《大气的物理性质》课件

大气的物理性质大气层是一个重要的组成部分，它包围着地球并为所有生物提供了生存环境大气层由多种气体组成，包括氮气、氧气、二氧化碳和水蒸气这些气体相互作用，形成复杂的物理和化学过程，影响着地球的气候和天气大气的物质构成氮气氧气12氮气是大气中含量最多的气体氧气约占21%，对生物呼吸至，约占78%关重要二氧化碳其他气体34二氧化碳虽然含量较少，但对大气中还包含微量的惰性气体地球温度起着至关重要的作用、水蒸气等大气的温度结构对流层1靠近地表，温度随高度降低，热量主要来自地面平流层2温度随高度升高，臭氧层吸收紫外线，导致温度上升中间层3温度随高度降低，空气稀薄，大气层外来物质容易进入热层4温度随高度升高，太阳辐射直接加热，温度非常高外层大气5温度随高度升高，空气极为稀薄，温度难以测量大气的压力结构大气压力定义大气压力是由空气分子重力产生的高度与压力高度越高，空气越稀薄，气压越低垂直分布大气压力的垂直分布呈指数衰减，即随着高度增加，气压下降很快气压单位常用单位为百帕（hPa）或毫巴（mb）大气的密度结构高度增加1密度降低气压降低2空气分子减少重力作用3空气被压缩空气密度4随高度变化大气密度随着高度的增加而降低这是因为随着高度的增加，气压降低，空气分子数量减少，导致空气密度降低此外，地球的重力作用使空气被压缩，在低海拔地区密度更大大气的湿度水汽含量大气中含有水汽，湿度表示水汽含量湿度计湿度计测量空气中的水汽含量相对湿度空气中水汽含量占饱和水汽含量的百分比水的状态变化固态1冰、雪、霜液态2水气态3水蒸气水在地球上以三种状态存在固态、液态和气态固态水以冰、雪、霜的形式出现液态水是我们熟悉的湖泊、河流和海洋中的水气态水则是无形的，以水蒸气的形式存在于空气中蒸发与凝结蒸发液态水从水体表面转化为水汽进入大气，温度升高，蒸发越快凝结水汽在空气中遇冷，凝结成微小的水滴或冰晶，形成云、雾、雨、雪等影响因素•温度•湿度•风力饱和水汽压饱和水汽压是指在一定温度下，空气中所能容纳的最大水汽含量当空气中水汽含量达到饱和时，水汽就会凝结成液态水或固态冰，形成云、雾、雨等天气现象相对湿度相对湿度是空气中水汽含量与同温度下饱和水汽含量之比，用百分数表示相对湿度越高，空气中水汽含量越高，越容易出现降水、雾等天气现象0%100%干燥饱和空气中水汽含量很低空气中水汽含量达到饱和露点温度定义空气冷却到饱和时的温度影响因素空气中水汽含量意义预测凝结现象，如露、霜、雾大气中的水量大气的能量系统太阳辐射地表热量交换大气环流太阳辐射是地球大气能量的主要来源，为地地球表面接收太阳辐射，并通过反射、辐射大气环流是大气运动的宏观表现形式，受太球表面提供热量，驱动气候变化和天气模式和传导的方式将能量释放回大气阳辐射和地球自转影响，形成不同的气压带和风带太阳辐射太阳辐射是地球大气能量的主要来源太阳辐射是太阳能量以电磁波形式向外传播的过程，太阳辐射波长范围很广，其中可见光、红外线和紫外线对地球的影响最大太阳辐射的能量到达地球表面后，一部分被反射回太空，一部分被大气吸收，还有一部分被地表吸收，从而使地球表面温度升高地表热量交换太阳辐射是地球能量的主要来源地表吸收太阳辐射的能量，发生增温，并将热量以长波辐射的形式释放到大气中辐射1地表吸收太阳辐射和释放长波辐射传导2地表与大气之间的热量传递对流3空气流动导致的热量传递蒸发4水分蒸发带走热量凝结5水汽凝结释放热量地表热量交换是一个复杂的循环过程，它影响着地球的温度和气候大气环流热力环流1太阳辐射不均匀导致地球表面温度差异，形成气压梯度，驱动热力环流地转偏向力2地球自转导致气流偏转，形成地球表面的盛行风三圈环流3赤道低气压带，南北两个副热带高气压带，以及南北两个极地高气压带风的类型山风山风是山区常见的风，它是由山坡上的温度差异引起的山坡上的温度比山谷低，所以山风从山坡吹向山谷海风海风是由海陆热力差异引起的白天，陆地比海洋升温快，所以海风从海洋吹向陆地；晚上，陆地比海洋降温快，所以