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大氣全科知識(shí)
在我們的學(xué)習(xí)時(shí)代,大家最不陌生的就是知識(shí)點(diǎn)吧!知識(shí)點(diǎn)有時(shí)候特指教科書(shū)上或考試的知識(shí)。還在為沒(méi)有系統(tǒng)的知識(shí)點(diǎn)而發(fā)愁嗎?以下是小編收集整理的大氣全科知識(shí),歡迎閱讀,希望大家能夠喜歡。
大氣全科知識(shí) 篇1
包圍地球的空氣
大氣(包圍地球的空氣)
大氣,就是包圍地球的空氣。而天氣,從現(xiàn)象上來(lái)講,絕大部分是大氣中水分變化的結(jié)果。在太陽(yáng)輻射、下墊面強(qiáng)迫作用和大氣環(huán)流的共同作用下,形成的天氣的長(zhǎng)期綜合情況稱(chēng)為氣候。大氣污染對(duì)大氣物理狀態(tài)的影響,主要是引起氣候的異常變化。這種變化有時(shí)是很明顯的,有時(shí)則以漸漸變化的形式發(fā)生,為一般人所難以覺(jué)察,但任其發(fā)展,后果有可能非常嚴(yán)重。
由來(lái)
地球大氣是伴隨著地球的形成過(guò)程,經(jīng)過(guò)了億萬(wàn)年的不斷“吐故納新”,才演變成今天的這個(gè)樣子。一般認(rèn)為,地球大氣的演變過(guò)程可以分為三個(gè)階段。
密度
就整個(gè)地球來(lái)說(shuō),愈靠近核心,組成物質(zhì)的密度就愈大。大氣圈是地球的一部分,若與地球的固體部分相比較,密度要比地球的固體部分小得多,全部大氣圈的重量大約為數(shù)5×10的15次方,不到地球總重量的百分之一;以大氣圈的高層和低層相比較,高層的密度比低層要小得多,而且越高越稀薄。假如把海平面上的空氣密度作為1,那么在240公里的高空,大氣密度只有它的一千萬(wàn)分之一;到了1600公里的高空就更稀薄了,只有它的一千萬(wàn)億分之一。整個(gè)大氣圈質(zhì)量的90%都集中在高于海平面16公里以?xún)?nèi)的空間里。再往上去當(dāng)升高到比海平面高出80公里的高度,大氣圈質(zhì)量的99.999%都集中在這個(gè)界限以下,而所剩無(wú)幾的大氣卻占據(jù)了這個(gè)界限以上的極大的空間。 探測(cè)結(jié)果表明,地球大氣圈的頂部并沒(méi)有明顯的分界線,而是逐漸過(guò)渡到星際空間的。高層大氣稀薄的程度雖說(shuō)比人造的真空還要“空”,但是在那里確實(shí)還有氣體的微粒存在,比星際空間的物質(zhì)密度要大得多,它們已不屬于氣體分子了,而是原子及原子再分裂而產(chǎn)生的粒子。以80-100公里的高度為界,在這個(gè)界限以下的大氣,盡管有稠密稀薄的不同,但它們的成分大體是一致的,都是以氮和氧分子為主,這就是空氣。而在這個(gè)界限以上,到1000公里上下,就變得以氧為主了;再往上到2400公里上下,就以氦為主;再往上,則主要是氫;在3000公里以上,便稀薄得和星際空間的物質(zhì)密度差不多了。 自地球表面向上,大氣層延伸得很高,可到幾千公里的高空。根據(jù)人造衛(wèi)星探測(cè)資料的推算,在2000-3000公里的高空,地球大氣密度便達(dá)到每立方厘米一個(gè)微觀粒子這一數(shù)值,和星際空間的密度非常相近,這樣2000-3000公里的高空可以大致看作是地球大氣的上界。
氣壓
在任何表面上,由于大氣的重量所產(chǎn)生的壓力,也就是單位面積上所受到的力,叫做大氣壓。其數(shù)值等于從單位底面積向上,一直延伸到大氣上界的垂直氣柱的總重量。氣壓是重要的氣象要素之一。 在氣象工作中通用的氣壓?jiǎn)挝挥泻撩缀秃涟蛢煞N。
。1)毫米(mm):是用水銀柱高度來(lái)表示氣壓高低的單位。例如,氣壓為760mm,表示當(dāng)時(shí)的大氣壓強(qiáng)與760mm高的水銀柱所產(chǎn)生的壓強(qiáng)相等。
