第一节大气的组成和结构

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。