1、 第二章地球大气的成分及分布地球大气是迄今为止以发现的天体大气中 惟一 以氮、氧为主,水可以以气体、液体、固体三态出现的大气。地球大气的演变简述如下:地球在 46亿年前形成,它形成时是没有大气的。地球大气的演变可分为 原始大气 , 次生大气和 现代大气 三个阶段。原始大气 : ( 46亿年前 )由于太阳风和地球升温的作用,原始大气是一些轻物质: H2, He、 CO次生大气 : ( 4520 亿年前)由于地球逐渐冷却,造山运动、火山喷发和从地幔中释放出地壳内原来吸附的气体形成次生大气( CO2, CH4, NH3, H2O) 现代大气 : ( 6亿年前)以 N2、 O2为主地球上的生命是何时才
2、有的?原始和次生大气均没有 O2。 30亿年前 O2很少,或只有 由水汽光解作用产生极少量的氧气。在无氧的条件下产生的原始生命,既要躲避太阳辐射,又需光合作用,因此 最初的生命是在 10米下的海洋表面,一些厌氧生物产生 O2。 亿年前,大气 O2浓度达到现在的 1,(生物史上第一关键浓度),高空臭氧层增加,削弱了紫外线,生命到达水面。亿年前,大气浓度达到现在的十分之一,植物茂盛生长,生命由海洋到陆地 , O2更多。同时动植物的呼吸和死亡又会消耗 O2产生 CO2 , 这个演变过程逐渐达到了一种平衡。 CO2从亿年前的 3000ppm下降到 280ppm,生物也从海洋到陆地,从低级到高级不断发展
3、繁衍下去。2.1大气成分的组成和分类2.1.1 大气成分的组成 :大气是由多种气体组成的 混合气体 , 包括 N2、 O2、 Ar、CO2、 CH4、 O3、 H2水汽 、 大气气溶胶 。2.1.2 大气成分的组成和分类2.1.2.1 按浓度分类:主要成分 : N2 、 O2、 Ar、 CO2 ( 300ppmv) 微量成分: CH4等 ( 1-20ppmv)痕量成分: O3 、 H2 、 氮氧化合物 、硫化物及氟氯化烃 ( 1000年) N2 、 O 2 、 Ar 、 Ne、 He 、 Kr 、 Xe等可变成分 : (几 十几年 ) CO2 、 H 2、 CH4、 N2O 、 CO 、 O3、 NH3、 NO2、SO2、 H2S 水汽 、 大气气溶胶快变成分 : ( 1年)碳、硫、氮的化合物 微量成分和痕量成分一般也是寿命短的成分,它们至少有两个特点:有化学活性,多为温室气体。由于大气中存在着空气的垂直运动、水平运动、湍流运动和分子扩散,使不同高度、不同地区的空气得以进行交换和混合,因而从地面开始向上直到 90km处,空气主要成分(除水汽臭氧和若干污染气体外)的比例基本上是不变的。因此,在 90km以下可以把干洁空气当成分子量为 28.97的 “ 单一成分 ” 来处理。