。2)毫巴(mb):用單位面積上所受水銀柱壓力大小來(lái)表示氣壓高低的單位。物理學(xué)上,壓強(qiáng)的單位是用“巴”表示的:每一平方厘米面積上受到一達(dá)因的力,稱(chēng)為一巴。在氣象上,嫌這個(gè)單位太小,取1,000,000達(dá)因/平方厘米為1巴,以巴的千分之一作為氣壓的單位,稱(chēng)為1毫巴。即: 1巴=1000毫巴 1毫巴=1000達(dá)因/厘米2
分層
按物理性質(zhì) 整個(gè)地球大氣層按其成分、溫度、密度等物理性質(zhì)在垂直方向上的變化,世界氣象組織把它分為五層,自下而上依次是:對(duì)流層、平流層、中間層、暖層和散逸層。 對(duì)流層是緊貼地面的一層,它受地面的影響最大。因?yàn)榈孛娓浇目諝馐軣嵘仙,而位于上面的冷空氣下沉,這樣就發(fā)生了對(duì)流運(yùn)動(dòng),所以把這層叫做對(duì)流層。它的下界是地面,上界因緯度和季節(jié)而不同。 在對(duì)流層的頂部,直到高于海平面50-55公里的這一層,氣流運(yùn)動(dòng)相當(dāng)平衡,而且主要以水平運(yùn)動(dòng)為主,故稱(chēng)為平流層。 平流層之上,到高于海平面85公里高空的一層為中間層。這一層大氣中,幾乎沒(méi)有臭氧,這就使來(lái)自太陽(yáng)輻射的大量紫外線白白地穿過(guò)了這一層大氣而未被吸收,所以,在這層大氣里,氣溫隨高度的增加而下降的很快,到頂部氣溫已下降到-83℃以下.由于下層氣溫比上層高,有利于空氣的垂直對(duì)流運(yùn)動(dòng),故又稱(chēng)之為高空對(duì)流層或上對(duì)流層。 從中間層頂部到高出海面800公里的高空,稱(chēng)為暖(熱)層,又叫電離層。這一層空氣密度很小,在700公里厚的氣層中,只含有大氣總重量的0.5%。暖層里的氣溫很高,據(jù)人造衛(wèi)星觀測(cè),在300公里高度上,氣溫高達(dá)1000℃以上。所以這一層叫做暖層或者熱層。 暖層頂以上的大氣統(tǒng)稱(chēng)為散逸層,又叫外層。它是大氣的最高層,高度最高可達(dá)到3000公里。這一層大氣的溫度也很高,空氣十分稀薄,受地球引力場(chǎng)的約束很弱,一些高速運(yùn)動(dòng)著的空氣分子可以?huà)昝摰厍虻囊推渌肿拥淖枇ι⒁莸接钪婵臻g中去。 根據(jù)宇宙火箭探測(cè)資料表明,地球大氣圈之外,還有一層極其稀薄的電離氣體,其高度可伸延到22000公里的高空,稱(chēng)之為地冕。地冕也就是地球大氣向宇宙空間的過(guò)渡區(qū)域。人們形象地把它比作是地球的“帽子”。 按特征分 第一:按著大氣的化學(xué)成分來(lái)劃分。這種劃分是以距海平面90公里的高度為界限的。在90公里高度以下,大氣是均勻地混合的,組成大氣的各種成分相對(duì)比例不隨高度而變化,這一層叫做均質(zhì)層。在90公里高度以上,組成大氣的各種成分的相對(duì)比例,是隨高度的升高而發(fā)生變化的,比較輕的氣體如氧原子、氦原子、氫原子等越來(lái)越多,大氣就不再是均勻的混合了,因此,把這一層叫做非均質(zhì)層。 第二:是按著大氣被電離的狀態(tài)來(lái)劃分,可分為非電離層和電離層。在海平面以上60公里以?xún)?nèi)的大氣,基本上沒(méi)有被電離處于中性狀態(tài),所以這一層叫非電離層。在60公里以上至1000公里的高度,這一層大氣在太陽(yáng)紫外線的作用下,大氣成分開(kāi)始電離,形成大量的正、負(fù)離子和自由電子,所以這一層叫做電離層,這一層對(duì)于無(wú)線電波的傳播有著重要的作用。
大氣的結(jié)構(gòu)