海风从陆地吹向海洋温度与纬度的关系赤道1太阳辐射强烈，全年温度较高中纬度2季节变化明显，夏季温度较高，冬季温度较低极地3太阳辐射弱，全年温度较低地球表面温度受太阳辐射影响，纬度越高，太阳辐射越弱，温度越低不同纬度地区的气候差异很大，赤道地区气候炎热，极地地区气候寒冷温度与高度的关系对流层1温度随高度降低平流层2温度随高度上升中间层3温度随高度下降热层4温度随高度上升大气温度随高度变化呈现出不同的趋势在对流层，由于太阳辐射加热地表，温度随高度增加而下降平流层中臭氧层吸收紫外线，温度随高度增加而上升中间层则由于气体稀薄，温度随高度增加而下降热层吸收太阳辐射能量，温度随高度增加而上升湿度与高度的关系对流层1对流层中，气温随高度降低，水汽含量随高度下降平流层2平流层中，气温随高度上升，水汽含量极低高层大气3高层大气中，水汽含量极低，几乎没有水汽气压与高度的关系海平面1气压最高对流层2气压随高度降低平流层3气压缓慢下降中间层4气压继续下降热层5气压极低大气压随着高度的增加而降低这是因为空气密度随着高度的增加而降低，导致单位面积上的空气质量减少在对流层中，气压随高度下降得最快，这是因为对流层是天气变化最剧烈的地方，气压变化也最明显在平流层中，气压下降速度减缓，这是因为平流层是比较稳定的层，气压变化比较缓慢在中间层、热层和外层大气中，气压继续下降，但下降速度越来越慢密度与高度的关系空气密度随高度降低随着高度增加，空气分子变得稀疏，密度减小，空气变得稀薄气压变化空气密度下降导致气压降低，因为气压是由空气分子碰撞产生的对流层与平流层对流层中，空气密度随高度迅速降低，平流层中，空气密度变化较小影响因素温度、湿度、气压等因素会影响空气密度，进而影响高度与密度之间的关系大气的垂直结构大气垂直结构是指大气层随高度的变化而呈现出不同的特征，分为对流层、平流层、中间层、热层和外层大气不同的层次，其温度、气压、密度、组成等物理性质均存在显著差异例如，对流层是气象现象发生的区域，而平流层则包含臭氧层，对地球生命起到保护作用对流层大气最低层气温随高度降低从地表延伸至约10-17公里高度，平均每上升100米，气温下降厚度随纬度而变化

0.65℃天气现象发生处生命活动必不可少包含云层、降水、风等多种天气提供氧气、水蒸气和阳光，是生现象物生存的关键平流层平流层空气稀薄，含水量极低，几乎没有云层形成，天气状况非常稳定平流层对地球有保护作用，它可以吸收大部分太阳紫外线辐射，防止其到达地表，保护生命免受紫外线伤害平流层位于对流层之上，距离地面约10至50公里此层大气以温度随高度增加为特征，这是由于臭氧层吸收太阳紫外线造成的间隔层稀薄空气温度变化间隔层位于平流层和中间层之间该层温度随高度增加而下降，但，大气密度极低变化范围较小重要作用间隔层是重要的过渡区域，连接着平流层和中间层间隔层位置温度位于中间层和热层之间，高度约该层温度随高度增加而下降，顶为80-85公里，非常薄端温度在-90℃左右特点意义稀薄，气压极低，气体分子含量对人类活动影响很小，但它对无很少，几乎没有天气现象线电波传播有一定影响热层温度升高极光现象人造卫星运行热层温度随高度升高，主要受太阳辐射影响热层中的气体原子吸收太阳辐射，发出光，热层是人造卫星运行的理想区域，密度低，形成极光阻力小外层大气外层大气是地球大气层的最外层外层大气温度很高，因为直接受到太阳辐射的影响外层大气是极光发生的区域，也是地球磁场的最后一道屏障臭氧层保护层臭氧浓度臭氧层位于平流层中，吸收来自臭氧层的臭氧浓度较高，它吸收太阳的紫外线辐射了大部分有害的紫外线生命保护破坏与保护臭氧层保护地球上的生命免受紫人类活动排放的化学物质会破坏外线的伤害臭氧层，需要采取措施保护臭氧层总结大气的物理性质大气结构大气环流大气中的水汽大气是地球的保护层，影响着大气分层结构，每层具有独特大气环流驱动全球气候模式，水汽是大气中的重要组成部分地球的温度、湿度和气候的物理特性影响着天气和气候变化，影响着天气和气候变化。