《大气垂直分层》课件

大气垂直分层地球大气圈是构成地球整体环境的重要部分通过了解大气的垂直分层特征,可以深入理解大气的结构和性质,从而更好地认识和应用大气科学知识课程目标明确课程概览通过本课程,学生将了解大气垂直分层的基本知识,掌握各大层的特点提升综合能力课程将培养学生的观察能力、分析能力和概括能力,增强对大气科学的理解增强环保意识学习大气垂直分层有助于了解地球大气的重要性,增强学生的环境保护意识大气的基本组成氮气氧气大气中氮气占78%,是最主要的组氧气占21%,是生物呼吸所需的气成成分它无色无味,是维持生命体它可以助燃,能使火焰燃烧所需其他气体还包括少量的二氧化碳、水蒸气、稀有气体等它们一起构成了地球的大气层大气温度垂直分布地球大气的温度垂直分布是非常重要的气象特征温度从地表开始逐渐降低,在对流层顶达到最低值,随后在平流层内逐渐升高这种分布是由太阳辐射、气体组成、水汽含量等因素共同决定的环流和水汽垂直分布30M75%20K空气质量水汽分布高度大气环流每天搬运30亿吨空气75%的水汽集中在对流层内水汽主要分布于距地面20公里以下大气环流和水汽垂直分布密切相关环流带动水汽的上升和水平输送,而水汽的分布又影响到大气环流的模式这种相互作用在维持地球系统的动态平衡中扮演着关键角色对流层对流层概述温度变化对流作用对流层是地球大气层中最低的一层,位于地对流层内温度呈现垂直递减特点,从地表约对流层内空气受热膨胀上升,形成对流环流,表至约8-15公里高度这一层的大气温度15℃降至对流层顶部约-50℃这种温度梯带动水汽上升凝结成云雨,是大部分天气现随高度递减,是地球上绝大多数的天气现象度是天气系统变化的基础象发生的主要场所发生的区域对流层特点温度变化明显水汽含量丰富12对流层内温度自上而下呈逐渐大部分的水汽和云都集中在对升高的变化趋势这是由于日流层内,这是由于水汽主要来源照过程和上升气流的作用于地表蒸发和植被蒸腾湍流发达大气对流活跃34对流层内部由于温度变化和空温度的垂直梯度和水汽的分布,气运动,产生了大量的湍流,这使得对流层内部存在大量的上影响了天气变化和能量传输下气流,形成了对流环流边界层定义特点边界层是紧贴地表或水面的一层大气层，其厚度从几十米到几公•温度和湿度变化剧烈里不等它是大气与地表之间最接近的一层•风速垂直变化明显•湍流运动强烈•垂直混合作用显著逆温层逆温层的形成逆温层的特点逆温层的作用逆温层是由于太阳辐射加热平流层引起的,逆温层内部温度随高度升高,而不是降低,这逆温层具有良好的稳定性,阻碍了对流层内形成于对流层顶部它阻碍了热量在大气中与对流层的温度垂直分布呈相反趋势的垂直运动,有利于污染物在平流层内长期的垂直传输停留平流层高度范围温度特征平流层位于对流层之上,从约10-平流层内温度随高度升高而升高,50千米高度范围内因此具有温度逆转的特点大气稳定性大气成分平流层中大气稳定性强,不易发生平流层主要由氮气和氧气组成,同垂直对流运动时含有少量臭氧平流层特点温度特征湿度与云量环流特点大气组成平流层内温度随高度增加而升平流层内干燥程度高,水汽含平流层内存在稳定的环流模式,平流层内氧气和臭氧的相对浓高,这是由于臭氧层对太阳辐量低,云量小这是由于气温如极涡和副热带高压等,这些度较高,其他气体如氮气、二射的吸收所致温度反转使得反转阻碍了从对流层的水汽输环流有利于维持平流层内的温氧化碳的浓度较低这种气体平流层内垂直运动受到抑制,送度和湿度状况组成差异也是平流层的一大特对流活动较少点臭氧层臭氧层位于平流层内部,是地球大气层中含有较高浓度臭氧O3的区域它能吸收太阳中波长短的强烈紫外线,保护地球上的生物免受这些有害辐射的伤害臭氧的形成主要靠平流层内高能光子和氧气的反应,其浓度随季节和地理位置而变化臭氧层破坏会导致地面上紫外线照射强度增加,对人体和生态系统产生严重危害中间层定义温度特征12中间层位于平流层和热层之间,中间层温度基本保持恒定,不会是大气层中较薄的一个区域随高度的升高而明显变化主要成分作用34中间层以氧气和氮气为主,同时中间层对于维持地球环境平衡也含有少量其他气体成分和保护生命有着重要作用中间层特点温度特征中间层的温度随高度增加而升高,形成逆温层这是由于紫外线被臭氧吸收而产生的加热效应臭氧分布中间层是臭氧层所在的区域,臭氧浓度在此层有最大值风速特点中间层内风速随高度增加而加快,且风向基本一致,形成强大的高层西风热层热层结构温度变化特点热层环流特点热层位于平流层之上,温度随高度上升的层热层温度可达1000摄氏度以上,随高度升高热层具有复杂的垂直和水平环流,受太阳活状结构主要由氧分子吸收太阳辐射而加热温度逐渐升高,这是大气层中温度最高的层动和地球磁场的影响,对地球磁层和电离层形成次有重要影响热层特点高温特征气体离子化12热层是大气中温度最高的区域,高温使得气体被电离,形成离子温度可超过2000摄氏度这是和自由电子,这是热层