地球的大氣環(huán)境ppt課件

1、地球的大氣環(huán)境地球的大氣環(huán)境大氣的發(fā)展史大氣的發(fā)展史 地球大氣的形成與地球的演化過程密切相關(guān)，大致可分為3個階段： 一、大氣形成的初始階段 二、大氣由還原性向氧化性轉(zhuǎn)化 三、現(xiàn)在的大氣環(huán)境一、大氣形成的初始階段一、大氣形成的初始階段 地球曾經(jīng)是一個熔融的球體，外面包圍著一層原始大氣，其成分主要是H2、He，并含有N2、H2O和CO2等。以后地球逐漸冷卻凝固，表面形成了地殼，而被吸附在地球內(nèi)部的一些氣體和液體通過火山活動的形式逸出地球表面。逸出的氣體主要是H2，H2O和CO。一、大氣形成的初始階段一、大氣形成的初始階段 水汽遇冷凝結(jié)成水，形成水圈。水汽遇冷凝結(jié)成水，形成水圈。CO和和CO2可還原

2、成可還原成CH4。 CO2+4H2CH4+2H2O CO+3H2CH4+H2O 另外，另外，N2也部分還原為也部分還原為NH3。 此階段的大氣主要成分是此階段的大氣主要成分是CH4和和H2；次；次要成分是要成分是H2O、N2、NH3、Ar、H2S。一、大氣形成的初始階段一、大氣形成的初始階段 通過水的光化學(xué)分解：通過水的光化學(xué)分解： HO2+hvH2+1/2O2 大氣中的大氣中的O2逐漸積累。同時發(fā)生元素的逐漸積累。同時發(fā)生元素的分異過程和分殼過程。分異過程和分殼過程。 大氣圈處于還原性狀態(tài)中。大氣圈處于還原性狀態(tài)中。二、大氣由還原性向氧化性轉(zhuǎn)化二、大氣由還原性向氧化性轉(zhuǎn)化 由地球內(nèi)部放出的H

3、2O繼續(xù)冷凝成水，H2不斷消耗減少，還原性氣體化合物如CH4、NH3開始氧化成CO2、N2。N2惰性大，就積累起來。 CO2與地殼礦物反應(yīng)而去除。 如CaSiO3+CO2CaCO3+SiO2二、大氣由還原性向氧化性轉(zhuǎn)化二、大氣由還原性向氧化性轉(zhuǎn)化 這一階段，生命有機(jī)體開始在水體中出現(xiàn)，簡這一階段，生命有機(jī)體開始在水體中出現(xiàn)，簡單有機(jī)體在缺氧條件下利用單有機(jī)體在缺氧條件下利用CO2供給能量，制供給能量，制造出碳水化合物與蛋白質(zhì)，同時開始了光合作造出碳水化合物與蛋白質(zhì)，同時開始了光合作用，也就產(chǎn)生了用，也就產(chǎn)生了O2，但此時，但此時O2繼續(xù)被地面巖繼續(xù)被地面巖石或水中沉積物俘獲，所以石或水中沉積物

4、俘獲，所以O(shè)2仍不能積累。仍不能積累。 但此時，大氣的成分已經(jīng)由還原性轉(zhuǎn)化為氧化但此時，大氣的成分已經(jīng)由還原性轉(zhuǎn)化為氧化性了。性了。 第三階段是大氣圈現(xiàn)今面貌的形成階段，也就是地球演化過程中的生命形成階段。 由于氧分子的存在，能吸收太陽輻射的高能光量子，發(fā)生下列反應(yīng)：O2 + h ( 240 nm) O + OO + O2 + M O3 + M三、現(xiàn)在的大氣環(huán)境三、現(xiàn)在的大氣環(huán)境 O3形成后可吸收大量的短波太陽輻射，這樣比較形成后可吸收大量的短波太陽輻射，這樣比較復(fù)雜的生命體可以在更廣闊的范圍內(nèi)形成水中、復(fù)雜的生命體可以在更廣闊的范圍內(nèi)形成水中、陸地）。陸地）。 植物的光合作用活躍使植物的光合

