《大气的组成和结构》课件

大气的组成和结构大气是地球周围的一层气体，由氮气、氧气、氩气和其他微量气体组成大气保护地球免受太阳辐射和陨石的伤害，并维持地球的温度和水循环大气的概述地球的保护层大气层是地球表面的一层气体，保护我们免受太阳辐射的伤害天气和气候大气层控制着地球的天气和气候，决定了我们每天感受到的温度、降水和风生命之源大气层中的氧气是人类和所有生物生存的必需品大气的主要成分氮气氧气N2O2约占大气总量的，是生命活动不可或缺的元素，参与蛋白质合约占大气总量的，是呼吸作用必不可少的物质，维持生命78%21%成二氧化碳其他气体CO2约占大气总量的，是重要的温室气体，影响地球温度包括氩气、氖气、氦气等，含量较少，但对大气结构和化学反应有

0.04%影响空气中的温室气体主要温室气体温室气体的影响二氧化碳是最重要的温室气体，占温室效应贡献的约温室气体吸收地面辐射的红外线，造成大气温度升高，形成温室60%效应甲烷、氧化亚氮、臭氧、水汽等气体对温室效应也有重要贡献温室效应增强导致全球气候变暖，引发海平面上升、极端天气事件等一系列问题大气层的垂直结构外层大气1稀薄，温度极高热层2吸收太阳辐射，温度升高中间层3温度随高度降低平流层4温度随高度升高，臭氧层对流层5温度随高度降低，天气现象地球大气层可分为五层对流层、平流层、中间层、热层和外层大气每层都有不同的特点，影响着天气、气候和生命对流层及其特点对流层天气现象温度变化对流层是大气层的最底层，也是与人类生活对流层中存在各种天气现象，例如云、雨、对流层温度随高度增加而降低，平均每上升息息相关的一层雪、风等米降低℃

1000.65平流层及其特点平流层特征大气层位置12气温随高度增加而升高，存在位于对流层之上，高度约15-50臭氧层，吸收大部分紫外线，公里，是航空器飞行的理想区保护地球生命域空气稀薄重要意义34平流层空气稀薄，密度远低于平流层对地球生态系统至关重对流层，空气流动稳定，几乎要，臭氧层吸收紫外线，保护没有云层和降水地球上的生命免受伤害中间层及其特点温度特点气流特点中间层温度随高度增加而下降中间层温度变化范围很大，从平中间层大气较为平静，气流流动缓慢由于大气密度较低，气流流层顶部的摄氏度下降到摄氏度运动受地球自转和太阳辐射的影响较小0-90热层及其特点高温层稀薄气体热层是地球大气层中最外层，温热层中的气体非常稀薄，密度极度很高，可达上千摄氏度低，大约只有海平面的百万分之一极光现象太空探索热层是发生极光现象的主要区域热层是人造卫星和航天器运行的，太阳风中的带电粒子与热层中区域，其稀薄的空气能够减少摩的气体原子发生碰撞，产生绚丽擦力，有利于太空探索的光芒外层大气及其特点稀薄的气体极光的形成与太空的交界外层大气非常稀薄，主要由氢和氦组成，气太阳风中的带电粒子与外层大气中的气体原外层大气逐渐过渡到太空，没有明确的边界体密度极低子碰撞，激发原子发出光，形成绚丽的极光，是地球大气层与太空环境的过渡区域大气的压力分布大气压是地球表面所有物体所受到的大气层重量，其大小与高度、纬度和天气状况有关气压的概念与单位气压定义测量气压气压是大气层对地球表面单位面积的气压通常用气压计测量，常用单位为压力百帕或毫巴hPa mb大气压随高度的变化高度与气压1大气压随高度升高而减小，这是因为随着高度升高，空气密度和质量减少气压变化规律2气压的变化是非线性的，在对流层中，气压随高度迅速下降，而在平流层中，气压变化较缓气压计3气压计是测量气压的仪器，常用气压计类型包括水银气压计和气压计aneroid大气的温度分布地球大气层内的温度分布受多种因素的影响，包括太阳辐射、地球表面性质、大气环流以及水汽含量等大气温度的垂直分布呈现出明显的层次结构，不同高度的气温变化规律有所不同150摄氏度零度地表温度平均约为摄氏度，但由于地理位对流层顶部的温度约为零摄氏度，是热量传15置、季节、时间等因素的影响，不同地区的输的重要层级温度差异巨大1000100公里摄氏度热层温度随着高度的增加而上升，在公外层大气温度极低，约为摄氏度，接近1000100里高度可达数百摄氏度于宇宙空间的温度气温的定义与测量定义测量12气温指的是空气温度，反映了空气分子气温通常用温度计测量，利用物质热胀平均动能的大小冷缩的性质，将温度变化转换为长度或体积变化单位影响因素34气温的常用单位是摄氏度（℃），在某气温受地理位置、海拔、季节、植被覆些领域也使用华氏度（℉）或开氏度（盖等因素影响，呈现出一定的时空分布K）规律影响温度分布的因素纬度位置海陆分布太阳辐射角度不同，赤道地区太阳辐射更强，气温更高陆地比热容小，升温快降温也快，海洋比热容大，升温慢降温也慢地形地貌洋流海拔越高，气温越低，山地迎风坡气温较高，背风坡气温较低暖流经过的地区气温较高，寒流经过的地区气温较低大气稳定度及其类型大气稳定度定义大气稳定度类型大气稳定度是指空气垂直运动的难易程度大气稳定度可分为三种稳定、不稳定和空气密度越大，下沉的趋势越强，大气中性稳定大气中空气不易上升，不稳定越稳定大气中空气易于上升，中性大气中空气处于中性状态地表温度波动的原因太阳辐射角度云层覆盖率风力变化海洋洋流变化太阳辐射角度变化导致地表接云层覆盖率影响太阳辐射到达风力影响地表热量的输送，从洋流输送热量，影响沿岸地区收到的太阳能量不同地表的量而影响地表温度的气温全球气温的变化趋势过去几十年全球气温持续升高主要原因人类活动排放温室气体影响极端天气事件增多未来趋势预计气温将继续上升大气中的水汽分布水汽含量水汽在大气中的含量变化很大，受地理位置、季节和天气条件的影响湿度分布靠近海洋和热带地区，水汽含量较高，而内陆地区和极地地区，水汽含量较低全球分布水汽分布呈现出明显的纬度差异，赤道地区水汽含量最高，向两极逐渐降低绝对湿度和相对湿度绝对湿度相对湿度