按照大氣在鉛直方向的各種特性,將大氣分成若干層次。按大氣溫度隨高度分布的特征,可把大氣分成對(duì)流層、平流層、中間層、熱層和散逸層;也可稱(chēng)為對(duì)流層、平流層、中間層、暖層和外層。按大氣各組成成分的混和狀況,可把大氣分為均勻?qū)雍头蔷鶆驅(qū)印0创髿怆婋x狀況,可分為電離層和非電離層。按大氣的光化反應(yīng),可分為臭氧層。按大氣運(yùn)動(dòng)受地磁場(chǎng)控制情況,可分有磁層。 近地面的大氣層主要通過(guò)吸收地面輻射而升溫,氣溫隨高度的增加而遞減,下部熱,上部冷,空氣垂直對(duì)流運(yùn)動(dòng)顯著,故稱(chēng)對(duì)流層(troposphere)。對(duì)流層厚度因緯度和季節(jié)的不同而不同:熱帶較厚,寒帶較;夏季較厚,冬季較薄。赤道地區(qū)對(duì)流層厚度可達(dá)16~18千米,中緯度地區(qū)約10~12千米,兩極地區(qū)約7~8千米。 自地球表面向上,隨高度的增加空氣愈來(lái)俞稀薄。大氣的上界可延伸到2000~3000公里的高度。在垂直方向上,大氣的物理性質(zhì)有明顯的差異。根據(jù)氣溫的垂直分布、大氣擾動(dòng)程度、電離現(xiàn)象等特征,一般將大氣分為五層。 對(duì)流層 對(duì)流層是大氣的最下層。它的高度因緯度和季節(jié)而異。就緯度而言,低緯度平均為17~18公里;中緯度平均為10~12公里;高緯度僅8~9公里。就季節(jié)而言,對(duì)流層上界的高度,夏季大于冬季。對(duì)流層的主要特征;
、贇鉁仉S高度的增加而遞減,平均每升高100米,氣溫降低0.65℃。其原因是太陽(yáng)輻射首先主要加熱地面,再由地面把熱量傳給大氣,因而愈近地面的空氣受熱愈多,氣溫愈高,遠(yuǎn)離地面則氣溫逐漸降低。
、诳諝庥袕(qiáng)烈的對(duì)流運(yùn)動(dòng)。地面性質(zhì)不同,因而受熱不均。暖的地方空氣受熱膨脹而上升,冷的地方空氣冷縮而下降,從而產(chǎn)生空氣對(duì)流運(yùn)動(dòng)。對(duì)流運(yùn)動(dòng)使高層和低層空氣得以交換,促進(jìn)熱量和水分傳輸,對(duì)成云致雨有重要作用。
、厶鞖獾膹(fù)雜多變。對(duì)流層集中了75%大氣質(zhì)量和90%的水汽,因此伴隨強(qiáng)烈的對(duì)流運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生水相變化,形成云、雨、雪等復(fù)雜的天氣現(xiàn)象。 平流層 自對(duì)流層頂向上55公里高度,為平流層。
其主要特征:
、贉囟入S高度增加由等溫分布變逆溫分布。平流層的下層隨高度增加氣溫變化很小。大約在20公里以上,氣溫又隨高度增加而顯著升高,出現(xiàn)逆溫層。這是因?yàn)?0~25公里高度處,臭氧含量最多。臭氧能吸收大量太陽(yáng)紫外線,從而使氣溫升高。
、诖怪睔饬黠@著減弱。平流層中空氣以水平運(yùn)動(dòng)為主,空氣垂直混合明顯減弱,整個(gè)平流層比較平穩(wěn)。
、鬯、塵埃含量極少。由于水汽、塵埃含量少,對(duì)流層中的天氣現(xiàn)象在這一層很少見(jiàn)。平流層天氣晴朗,大氣透明度好。 中間層 從平流層頂?shù)?5公里高度為中間層。
其主要特征:
①氣溫隨高度增高而迅速降低,中間層的頂界氣溫降至-83℃~-113℃。因?yàn)樵搶映粞鹾繕O少,不能大量吸收太陽(yáng)紫外線,而氮、氧能吸收的短波輻射又大部分被上層大氣所吸收,故氣溫隨高度增加而遞減。
、诔霈F(xiàn)強(qiáng)烈地對(duì)流運(yùn)動(dòng)。這是由于該層大氣上部冷、下部暖,致使空氣產(chǎn)生對(duì)流運(yùn)動(dòng)。但由于該層空氣稀薄,空氣的對(duì)流運(yùn)動(dòng)不能與對(duì)流層相比。 暖層 從中間層頂?shù)?00公里高度為暖層。
暖層的特征:
、匐S高度的增高,氣溫迅速升高。據(jù)探測(cè),在300公里高度上,氣溫可達(dá)1000℃以上。這是由于所有波長(zhǎng)小于0.175微米的太陽(yáng)紫外輻射都被該層的大氣物質(zhì)所吸收,從而使其增溫的緣故。
