第三章大气环境保护第一节大气层结构与气象要素-大气的组成（课件）《环境学基础》教学同步（化学工业出版社）

第三章　大气环境保护 大气的组成 地球表面的外层是多种气体混合组成的空气，受地球重力作用，围绕地球占有一定的空间，称为地球大气，简称大气 （Atmosphere）。 地球大气 Page 3 大气上界     探测结果表明，地球大气圈的顶部并没有明显的分界线，而是逐渐过渡到星际空间的。高层大气稀薄的程度虽说比人造的真空还要“空”，但是在那里确实还有气体的微粒存在，而且比星际空间的物质密度要大得多，然而，它们已不属于气体分子了，而是原子及原子再分裂而产生的粒子。以80-100公里的高度为界，在这个界限以下的大气，尽管有稠密稀薄的不同，但它们的成分大体是一致的，都是以氮和氧分子为主，这就是我们周围的空气。而在这个界限以上，到1000公里上下，就变得以氧为主了；再往上到2400公里上下，就以氦为主；再往上，则主要是氢；在3000公里以上，便稀薄得和星际空间的物质密度差不多了。 自地球表面向上，大气层延伸得很高，可到几千公里的高空。根据人造卫星探测资料的推算，在2000-3000公里的高空，地球大气密度便达到每立方厘米一个微观粒子这一数值，和星际空间的密度非常相近，这样2000-3000公里的高空可以大致看作是地球大气的上界。 按大气物理现象分，大气上界1200千米 按大气密度分，大气上界2000－3000千米（星际上界） 大气不停地运动，不断地变化，呈现出各种各样的天气 （Weather）现象。 大气的状态用气温、气压、湿度、风、云、降水、能见度等气象要素 （Meteorological Element）表示。 地球大气 Page 5 大气上界     探测结果表明，地球大气圈的顶部并没有明显的分界线，而是逐渐过渡到星际空间的。高层大气稀薄的程度虽说比人造的真空还要“空”，但是在那里确实还有气体的微粒存在，而且比星际空间的物质密度要大得多，然而，它们已不属于气体分子了，而是原子及原子再分裂而产生的粒子。以80-100公里的高度为界，在这个界限以下的大气，尽管有稠密稀薄的不同，但它们的成分大体是一致的，都是以氮和氧分子为主，这就是我们周围的空气。而在这个界限以上，到1000公里上下，就变得以氧为主了；再往上到2400公里上下，就以氦为主；再往上，则主要是氢；在3000公里以上，便稀薄得和星际空间的物质密度差不多了。 自地球表面向上，大气层延伸得很高，可到几千公里的高空。根据人造卫星探测资料的推算，在2000-3000公里的高空，地球大气密度便达到每立方厘米一个微观粒子这一数值，和星际空间的密度非常相近，这样2000-3000公里的高空可以大致看作是地球大气的上界。 按大气物理现象分，大气上界1200千米 按大气密度分，大气上界2000－3000千米（星际上界） 1、干洁空气（Dry Air） 除水汽、气溶胶以外的整个混合气体 2、水汽（Water Vapor） 垂直和水平分布差异较大；大气中唯一能发生相变的成分，来源于地面，含量变化。容积计约占0~5%。 3、气溶胶粒子（大气杂质）（Aerosols） 水汽凝结物水滴和冰晶 悬浮的固体微粒烟粒、盐粒、尘粒、各种凝结核以及带电离子等。 一、大气组成 1、干洁空气 O3：主要分布于10~50km高度的平流层大气中，极大值在20~35km之间。 O3可以强烈吸收太阳紫外线辐射而增温，同时也使地球生物免受了过多紫外线（Ultraviolet）的照射。 N2占大气质量的78%，O2占大气质量的21%. Page 7 (1) 氧气：氧气占大气质量的21％，它是动植物生存、繁殖的必要条件。氧的主要来源是植物的光合作用。有机物的呼吸和腐烂，矿物燃料的燃烧需要消耗氧而放出二氧化碳。 　　(2)氮气：氮气占大气质量的78％，它的性质很稳定，只有极少量的氮能被微生物固定在土壤和海洋里变成有机化合物。闪电能把大气中的氮氧化（变成二氧化氮），被雨水吸收落入土壤，成为植物所需的肥料。 (3) 二氧化碳：二氧化碳含量随地点、时间而异。人烟稠密的工业区占大气质量的万分之五，农村大为减少。同一地区冬季多夏季少，夜间多白天少，阴天多晴天少。这是因为植物的光合作用需要消耗二碳。 大气中的二氧化碳含量受植物光合作用、动物的呼吸作用、含碳物质的燃烧以及海水对二氧化碳的吸收作用影响，在工业发展、化石燃料(如煤、石油、天然气)燃量增加、森林覆盖面积减少的情况下，已观测到二氧化碳含量与年俱增。大气中本来没有或极少存在的甲烷、一氧化二氮等气体，受人类活动的影响，近年来含量迅速增加。这些温室气体含量变化对大气温度的重要影响，已成为研究现代气候变化的一个前沿课题。 　　温室效应(greenhouse effect)：大气中存在二氧化碳、甲烷等多种温室气体。这些气体能够透过太阳对地球的短波辐射，吸收地表放射出的长波辐射，从而使得