第一節大氣的組成和垂直分層
一、大氣的組成
1、大氣的組成:
低層大氣的主要成分:幹潔的空氣、少量的水汽和固體雜質。
2、人類活動對大氣的影響:汙染物進入大氣,會影響大氣的成分和各組成物質的含量,產生大氣汙染和破壞。對生物和生態造成不利影響。
3、人類對大氣層的影響
①工業廢氣、化石燃料的燃燒,汽車尾氣排放等人類活動排放的汙染物進入大氣中,對大氣造成汙染。
②過量使用空調,導致大氣中氟氯昂增多,導致臭氧層破壞,因此臭氧層吸收紫外輻射的能力大大減弱,導致到達地球表面的紫外線明顯增加,給人類健康和生態環境帶來多方面的的危害。
③大量燃燒化石的燃料,導致大氣中CO2、SO2、NO2增多,造成全球變暖。過量砍伐植被,導致植被的光合作用減弱,大氣中CO2增多,全球變暖。
4、大氣對地球生命的保護作用。
防彈衣,大氣對流星體的阻礙作用。
遮陽傘,大氣對太陽輻射的削弱作用。
保溫被,大氣對地面的保溫作用。
二、大氣的垂直分層
1、分層依據:大氣的溫度、運動狀況和密度。
2、分層
A:對流層 B:平流層C:高層大氣
分層
高度範圍
主要特點
特點成因
與人類的關係
對流層
12千米平均
厚度;低緯度較厚,高緯度較薄
氣溫隨高度增加而降低
地面是低層大氣主要的直接熱源
與生產生活的聯繫。雲、雨、雪等天氣現象幾乎都發生在這一層,與人類關係最密切,人類生活在對流層底部
對流顯著,
該層上部冷,下部熱
天氣現象複雜
物質組成集中的大氣質量的四分之三和幾乎全部的水汽,固體雜質
平流層
對流層頂部到50至55千米高空
氣溫隨高度增加而增加
該層中的臭氧吸收紫外線
有利於航空飛行,臭氧層保護地球生命作用
氣流以平流運動為主
該層大氣上熱下冷,大氣穩定
水汽、固體雜質含量較少
高層大氣
平流層頂以上
氣溫隨高度增加先降低再升高
氣壓很低,空氣密度很小
在80~500千米的高空有電離層;在80~120千米的高空多數來自太空的流星體會燃燒;電離層能反射無線電波,對無線電通信有重要作用。
3、雨的形成原理。降雨需要空中有足夠的水蒸汽和凝結核,且溫度必須低到水蒸氣能液化的程度。水蒸氣上升到溫度較高的高空中凝結成小水滴或凝華成小冰晶,形成雲。雲中的小水滴相互凝聚,逐漸增大形成大水滴,當大水滴越來越重,便降落到地面形成雨,若雲中的小冰晶凝聚變大,下落過程中融化成大水滴。也可以形成降雨。形成降水的條件。要有足夠的水汽,氣壓降低到一定溫度,其中的水汽冷卻凝結,有較多的凝結核。
4、逆溫現象的表現
①逆溫現象的表現
一般情況下,氣溫隨海拔升高而降低,大約每升高1000米,氣溫下降6℃,但有時會出現氣溫隨海拔升高而上升的現象,即出現了逆溫現象,根據其成因分為輻射逆溫、鋒面逆溫平流逆溫和地形逆溫等。
②輻射逆溫的產生、消失過程
(1)圖a為正常氣溫垂直分布情況。在晴朗無雲或少雲的夜晚,地面很快冷卻,貼近地面的大氣層也隨之降溫。離地面越近降溫越快,離地面越遠降溫越慢,因而形成了自地面開始的逆溫(圖b)。
(2)隨著地面冷卻的加劇,逆溫逐漸向上擴展,黎明時達到最強(圖c)。
(3)日出後,太陽輻射逐漸增強,地面很快增溫,逆溫層便逐漸自下而上消失(圖d、e)。
輻射逆溫厚度從數十米到數百米,在大陸上常年都可出現。夏季夜短,逆溫層較薄,消失較快;冬季夜長,逆溫層較厚,消失較慢。
無逆溫→逆溫生成→逆溫層最厚→逆溫減弱→逆溫消失
③逆溫現象的影響
成霧
早晨易出現多霧天氣,降低大氣能見度,影響人們的出行,易出現交通事故
大氣汙染
逆溫使空氣垂直對流受阻,造成近地面汙染物不能及時擴散(如霧霾),從而危害人體健康。如果位於盆地內,將會更加嚴重
沙塵暴
沙塵暴逆溫時不利於沙塵揚起
航空
低空逆溫造成的多霧天氣給飛機起降帶來麻煩,而高空逆溫對飛機飛行極為有利。原因是高空逆溫會阻礙空氣垂直對流的發展,飛機在飛行中不會有大的顛簸,飛行平穩;同時提高了能見度,使飛行更加安全。
(1)有利影響
①逆溫的出現阻礙了空氣對流,因此可以抑制沙塵暴的發生。
②逆溫出現在高空,有利於飛機的飛行。
③和其他天氣現象一樣,逆溫可當成一種氣候資源加以利用。例如,在我國新疆伊犁河谷,逆溫出現在10月至次年3月,長達半年之久,有效地提高了冬季谷地的溫度,多年生果樹越冬可以免受凍害等。
(2)不利影響
①逆溫時大氣結構比較穩定,容易加重大氣汙染。
②對天氣的影響:容易產生大霧等不利天氣。
③對交通的影響:能見度降低,地面溼滑。
5、氣溫的水平分布規律
年等溫線特徵
氣溫分布規律
全球
等溫線大致與緯線平行
無論7月還是1月,氣溫都是從低緯向兩極遞減
北半球
等溫線較曲折(如上圖)。1月大陸上的等溫線向南(低緯)凸出,海洋上則向北(高緯)凸出;7月正好相反
在同一緯度上,冬季大陸比海洋冷,夏季大陸比海洋熱
南半球
等溫線較平直(如上圖)
同一緯度,氣溫差別小
同緯度地帶
氣溫比同緯度低,等溫線向低緯凸出
高原、山地的氣溫較低,平原的氣溫較高
氣溫比同緯度高,等溫線向高緯凸出
寒流經過氣溫降低;暖流經過氣溫升高