、诳諝馓幱诟叨入婋x狀態(tài)。這一層空氣密度很小,在270公里高度處,空氣密度約為地面空氣密度的百億分之一。由于空氣密度小,在太陽(yáng)紫外線和宇宙射線的作用下,氧分子和部分氮分子被分解,并處于高度電離狀態(tài),故暖層又稱(chēng)電離層。電離層具有反射無(wú)線電波的能力,對(duì)無(wú)線電通訊有重要意義。 散逸層 暖層頂以上,稱(chēng)散逸層。它是大氣的最外一層,也是大氣層和星際空間的過(guò)渡層,但無(wú)明顯的邊界線。這一層,空氣極其稀薄,大氣質(zhì)點(diǎn)碰撞機(jī)會(huì)很小。氣溫也隨高度增加而升高。由于氣溫很高,空氣粒子運(yùn)動(dòng)速度很快,又因距地球表面遠(yuǎn),受地球引力作用小,故一些高速運(yùn)動(dòng)的空氣質(zhì)點(diǎn)不斷散逸到星際空間,散逸層由此而得名。據(jù)宇宙火箭資料證明,在地球大氣層外的空間,還圍繞由電離氣體組成極稀薄的大氣層,稱(chēng)為“地冕”。它一直伸展到22 000公里高度。由此可見(jiàn),大氣層與星際空間是逐漸過(guò)渡的,并沒(méi)有截然的界限。
保溫作用
大氣層就好像是一條毛毯,均勻地包住了整個(gè)地球,使整個(gè)地球就好象處在一個(gè)溫室之中。白天灼熱的太陽(yáng)發(fā)出強(qiáng)烈的短波輻射,大氣層能讓這些短波光順利地通過(guò),而到達(dá)地球表面,使地表增溫。晚上,沒(méi)有了太陽(yáng)輻射,地球表面向外輻射熱量。因?yàn)榈乇淼臏囟炔桓,所以輻射是以長(zhǎng)波輻射為主,而這些長(zhǎng)波輻射又恰恰是大氣層不允許通過(guò)的,故地表熱量不會(huì)喪失太多,地表溫度也不會(huì)降得太低。這樣,大氣層就起到了調(diào)節(jié)地球表面溫度的作用。這種作用就是大氣的保溫作用。
發(fā)展階段
原始大氣
大約在50億年前,大氣伴隨著地球的誕生就神秘地“出世”了。也就是拉普拉斯所說(shuō)的星云開(kāi)始凝聚時(shí),地球周?chē)鸵呀?jīng)包圍了大量的氣體了。原始大氣的主要成分是氫、氦 、二氧化碳和甲烷等。當(dāng)?shù)厍蛐纬梢院螅捎诘厍騼?nèi)部放射性物質(zhì)的衰變,進(jìn)而引起能量的轉(zhuǎn)換。這種轉(zhuǎn)換對(duì)于地球大氣的維持和消亡都是有作用的,再加上太陽(yáng)風(fēng)的強(qiáng)烈作用和地球剛形成時(shí)的引力較小,使得原始大氣很快就消失掉了。
次生大氣
地球生成以后,由于溫度的下降,地球表面發(fā)生冷凝現(xiàn)象,而地球內(nèi)部的高溫又促使火山頻繁活動(dòng),火山爆發(fā)時(shí)所形成的揮發(fā)氣體,就逐漸代替了原始大氣,而成為次生大氣。次生大氣的主要成分是二氧化碳、甲烷、氮、硫化氫和氨等一些分子量比較重的氣體。這些氣體和地球的固體物質(zhì)之間,互相吸引,互相依存。氣體沒(méi)有被地球偌大的離心力所拋棄,而成為大氣的第二次生命棗次生大氣。
今日大氣階
隨著太陽(yáng)輻射向地球表面的縱深發(fā)展,光波比較短的紫外線強(qiáng)烈的光合作用,使地球上的次生大氣中生成了氧,而且氧的數(shù)量不斷地增加。有了氧,就為地球上生命的出現(xiàn)提供了極為有利的“溫床”。經(jīng)過(guò)幾十億萬(wàn)年的`分解、同化和演變,生命終于在地球這個(gè)襁褓中誕生了。今天的大氣雖然是由多種氣體組成的混合物,但主要成分是氮,其次是氧,另外還有一些其它的氣體,如二氧化碳、稀有氣體等,但數(shù)量則極其微小的。
大氣污染
大氣污染對(duì)大氣物理狀態(tài)的影響,主要是引起氣候的異常變化。這種變化有時(shí)是很明顯的,有時(shí)則以漸漸變化的形式發(fā)生,為一般人所難以覺(jué)察,但任其發(fā)展,后果有可能非常嚴(yán)重。大氣是在不斷變化著的,其自然的變化進(jìn)程相當(dāng)緩慢,而人類(lèi)活動(dòng)造成的變化禍在燃眉,已引起世界范圍的殷切關(guān)注,世界各地都已動(dòng)員了大量人力、物力,進(jìn)行研究、防范、治理?刂拼髿馕廴荆Wo(hù)環(huán)境,已成為當(dāng)代人類(lèi)一項(xiàng)重要事業(yè)。 大氣污染物 隨著人類(lèi)社會(huì)生產(chǎn)力的高度發(fā)展,各種污染物大量地進(jìn)入地球大氣中,這就是人們所說(shuō)的“大氣污染”。 大氣中污染物已經(jīng)產(chǎn)生危害,受到人們注意的污染物大致有一百種左右,主要污染物如表所示。 