、硫化氢、氮氧化物等;
②由于人类的生产工业化、人口密集、城市工业布局不合理和环境设施不完善等人为因素,使得大气中增加如煤烟、尘、氨氧化物等。