的另一个由于大量的吸收太阳紫外线辐特点射所致强烈对流光化学反应活跃34热层内存在强烈的对流运动,气热层内的强烈辐射引发了复杂流在水平和垂直方向上频繁交的光化学反应,对流层乃至地表换,使得温度分布不均匀的物质和能量交换产生重要影响热层内的大气环流热层内环流1热层内存在独特的环流模式驱动力2主要由太阳辐射加热引起赤道-极地环流3形成从赤道到极地的大规模环流季节变化4环流模式随季节而发生变化热层内的大气环流是一个复杂的三维系统,受到太阳辐射的强烈加热和其他因素的影响而产生这种环流模式在不同季节和纬度有所不同,对整个大气层的热量输送和化学成分分布都有着重要影响中间层和热层的作用通信保障中间层和热层是电离层的基础,对卫星通信、导航系统至关重要阻挡辐射热层含有大量臭氧,能有效吸收有害的紫外线辐射,保护地球生物温度调节中间层和热层的温度层析能稳定大气环流,维持地球气候平衡电离层定义结构形成原因作用电离层是地球大气层上层的一电离层由D层、E层、F1层和电离层是由来自太阳的紫外线电离层能够反射无线电波,使个区域,主要由电离气体组成,F2层组成,每一层都有不同的和X射线照射大气层中的气体无线电通信、导航定位等技术能够反射无线电波,对通信和离子组成和电离程度分子所造成的,使其发生电离得以实现同时也会影响气候导航系统起重要作用现象和天气电离层特点高电离度高电导率电离层存在大量的离子和自由电子,使其电离程度极高电离层的高导电性能可以反射无线电波,是无线电通信的关键光化学反应活跃影响天气气候电离层内强烈的太阳辐射驱动着复杂的光化学反应过程电离层变化会对地球磁场和太阳活动产生影响,从而影响天气气候磁层地球的磁场屏蔽作用12地球产生强大的磁场,形成由电磁层能够有效地屏蔽来自太阳荷粒子组成的磁层风的高能粒子,保护地球免受宇宙辐射的伤害极光现象导航应用34当太阳粒子与磁层相互作用时,地球磁场为导航系统和无线电会产生壮丽的极光现象通讯提供重要参考大气垂直变化的意义深入理解气象现象指导航空航天事业支持科学研究对大气垂直变化的了解有助于我们更好地预大气垂直变化的信息对航空航天领域非常重大气垂直结构的深入探索可以推动气象学、测和理解天气、气候等气象现象这些知识要它们可以为飞机飞行高度、火箭发射等气候学等相关学科的发展,为环境保护和可对于气象预报和应急响应至关重要提供关键参考依据持续发展提供重要依据大气垂直变化对人类生活的影响天气预报航空航天大气垂直结构决定了天气的变化,这对了解大气各层的特点有助于飞行器的人类的生活产生重要影响设计和航空导航气候变化通讯服务大气组成和垂直结构的变化会导致气电离层的变化会影响无线电通讯,从而候模式的变化,影响人类生活影响人类社会的信息交流应用领域气象预报航空航天大气垂直分层研究为气象预报提供了科学依了解大气垂直结构对飞机的设计、飞行和发据,有利于提高预报准确性射有重要指导意义气候变化研究环境监测对大气垂直结构的长期观测有助于分析和预了解大气垂直结构有助于追踪和预测污染物测全球气候变化趋势的传播及扩散规律地球大气的保护维护平衡科学监测国际合作公众参与保护地球大气需要维护其内部全面监测大气成分、温度、湿大气环境是全球性问题,需要提高公众环保意识,鼓励减排的化学和热力学平衡,避免人度等指标变化,收集大量数据各国共同参与、协调行动通和低碳生活,为保护地球大气为活动导致的不可逆改变这支持气象预报和气候变化研究,过国际公约和组织,制定统一贡献力量政府、企业和个人需要控制温室气体排放、保护为制定保护策略提供依据标准并推进可持续发展共同努力,共建清洁美丽家园臭氧层等措施影响大气垂直分层的因素太阳辐射大气成分地形地貌日夜变化太阳辐射是影响大气垂直分层大气中各种气体的浓度分布和山脉等地形会导致局部大气环白天和夜晚地球表面对太阳辐的主要因素不同层次的大气相互作用也会影响大气的温度流,影响温度和湿度的垂直分射的吸收和反射不同,从而造吸收和反射太阳辐射的能力不结构如温室气体的增加会使布海陆热力差也会形成区域成温度的日变化,进而影响大同,这导致了温度的垂直梯度整个大气层变暖性的垂直运动气垂直结构结论大气垂直分层总结不同层次的特点12通过对大气垂直分层的分析,我从对流层到电离层,每个大气层们对大气结构有了更全面的认都有其独特的温度、水汽和环识,为进一步研究大气科学奠定流特点,共同构成了地球的大气基础系统对人类生活的影响未来研究方向34大气垂直分层的变化直接影响我们应继续深入探索大气垂直天气、气候和航空等领域,对人分层的机理和规律,为进一步认类生活和社会发展意义重大知地球系统提供更多依据问答环节在结束了对大气垂直分层的详细介绍之后,我们将进入问答环节这是一个与听众互动交流的机会,大家可以就自己感兴趣的相关话题提出问题,我们将努力给出专业、详尽的解答这有助于加深大家对课程内容的理解和掌握让我们一起探讨探讨大气垂直分层的奥秘,共同增进对地球大气环境的认知。