分 類(lèi) 成 份 粉塵微粒 碳粒、飛灰、碳酸鈣、ZnO(氧化鋅)、PbO2(二氧化鉛)、PM2.5、PM10等 硫化物 SO2(二氧化硫)、SO3(三氧化硫)、H2SO4(霧)等 氮化物 NO(一氧化氮)、NO2(二氧化氮)、NH3(氨氣)等 鹵化物 Cl2(氯氣)、F2(氟氣)、HCl(氯化氫)、HF(氟化氫)等 碳氧化物 CO(一氧化碳) 氧化劑 O3(臭氧)、過(guò)氧酰基硝酸脂(PAN)等 其中影響范圍廣,對(duì)人類(lèi)環(huán)境威脅較大的主要是煤粉塵、一氧化碳、碳化氫、硫化氫和氨等。 從污染物來(lái)源看,主要有燃料燃燒時(shí)從煙囪排出的廢氣與汽車(chē)排氣和工廠漏掉跑掉的毒氣,而煙囪與汽車(chē)廢氣約點(diǎn)總污染物的百分之七十之多。
大氣變暖
現(xiàn)狀 據(jù)有關(guān)報(bào)道,中國(guó)科學(xué)院的科研人員利用自行設(shè)計(jì)的高精度冰芯氣泡甲烷提取分析系統(tǒng),對(duì)青藏高原達(dá)索普冰芯進(jìn)行了研究測(cè)試、實(shí)驗(yàn)分析,獲得了近兩千年來(lái)高分辨率中低緯度大氣甲烷紀(jì)錄,使大氣溫室氣體與全球氣候變化相互作用的研究取得了突破性進(jìn)展。通過(guò)對(duì)青藏高原達(dá)索普冰芯中甲烷記錄的研究,科研人員發(fā)現(xiàn),1850年以來(lái)大氣中甲烷含量急劇上升,在過(guò)去的150年里上升了1.4倍。而在兩次世界大戰(zhàn)期間人類(lèi)活動(dòng)甲烷排放呈負(fù)增長(zhǎng)。專(zhuān)家稱(chēng),這一研究將為全球大氣的分布和變化特征提供定量評(píng)估的依據(jù)。 研究表明,隨著溫室氣體的不斷排放,地球大氣的“溫室效應(yīng)”會(huì)越來(lái)越強(qiáng)。溫室氣體主要由水蒸氣、二氧化碳、甲烷、氮氧化物、氟里昂等成分組成,其中甲烷的溫室效應(yīng)是二氧化碳的20倍,且在大氣中的濃度呈現(xiàn)出快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。此外,研究還預(yù)測(cè)出:隨著溫室氣體的大量排放,全球氣溫將普遍上升。同時(shí),地球生態(tài)系統(tǒng)將面臨中緯度地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)和農(nóng)業(yè)帶向極區(qū)遷移和生物多樣性降低的威脅,突發(fā)性的氣候?yàn)?zāi)難頻度增強(qiáng),這些都將直接影響人類(lèi)的生存與發(fā)展。 20世紀(jì)末,隨著全球人口的增長(zhǎng)和人類(lèi)活動(dòng)的加劇,人類(lèi)向大氣中排放的溫室氣體越來(lái)越多,使大氣中溫室氣體的含量成倍增加。專(zhuān)家指出,這些溫室氣體將通過(guò)氣候系統(tǒng)控制自然能量的流向,從而影響全球氣候的變化。事實(shí)上,人類(lèi)排放到大氣中的氣體無(wú)一例外都要通過(guò)自然過(guò)程來(lái)消除,而消除過(guò)程本身則要通過(guò)破壞現(xiàn)有的氣候、環(huán)境及生態(tài)系統(tǒng)來(lái)完成。人類(lèi)愈發(fā)認(rèn)清:在環(huán)境污染的肇事者名單中,無(wú)人可以逃脫;而在環(huán)境惡化的受害人名單中,也沒(méi)誰(shuí)可以幸免。每一個(gè)人不僅僅是環(huán)境污染的受害者,也是環(huán)境污染的制造者,更是環(huán)境污染的治理者。環(huán)境保護(hù)不僅僅是一個(gè)口號(hào)、一個(gè)話(huà)題,它更是一門(mén)系統(tǒng)的科學(xué),更是一種意識(shí)、一種理念、一種生活方式。環(huán)境保護(hù)不但需要政府和專(zhuān)家學(xué)者,也需要公眾的廣泛參與,環(huán)境保護(hù)要從娃娃抓起,讓每一個(gè)公民從小養(yǎng)成保護(hù)環(huán)境的習(xí)慣,政府的理念要堅(jiān)定,宣傳要細(xì)化到位,打持久戰(zhàn)。 