内容正文:
第二章 地球上的大气
第一节 大气的组成和垂直分层
一、大气的组成
1.大气的组成及作用
组成成分
占大气体积
作用
干洁空气
氮气
78%
地球上生物体的基本元素
氧气
21%
人类和其他生物维持生命活动所必需的物质
二氧化碳
很少
①绿色植物进行光合作用的基本原料;②吸收地面辐射的能力强,使气温升高
臭氧
很少
①能吸收太阳光中的紫外线,使大气增温;②减少到达地面的紫外线,对生物具有保护作用
水汽
很少,因时因地而异
水的相变,产生云、雨、雾、雪等一系列天气现象,同时伴随着热量的吸收和释放,直接影响地面和大气的温度
杂质
作为凝结核,是成云致雨的必要条件
2.人类活动对大气的影响:人类活动排放的污染物进入大气,会影响大气的成分和含量,产生大气污染,对生态系统和人类生存造成不利影响。
二、大气的垂直分层
1.依据:大气在垂直方向上的温度、运动状况和密度。
2.各层特征比较
垂直分层
气温特点
大气运动状况
与人类关系
A对流层
随高度升高而递减,顶部气温降至-60℃
上部冷、下部热,有利于大气的对流运动
最为密切,天气现象复杂多变,人类生活在对流层的底部
B平流层
随高度升高而升高
上部热、下部冷,不易形成对流,以平流运动为主
适合航空飞行
C高层大气
随高度增加先降低后升高
有若干电离层,能反射无线电波,对无线电通信有重要作用
(1)对流层
高度范围:低纬:17~18千米中纬:10~12千米高纬:8~9千米。
主要特点:气温随高度的增加而降低(每升高100米,气温大约降低0.6℃);空气对流运动显著;天气现象复杂多变。
特点成因:地面长波辐射是对流层大气的直接热源;该层大气上部冷、下部热;几乎全部的水汽、杂质和大气中的污染物集中在该层,对流运动易成云致雨。
与人类的关系:人类生活在对流层底部,与人类关系最密切。
(2) 平流层
高度范围:从对流层顶部至50~55千米高空。
主要特点:气温随高度升高而升高;以平流运动为主;天气晴朗,能见度好。
特点成因:该层中的臭氧大量吸收太阳紫外线;该层大气上部热、下部冷,大气稳定;水汽、杂质含量很少,无云雨现象。
与人类的关系:人类生存环境的天然屏障,适合航空飞行。
(3) 高层大气
高度范围:从平流层顶部到3 000千米的高空。
主要特点:大气密度很小。
特点成因:距地面远,受到引力小。
与人类的关系:电离层能反射无线电波,对无线电通信有重要作用。
3.逆温及危害
(1)逆温现象:正常情况下,对流层的气温随高度增加而递减,且海拔每升高100 m,气温约下降0.6 ℃。但在一定条件下,对流层的某一高度有时也会出现气温随高度增加而升高的现象,或者气温随高度增加而降低的幅度小于垂直递减率,这种现象我们称之为“逆温”。如下图所示。
(2)危害
①出现多雾天气。早晨多雾的天气大多与逆温有密切的关系,它使能见度降低,给人们的出行带来不便,甚至导致交通事故。
②加剧大气污染。由于逆温现象的存在,空气垂直对流运动受阻,造成近地面污染物不能及时扩散,从而危害人体健康。
③对航空造成影响。“逆温”多出现在低空,多雾天气给飞机起降带来不便。如果出现在高空,则对飞机飞行极为有利,因为大气以平流运动为主,飞行中不会有较大的颠簸。
第2节 大气受热过程和大气运动
一、大气的受热过程
1.两个热源
(1)地球大气最重要的能量来源:太阳辐射。
(2)近地面大气主要的、直接的热源:地面长波辐射。
2.两个过程
(1)地面增温过程:大部分A太阳辐射透过大气射到地面,使地面增温。
(2)大气增温过程:地面被加热,并以B长波辐射的形式向大气传递热量,使大气增温。
二、大气对地面的保温作用
1.吸收作用:对流层中的水汽、二氧化碳等,吸收长波辐射的能力很强(75%~95%)。
2.大气逆辐射:大气在增温的同时,也向外辐射长波辐射。大气辐射大部分向下射向地面,其方向与地面辐射方向相反,故称大气逆辐射。
3.保温作用:大气逆辐射把热量传给地面,在一定程度上补偿了地面辐射损失的热量,对地面起到了保温作用。
4.大气对太阳辐射的削弱作用
作用特点
参与作用的大气成分
被削弱的辐射
形成的自然现象
反射作用
无选择性
云层、较大尘埃
各种波长的太阳辐射
夏季多云的白天,气温不太高
散射作用
有选择性
大气分子、颗粒微小的尘埃
波长较短的蓝、紫色光
晴朗天空呈蔚蓝色
无选择性
颗粒较大的尘埃等
各种波长的太阳辐射
阴天、黎明天空呈灰白色
吸收作用
有选择性
臭氧、水汽、二氧化碳
紫外线、红外线
5.大气对地面的保温作用
由上图可知,大气对地面保温作用的过程可归纳如下表:
图