5、作用活躍使CO2下降，下降，O2大量增加，大量增加，得到了積累。得到了積累。 而從火山噴發(fā)出來的氮，部分進(jìn)入地殼的硝酸鹽而從火山噴發(fā)出來的氮，部分進(jìn)入地殼的硝酸鹽中，由于氮的化學(xué)惰性，并在水中不易溶解，所中，由于氮的化學(xué)惰性，并在水中不易溶解，所以大部分仍保留在大氣中，因此氮的含量在大氣以大部分仍保留在大氣中，因此氮的含量在大氣中就逐漸占了很大的比重。中就逐漸占了很大的比重。三、現(xiàn)在的大氣環(huán)境三、現(xiàn)在的大氣環(huán)境一、按氣溫垂直分布分層一、按氣溫垂直分布分層二、按大氣化學(xué)組分垂直分布分層二、按大氣化學(xué)組分垂直分布分層三、按大氣電離狀態(tài)的垂直分布分層三、按大氣電離狀態(tài)的垂直分布分層大氣的分層大氣的分

6、層n 按溫度垂直變化分層按溫度垂直變化分層:n 對流層對流層n 對流層是大氣圈的最底層，其下界是地面，上界因?qū)α鲗邮谴髿馊Φ淖畹讓?，其下界是地面，上界因緯度和季?jié)而異。對流層的平均厚度在低緯度地區(qū)是緯度和季節(jié)而異。對流層的平均厚度在低緯度地區(qū)是17-18 km，中緯度是，中緯度是10-12 km，高緯度是，高緯度是8-9 km。氣溫隨高度的增加而降低：每增高氣溫隨高度的增加而降低：每增高100 m，氣溫降低，氣溫降低0.65；空氣對流運動顯著；空氣對流運動顯著；天氣復(fù)雜多變，風(fēng)云雨雪較常見。天氣復(fù)雜多變，風(fēng)云雨雪較常見。 n 按溫度垂直變化分層按溫度垂直變化分層:n 平流層平流層n 從對流層頂

7、至從對流層頂至55 km高度左右為平流層。高度左右為平流層。氣溫隨高度增加而升高；氣溫隨高度增加而升高；空氣基本無對流，水平運動占顯著優(yōu)勢；空氣基本無對流，水平運動占顯著優(yōu)勢；空氣比下層稀薄，水汽、塵埃含量很少，很少有天氣現(xiàn)象?？諝獗认聦酉”?，水汽、塵埃含量很少，很少有天氣現(xiàn)象。 n 按溫度垂直變化分層按溫度垂直變化分層:n 中間層中間層n 從平流層頂至從平流層頂至85 km高度左右為中間層。高度左右為中間層。特點：特點：氣溫隨高度增加而迅速下降；氣溫隨高度增加而迅速下降；有相當(dāng)強(qiáng)烈的垂直對流運動；有相當(dāng)強(qiáng)烈的垂直對流運動；水汽很少，幾乎沒有云的出現(xiàn)。水汽很少，幾乎沒有云的出現(xiàn)。 n 按溫度垂

8、直變化分層按溫度垂直變化分層:n 熱層熱層n 從中間層頂至從中間層頂至800 km高度左右為熱層。高度左右為熱層。氣溫隨高度增加而迅速升高；氣溫隨高度增加而迅速升高；空氣非常稀?。豢諝夥浅Ｏ”?；大部分空氣分子被電離成為離子和自大部分空氣分子被電離成為離子和自由電子，又稱電離層。由電子，又稱電離層。 散逸層：熱層以上的大氣層；氣溫隨高度散逸層：熱層以上的大氣層；氣溫隨高度的增高而升高。的增高而升高。外層對流層平流層中間層熱層上冷下熱上冷下熱高空對流高空對流按化學(xué)成分分層 均質(zhì)層均勻?qū)樱┚|(zhì)層均勻?qū)樱?在在90 km以下的大氣層中，大氣中的主要成以下的大氣層中，大氣中的主要成分的組成比例幾乎是不變的。分的組成比例幾乎是不變的。 非均質(zhì)層非均勻?qū)樱┓蔷|(zhì)層非均勻?qū)樱?90 km以上的大氣層中，由于氧和氮分子大以上的大氣層中，由于氧和氮分子大量解離，使得大氣的平均相對分子質(zhì)量隨量解離，使得大氣的平均相對分子質(zhì)量隨高度的增加而降低。高度的增加而降低?？梢苑譃榉请婋x層、電離層和磁層?？梢苑譃榉请婋x層、電離層和磁層。地面到地面到60 km高度的大氣層稱非電離層；高度的大氣層稱非電離層；60500 km高度的大氣層稱電離