原理 世界上,宇宙中任何物體都輻射電磁波。物體溫度越高,輻射的波長(zhǎng)越短。太陽(yáng)表面溫度約6000K,它發(fā)射的電磁波長(zhǎng)很短,稱(chēng)為太陽(yáng)短波輻射(其中包括從紫到紅的可見(jiàn)光)。地面在接受太陽(yáng)短波輻射而增溫的同時(shí),也時(shí)時(shí)刻刻向外輻射電磁波而冷卻。地球發(fā)射的電磁波長(zhǎng)因?yàn)闇囟容^低而較長(zhǎng),稱(chēng)為地面長(zhǎng)波輻射。短波輻射和長(zhǎng)波輻射在經(jīng)過(guò)地球大氣時(shí)的遭遇是不同的:大氣對(duì)太陽(yáng)短波輻射幾乎是透明的,卻強(qiáng)烈吸收地面長(zhǎng)波輻射。大氣在吸收地面長(zhǎng)波輻射的同時(shí),它自己也向外輻射波長(zhǎng)更長(zhǎng)的長(zhǎng)波輻射(因?yàn)榇髿獾臏囟缺鹊孛娓停。其中向下到達(dá)地面的部分稱(chēng)為逆輻射。地面接受逆輻射后就會(huì)升溫,或者說(shuō)大氣對(duì)地面起到了保溫作用。這就是大氣溫室效應(yīng)的原理。
形成過(guò)程
有人認(rèn)為,大氣是在地球上誕生后,由于火山活動(dòng)逐漸從地殼中滲透出來(lái)的。在原始大氣中,氧的含量非常少,而二氧化碳很多。后來(lái),綠色植物出現(xiàn)在陸地上,通過(guò)光合作用,逐漸使原始大氣變成了我們認(rèn)識(shí)到的樣子。 過(guò)去人們認(rèn)為地球大氣是很簡(jiǎn)單的,直到十九世紀(jì)末才知道地球上的大氣是由多種氣體組成的混合體,并含有水汽和部分雜質(zhì)。它的主要成分是氮、氧、氬等。在80-100公里以下的低層大氣中,氣體成分可分為兩部分:一部分是“不可變氣體成分”,主要指氮、氧、氬三種氣體。這幾種氣體成分之間維持固定的比例,基本上不隨時(shí)間、空間而變化。另一部分為“易變氣體成分”,以水汽、二氧化碳和臭氧為主,其中變化最大的是水汽。總之,大氣這種含有各種物質(zhì)成分的混合物,可以大致分為干潔空氣、水汽、微粒雜質(zhì)和新的污染物。
干潔大氣成份
干潔空氣是指大氣中除去水汽、液體和固體微粒以外的整個(gè)混合氣體,簡(jiǎn)稱(chēng)干空氣。它的主要成分是氮、氧、氬、二氧化碳等,其容積含量占全部干潔空氣的99.99%以上。其余還有少量的氫、氖、氪、氙、臭氧等。 成份表 氣 體 按容積百分比 按質(zhì)量百分比 分子量 氮 78.084 75.52 28.0134 氧 20.948 23.15 31.9988 氬 0.934 1.28 39.948 二氧化碳 0.033 0.05 44.0099
水汽
水汽在大氣中含量很少,但變化很大,其變化范圍在0-4%之間,水汽絕大部分集中在低層,有一半的水汽集中在2公里以下,四分之三的水汽集中在4公里以下,10-12公里高度以下的水汽約占全部水汽總量的99%。 大氣中的水汽來(lái)源于下墊面,包括水面、潮濕物體表面、植物葉面的蒸 發(fā)。由于大氣溫度遠(yuǎn)低于水面的沸點(diǎn),因而水在大氣中有相變效應(yīng)。水汽含量在大氣中 變化很大,是天氣變化的主要角色,云、霧、雨、雪、霜、露等都是水汽的各種形態(tài)。 水汽能強(qiáng)烈地吸收地表發(fā)出的長(zhǎng)波輻射,也能放出長(zhǎng)波輻射,水汽的蒸發(fā)和凝結(jié)又能吸收和放出潛熱,這都直接影響到地面和空氣的溫度,影響到大氣的運(yùn)動(dòng)和變化。
雜質(zhì)和微粒
