大氣圈的層狀結構課件

1、大氣圈的層狀結構,2,大氣圈：受地心引力而隨地球旋轉(zhuǎn)的大氣。地球表面 12001400km的氣層為大氣圈的厚度。,什么是大氣圈?,主要有氮氣(781)；氧氣(209)；氬氣(093)；還有少量的二氧化碳、稀有氣體（氦氣、氖氣、氬氣、氪氣、氙氣、氡氣）和水蒸氣。大氣層的空氣密度隨高度而減小，越高空氣越稀薄。,3,什么是大氣圈的層狀結構？,大氣圈的層狀結構：氣象要素的垂直分布情況， 如氣溫、氣壓、大氣密度和大氣成分的垂直分布等。,地球大氣層的形成： 1.地球形成階段的大氣變化 2.大氣圈由還原性氣氛變?yōu)檠趸詺夥?3.大氣圈今日面貌的形成,4,二、按溫度的垂直分布（五層）,（一）對流層 地面到約1

2、0km高度的大氣區(qū)域，集中了約75%的大氣質(zhì)量和90%以 上的水汽質(zhì)量，屬于大氣中最活躍的一層，發(fā)生主要的天氣現(xiàn)象（風、霜、 雨、雪、雹、霧等）以及污染物的活動。,（1）地面到約10m（乃至100m）為近地層，大氣與地球表面產(chǎn)生較大摩擦力。,（2）地面到約300400m(乃至10002000m)為邊界層，大氣有較大內(nèi)摩擦力。,(3)地面到約1km10km(對流層頂)為自由大氣層，該范圍內(nèi)的大氣可視為熱力學中的理想氣體。,對流層,5,對流層大氣的組成和性質(zhì),（一）干空氣的氣體混合物 多量成分,N2 O2 Ar CO2,少量成分,Ne He Kr Xe CH4 CO H2 N2O O3,微量成分,

3、H2S SO2 NH3 NO2,永 久 性 氣 體,半永 久 性 氣 體,可 變 成 分,不 可 變 成 分,占干空氣的99%,6,對流層大氣的組成和性質(zhì),（二）大氣中的水物質(zhì)和降水 水物質(zhì)主要以液態(tài)（水滴）、氣態(tài)（水汽）、 固態(tài)（冰晶）存在。 降水主要是雨和雪。 （三）大氣氣溶膠 含有大量固體或液態(tài)的懸浮粒子，與承載他們空氣介質(zhì)（氣體組分）組成。 （四）活性氧自由基 對流層中包括氫氧自由基HO,烷氧自由基RO過氧自由基HO2、RO2、過氧陰離子自由基O2-等。,7,（一）溫度的變化 溫度隨高度的增加而降低：這是因為該層不能直接吸收太陽的短波輻射，但能吸收地面反射的長波輻射而從下墊面加熱大氣。

4、因而靠近地面的空氣受熱多，遠離地面的空氣受熱少。每升高1km，氣溫約下降6.5度。 （二）空氣對流 因為巖石圈與水圈的表面被太陽曬熱，而熱輻射將下層空氣烤熱，冷熱空氣發(fā)生垂直對流，又由于地面有海陸之分、晝夜之別以及緯度高低之差，因而不同地區(qū)溫度也有差別，這就形成了空氣的水平運動。,對流層的特點,8,垂直運動將熱量和水汽等向上輸送，空氣冷卻，水汽飽和凝結成云，產(chǎn)生各種天氣現(xiàn)象。云和降水的形成加劇了氣溶膠粒子以及許多氣體成分的清除，從而縮短了這些成分在大氣中的壽命。 對流層中水平運動隨高度上升而升高。 （三）厚度的變化 對流層的厚度因緯度而不同，在低緯度地區(qū)大約16至18公里，在中緯度的地區(qū)高10

5、至12公里，在高緯度地區(qū)只有8至9公里。在高緯度的地區(qū)，因為地表的摩擦力會影響氣流，形成了一個平均厚2公里的行星邊界層。這一層的形成主要依靠地形而有所不同，而且亦會被逆流層的分隔而與對流層的其他部份分開。并且夏季高于冬季.,9,（四）溫度、濕度等各要素水平分布不均勻 大氣與地表接觸，水蒸氣、塵埃、微生物以及人類活動產(chǎn)生的有毒物質(zhì)進入空氣層，故該層中除氣流做垂直和水平運動外，化學過程十分活躍，并伴隨氣團變冷或變熱，水汽形成雨、雪、雹、霜、露、云、霧等一系列天氣現(xiàn)象。,10,（二）平流層 對流層頂?shù)酱蠹s50km左右的大氣。,平流層,（1）3035km以下，溫度隨高度變化不大、稱為同溫層。 （2）3

6、035km以上，溫度隨高度升高而升高。,平流層的特點,（一）空氣運動以平流運動為主 地表熱輻射影響小，O2和O3對太陽輻射的吸收加熱，抑制了大氣的垂直運動，只有水平運動。,11,（二）氣溶膠粒子和其他微量氣體的濕清除機制起不了多大作用，壽命較對流層中長。主要是垂直方向的分子擴散較對流層慢，水汽含量少。 （三）空氣稀薄，水汽、塵埃含量少，很少出現(xiàn)天氣現(xiàn)象。 （四）在距地面約1040km處有約20km的臭氧層，濾除太陽輻射中的短波紫外光，保護地球生物。,12,（三）中間層 平流層頂?shù)酱蠹s80km的一層大氣。,中間層的特點,（一）溫度隨高度的升高而升高，大氣發(fā)生垂直對 流運動。 （二）約80km處的

7、氣溫是大氣層最冷一層，也是 中間層頂。 （三）可出現(xiàn)夜光云。,13,（四）熱層（電離層）,從80km到約500km。,熱層的特點,（一）溫度隨高度的升高而升高，晝夜變化大。 （二）空氣分子幾乎都被太陽輻射離解為原子、離子和自由電子。 （三）太陽輻射強度的變化，熱層中各成分光離解過程表現(xiàn)出不同的特征，化學組成隨高度的變化較大，強烈的太陽活動引起該層變化可對無線短波通信帶來麻煩。 （四）大氣十分稀薄，密度很低。,14,（五）外層（逃逸層）,800km以上的一層大氣。,外層的特點,（一）空氣極為稀薄，密度幾乎與大氣密度相同。 （二）受地心引力小，空氣及微?？梢燥w出地球重力 場而進入太空。 （三）溫度隨高度的升高而略有升高。,15,6080km是均質(zhì)層向非均質(zhì)層過渡的過渡層,按大氣電離狀態(tài)的垂直分