1、第三章 大气圈与气候系统 第一节 大气圈的组成与热能 第二节 大气水分和降水 第三节 大气运动和天气系统 第四节 气候的形成 第五节 气候变化第一节 大气圈的组成和热能一、大气的成分二、大气的结构三、大气的热能四、气温一、大气的成分1 干洁空气大气是由多种气体及固体微粒、液体微滴(水汽)混合组成的混合物,除去固体杂质和水汽之外的混合气体称为干洁空气(简称干空气)2 大气的成分主要成分:地球表面的大气主要由氮( N2)、 氧( O2)、 氩( Ar) 等气体组成。微量成分:二氧化碳、水汽、甲烷、氧化亚氮、二氧化硫、一氧化碳、氢气及惰性气体等。痕量成分:硫化氢、非甲烷类烃、臭氧、二氧化氮、一氧化氮
2、、过氧化氢等。大气的组成示意图0.035%0.001 8%0.000 52%0.000 14%0.000 10%0.000 05%0.000 05%0.000 007%氮气( N2)78.08%大气的组成成分氮( N2)氧( O2)氩( Ar)二氧化碳 CO2)氖( Ne)氦( He)氪( Kr)氡( Rn)氙( Xe)甲烷( CH4)一氧化二氮( N2O)成分臭氧( O3)体积混合比 体积混合比0.209 470.000 351.82X10-60.009 340.780 830.5X10-65.2X10-61.1X10-61.7X10-60.1X10-60.3X10-610X10-8 50X
3、10-8大气的组成地球大气主要是由氮和氧等组成。目前,人们关心最多的含量较少、寿命较短的微量和痕量成分,如 二氧化碳、臭氧、水汽及气溶胶二氧化碳、臭氧、水汽及气溶胶等。这是因为尽管他们的浓度很低,但他们在大气中的浓度均有较大的时空变化,对地气系统热量的收支、大气温度的垂直结构及人类有着明显的影响。二氧化碳的气候效应 二氧化碳是大气中的 可变成份之一 ,主要来自火山喷发、动植物呼吸及人类活动。 二氧化碳能强烈吸收地面长波辐射,从而使低层大气变暖;同时向周围及地面放射长波辐射,对大气和底边温度有明显的 “温室 ”作用。 二氧化碳对大气辐射收支的影响表现在:平流层冷却、对流层和地面升温。大气臭氧浓度
4、随高度的变化(引自 大气科学辞典 )臭氧的浓度随高度的分布,具有不连续或突变现象。大气中 O3主要存在于 10 50 km的大气层中,绝大部分集中在平流层,对流层只占了 10% 左右。近地面层臭氧含量少,从10 km高度开始增加,到 2030 km高度浓度达到最大值,称为 “ 臭氧层 ” ,再往上逐渐减少,到 50 km以上就极少了。这是由于不同高度上 O3的形成条件不同造成的。据观测,大气中 CH4的增加将引起对流层 O2的增加,而N2O和 CFCs的增加将引起平流层 O3的减少。高度/km臭氧层臭氧浓度 /m-350302010010174010191018高度 臭氧层臭氧浓度高度 臭氧层臭氧浓度大气臭氧的季节变化和纬度分布(引自 大气科学辞典 )大气臭氧的分布随纬度和季节的不同而不同:对纬度而言,臭氧总量的极小值在赤道附近,极大值在南北纬 60o附近;就季节而言,春季出现极大值,秋季出现极小值。