大氣中除了氣體成分以外,還有很多的液體和固體雜質(zhì)、微粒。雜質(zhì)是指來(lái)源于火山爆發(fā)、塵沙飛揚(yáng)、物質(zhì)燃燒的顆粒、流星燃燒所產(chǎn)生的細(xì)小微粒和海水飛濺揚(yáng)入大氣后而被蒸發(fā)的鹽粒,還有細(xì)菌、微生物、植物的孢子花粉等。它們多集中于大氣的底層。 液體微粒,是指懸浮于大氣中的水滴、過(guò)冷水滴和冰晶等水汽凝結(jié)物。 大氣中雜質(zhì)、微粒,聚集在一起,直接影響大氣的能見(jiàn)度。但它能充當(dāng)水汽凝結(jié)的核心,加速大氣中成云致雨的過(guò)程;它能吸收部分太陽(yáng)輻射,又能削弱太陽(yáng)直接輻射和阻擋地面長(zhǎng)波輻射,對(duì)地面和大氣的溫度變化產(chǎn)生了一定的影響。
物質(zhì)循環(huán)
大氣中各種成分與萬(wàn)物的關(guān)系 首先是大氣中的水分通過(guò)降水進(jìn)入土壤,滋養(yǎng)地面萬(wàn)物,土壤中水一方面通過(guò)植物的呼吸和蒸發(fā)以及土壤本身的蒸發(fā)排放到大氣中,另一部分與植物和有機(jī)物的碳,氮,硫,磷元素產(chǎn)生生物化學(xué)反應(yīng),通過(guò)呼吸與分解又向大氣排放二氧化碳,第三部分成為地表河流與地下水,在他們流向海洋的過(guò)程中遇到動(dòng)物排泄的糞便,產(chǎn)生生物化學(xué)反應(yīng),這些反應(yīng)物與陸地上的碳,氮,硫,磷一起流入海洋,成為海洋生物的養(yǎng)分的一個(gè)來(lái)源,海洋生物的呼吸與分解又把二氧化碳排放到大氣中。大氣中二氧化碳的另一個(gè)來(lái)源是人類(lèi)燃燒礦物化石(煤,石油,天然氣等)。大氣的二氧化碳通過(guò)光和作用成為陸地植物,海洋浮游植物的成分,同時(shí)上述生物向大氣排放氧氣。 實(shí)際大氣中除了氣體成份之外,還有各種各樣的固體、液體微粒。稱(chēng)懸浮著液體、固體粒子的氣體為氣溶膠,懸浮在氣體介質(zhì)中沉降速度很小的液體和固體粒子稱(chēng)為氣溶膠粒子,簡(jiǎn)稱(chēng)氣溶膠;包括塵埃、煙粒、海鹽顆粒、微生物、植物 孢子、花粉等,不包括云、霧、冰晶、雨雪等水成物。最小的氣溶膠粒子基本上由燃燒產(chǎn)生,如燃燒的煙粒,工業(yè)的粉塵,森林火災(zāi),火山爆發(fā)等,也有宇宙塵埃。大粒子和巨粒子的氣溶膠粒子可由風(fēng)刮起的塵埃、植物孢子和花粉或海面波浪氣泡破裂產(chǎn)生。 氣溶膠粒子可以吸附或溶解大氣中某些微量氣體,產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),污染大氣。氣溶膠粒子還能吸附和散射太陽(yáng)輻射,改變大氣輻射平衡狀態(tài),或影響大氣能見(jiàn)度。
大氣全科知識(shí) 篇2
大氣的受熱過(guò)程
1.大氣的能量來(lái)源:太陽(yáng)輻射能
2.大氣受熱過(guò)程及溫室效應(yīng)
熱力環(huán)流地面冷熱不均形成的空氣環(huán)流
1.熱力環(huán)流中溫度和氣壓值的比較方法
、艤囟龋和凰矫嫔希⑿猩仙龤饬鞯慕孛鏈囟茸罡;同一地點(diǎn)垂直方向上海拔越高氣溫越低。
、茪鈮褐担和凰矫嫔峡锤叩蛪;對(duì)同一地點(diǎn)垂直方向上海拔越高氣壓值越低,如下圖溫度由高到低是DCAB,氣壓由大到小依次是CDAB。
⑶等壓面的變化規(guī)律:同一水平面,形成高壓的地方等壓面上凸,形成低壓的地方等壓面下凹。
2.幾種常見(jiàn)的.熱力環(huán)流實(shí)例
三、大氣水平運(yùn)動(dòng)風(fēng)
氣壓帶和風(fēng)帶
一、氣壓帶和風(fēng)帶的形成
1.三圈環(huán)流記氣壓帶、風(fēng)帶名稱(chēng)及各風(fēng)帶的風(fēng)向
2.氣壓帶、風(fēng)帶的季節(jié)移動(dòng):由于太陽(yáng)直射點(diǎn)的季節(jié)移動(dòng),導(dǎo)致氣壓帶、風(fēng)帶也隨季節(jié)移動(dòng),就北半球而言大致是夏季北移,冬季南移。(隨太陽(yáng)直射點(diǎn)的移動(dòng)而移動(dòng))
二、北半球冬夏季節(jié)氣壓中心
1.北半球冬夏季節(jié)氣壓中心分布
2.季風(fēng)環(huán)流
3.副熱帶高壓與我國(guó)的降水和旱澇
三、氣壓帶和風(fēng)帶對(duì)氣候的影響