1.

2.12表示单位体积空气中所含水汽指空气中实际水汽含量与同温的质量通常用克立方米表示度下饱和水汽含量之比的百分/，表示空气中水汽含量的多少率用百分数表示，表示空气中水汽的饱和程度两者关系

3.3绝对湿度表示空气中水汽的实际含量，而相对湿度则表示空气中水汽距离饱和的程度云的形成和分类水汽凝结空气中的水汽上升冷却，达到饱和状态，水汽凝结成微小的水滴或冰晶云核水汽凝结需要凝结核，如尘埃、盐粒或花粉，作为凝结核心云的分类云根据其高度、形状和组成分为三大类高云、中云和低云大气的湿度分布纬度差异地形影响赤道地区降水丰富，湿度高两山脉迎风坡降水多，湿度高，背极地区寒冷干燥，湿度较低风坡降水少，湿度低季节变化海陆分布夏季气温高，蒸发量大，湿度相海洋表面蒸发旺盛，空气湿度大对较低冬季气温低，蒸发量小陆地蒸发量相对较小，空气湿，湿度相对较高度较低大气中的降水过程水汽凝结1空气中的水汽达到饱和状态云滴形成2水汽凝结成微小的水滴云滴增长3云滴不断碰撞合并降水落下4云滴或冰晶变大并落下大气中的降水过程是一个复杂的过程，涉及多个步骤水汽凝结成云滴，云滴不断增长，最终形成降水落下降水类型及其形成机理对流雨地形雨

1.

2.12由热空气上升，冷却凝结形成降水，多发生在夏季午后气流遇到地形抬升，冷却凝结形成降水，多发生在山区迎风坡锋面雨台风雨

3.

4.34冷暖气团交汇，暖气团被迫抬升，冷却凝结形成降水，多发台风中心气压低，周围气流向中心辐合上升，冷却凝结形成生在锋面附近降水降水的地理分布降水分布受多种因素影响，例如地理位置、气候类型、地形、植被和人类活动赤道地区降水丰富，两极地区降水稀少，这与太阳辐射和大气环流有关山区降水量通常大于平原，因为山区地势抬升，空气冷却凝结80%20%海洋陆地全球大部分降水发生在海洋上陆地降水量较少，但对人类生活至关重要风的成因和分类山谷风海陆风台风山谷风是由于山坡和山谷之间热量差异引起海陆风是由于海陆热力性质差异引起的，白台风是一种热带气旋，是由海洋上低气压系的，白天山坡升温快，山谷温度低，形成从天陆地升温快，海洋温度低，形成从海洋吹统引起，伴随着强风、暴雨和风暴潮山谷吹向山坡的风向陆地的风风的垂直分布规律摩擦层受地面摩擦影响，风速随高度增加而增大，方向也发生变化自由大气层不受地面摩擦影响，风速随高度变化较为平缓，方向相对稳定高空急流层在高空，风速可能达到很高的水平，形成强劲的急流，对天气系统和航空飞行具有重要影响大气环流系统全球气压带行星风系地球表面存在七个气压带，分别是赤道低压带由气压带之间的气压差驱动，形成从高压带吹、副热带高压带、副极地低压带和极地高压带向低压带的盛行风西风带和信风带季风环流西风带位于中纬度，信风带位于低纬度，对全由于陆地和海洋热力性质差异，导致季节性风球天气和气候有重大影响向变化，对亚洲季风气候影响显著小结与展望大气是地球生命系统的重要组成部分，了解其组成和结构对于我们认识地球环境变化、预测未来气候变化至关重要未来，我们应更加重视大气科学的研究，利用先进的技术手段，深入了解大气过程，为保护地球环境，应对气候变化提供科学依据。