1.氣候影響因素:一個(gè)地方氣候的形成是太陽(yáng)輻射、大氣環(huán)流、海陸分布、地形、洋流等因素綜合影響的結(jié)果。
2.世界氣候類(lèi)型分布、成因、特點(diǎn)匯總
常見(jiàn)天氣系統(tǒng)
1.冷鋒、暖鋒與天氣變化
2.低壓(氣旋)、高壓(反氣旋)系統(tǒng)
3.掌握鋒面氣旋的結(jié)構(gòu)、冷暖鋒判斷方法、降水位置
(1)鋒面氣旋:地面氣旋一般和鋒面聯(lián)系在一起,稱(chēng)鋒面氣旋。氣旋是氣流輻合上升系統(tǒng),尤其鋒面上氣流上升更強(qiáng)烈,往往產(chǎn)生云、雨、甚至暴雨、雷雨、大風(fēng)天氣。
(2)鋒面的位置:鋒面出現(xiàn)在低壓槽中,與槽線重合。
(3)鋒面類(lèi)型的判斷:
、僖圆劬為界,高緯來(lái)的是冷氣團(tuán),低緯來(lái)的是暖氣團(tuán)。
、跇(biāo)出氣旋水平方向氣流的流向(北半球逆時(shí)針輻合,南半球順時(shí)針輻合),依據(jù)冷暖氣團(tuán)的移動(dòng)判斷冷暖鋒面:如果冷氣團(tuán)主動(dòng)移向暖氣團(tuán),形成冷鋒;如果暖氣團(tuán)主動(dòng)移向冷氣團(tuán),形成暖鋒。
、蹣(biāo)出雨區(qū):冷鋒降雨在鋒后,暖鋒降雨在鋒前。
4.應(yīng)用左右手法則判斷氣旋和反氣旋如下圖
大氣全科知識(shí) 篇3
1、大氣對(duì)浸在其中的物體產(chǎn)生的壓強(qiáng)叫大氣壓強(qiáng),簡(jiǎn)稱(chēng)大氣壓。
2、產(chǎn)生原因:氣體受到重力,且有流動(dòng)性,故能向各個(gè)方向?qū)谄渲械奈矬w產(chǎn)生壓強(qiáng)。
3、著名的證明大氣壓存在的實(shí)驗(yàn):馬德堡半球?qū)嶒?yàn)其它證明大氣壓存在的現(xiàn)象:吸盤(pán)掛衣鉤能緊貼在墻上、利用吸管吸飲料。
4、首次準(zhǔn)確測(cè)出大氣壓值的`實(shí)驗(yàn):托里拆利實(shí)驗(yàn)。
。1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程:在長(zhǎng)約1m,一端封閉的玻璃管里灌滿(mǎn)水銀,將管口堵住,然后倒插在水銀槽中放開(kāi)堵管口的手指后,管內(nèi)水銀面下降一些就不在下降,這時(shí)管內(nèi)外水銀面的高度差約為760mm。
。2)原理分析:在管內(nèi)與管外液面相平的地方取一液片,因?yàn)橐后w不動(dòng)故液片受到上下的壓強(qiáng)平衡。即向上的大氣壓=水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)。
。3)結(jié)論:大氣壓p0=760mmHg=76cmHg=1.01×105Pa(其值隨著外界大氣壓的變化而變化)
。4)幾點(diǎn)說(shuō)明:
A、實(shí)驗(yàn)前玻璃管里水銀灌滿(mǎn)的目的是:使玻璃管倒置后,水銀上方為真空;若未灌滿(mǎn),則測(cè)量結(jié)果偏小。
B、本實(shí)驗(yàn)若把水銀改成水,則需要玻璃管的長(zhǎng)度為10.3m。
C、將玻璃管稍上提或下壓,管內(nèi)外的高度差不變,將玻璃管傾斜,高度不變,長(zhǎng)度變長(zhǎng)。
D、標(biāo)準(zhǔn)大氣壓:支持76cm水銀柱的大氣壓叫標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。
5、大氣壓隨高度的增加而減小,在海拔3000米內(nèi),每升高10m,大氣壓就減小100Pa;大氣壓還受氣候的影響。
6、氣壓計(jì)和種類(lèi):水銀氣壓計(jì)、金屬盒氣壓計(jì)(無(wú)液氣壓計(jì))。
7、大氣壓的應(yīng)用實(shí)例:抽水機(jī)抽水、用吸管吸飲料、注射器吸藥液。
8、液體的沸點(diǎn)隨液體表面的氣壓增大而增大。(應(yīng)用:高壓鍋)
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