第6章 平流层大气

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地理教案 人教版必修第一册 同步备课第2章地球上的大气小节教案学习及章末总结

地理教案 人教版必修第一册 同步备课第2章地球上的大气小节教案学习及章末总结

第一节 大气的组成和垂直分层一、大气的组成 1.大气的组成低层大气由□01干洁空气、水汽和杂质三部分构成。

2.大气各成分的作用(1)氧是维持□02生命活动所必需的物质。

(2)氮是地球上生物体的基本元素。

(3)二氧化碳是绿色植物进行□03光合作用的基本原料,对地面有□04保温作用。

(4)臭氧能大量吸收太阳光中的□05紫外线,使大气□06增温;减少到达地面的紫外线,对生物具有保护作用。

(5)水汽和杂质是□07天气变化的重要角色,是成云致雨的必要条件。

3.人类活动对大气组成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。

1.判断正误。

(1)干洁空气以氧气为主。

(×)(2)臭氧因吸收太阳光中的红外线而被称为“地球生命的保护伞”。

(×)2.对地面具有保温作用的大气成分是( ) A .二氧化碳B .氧气C .氮气D .杂质答案 A解析 二氧化碳对地面具有保温作用。

3.举例说明人类对大气成分的影响。

提示 燃烧煤炭等矿物燃料、破坏森林使二氧化碳含量增多;使用空调等制冷设备使臭氧减少。

二、大气的垂直分层1.划分依据:根据温度、□01运动状况和密度,大气自下而上可以划分为□02对流层、平流层和高层大气。

1.判断正误。

(1)臭氧层位于对流层。

(×) (2)平流层有利于高空飞行。

(√)2.大气各垂直分层的主要特点 (1)对流层集中了大气圈质量的□033/4和几乎全部的□04水汽、杂质;高度因□05纬度而异;气温随高度的升高而□06递减,有利于大气的□07对流运动。

(2)平流层气温随高度升高而□08升高;在22~27千米范围内形成□09臭氧层;以□10平流运动为主。

(3)高层大气气温先下降后□11上升;在80~500千米的高空,有若干□12电离层;空气密度□13很小。

2.随高度的升高,对流层气温( ) A .升高 B .先升高后降低 C .降低 D .先降低后升高答案 C解析 在对流层,气温随高度的升高而降低;在平流层,气温随高度的升高而升高;在高层大气,气温随高度的升高先降低后升高。

6第六章 平流层化学

6第六章 平流层化学
UV-A: 315-400nm 臭氧不吸 收,生物圈所需;
UV-B: 280-315nm 臭氧吸收 绝大多数,危害大;
UV-C: <280nm 氧、臭氧完 全吸收,危害极大
6.1.2、平流层的化学特征
1. 臭氧层
对于臭氧的垂直分布,平流层占整个大气臭氧总量的 90%以上,在高度20-25km范围内,臭氧含量很高,因此 称之为“臭氧层”。
1985年在南极上空有一个“臭氧空洞”,其臭氧含量 下降了40%。

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1、臭氧损耗最严重的区域基本上是 离地面15~25km的范围。
2、臭氧发生损耗最为严重的区域也 是气温最低的区域,这一高度范围 内10月左右的气温处于-80℃以下。
南极臭氧洞的损耗状况仍在恶化: ❖ 1、1997年至今,科学家进一步观测到臭氧洞发
造成臭氧洞的元凶。 ❖ 深入的科学研究发现,南极臭氧洞的形成机制是平
流层云表面的非均相过程。
1、为什么仅仅在南极、北极出现臭氧空洞?
2、为什么在热带地区的平流层中没有发现 臭氧层的破坏?
南极地区特殊的气候环境:
❖ 1、南极地区上空的温度极低 ❖ 2、在极低的温度下,天然过程中释放到平流层的含硫化
合物转化形成的硫酸,使得南极平流层地区生成颗粒物成 为可能。
含卤族化合物以极易光解的HOCl,Cl2气态的形式释放出来
❖ 6、春天,紫外线增多,Cl2和HOCl便开始大量地发生光解 ,产生大量的原子氯,以致造成严重的臭氧损耗。
❖ 7、随着更多的太阳光到达由极,南极地区的温度上升, 结果使南极涡旋逐渐消失。
南极臭氧损耗过程示意图:

第6章 大气臭氧

第6章 大气臭氧

• 研究发现阳光中的 UV-B辐射对鱼、虾 、蟹、两栖动物和 其它动物的早期发 育阶段都有危害作 用。最严重的影响 是繁殖力下降和幼 体发育不全。
(四)对农作物的影响
• 在已经研究过的植物品种 中,超过50%的植物有来自 UV-B的负影响,比如豆类 、瓜类等作物,另外某些 作物如土豆、番茄、甜菜 等的质量将会下降;植物 的生理和进化过程都受到 UV-B辐射的影响,甚至与 当前阳光中UV-B辐射的量 有关。
第五节 保护大气臭氧层
1977年,联合国环境规划署设 立一个统筹委员会来研究臭 氧层
1978年,美国,加拿大,瑞典, 挪威禁止使用CFCs气溶胶。
1981年,UNEP开始启动保护 臭氧层的政府间协商。
1982年后,由于没有其他的措施, CFCs的消费又在增长。CFCs的工 业需求不因其破坏臭氧层而受影响。
速建筑、喷涂、包装及电线电缆等所用材料,尤
其是高分子材料的降解和老化变质。
• 阳光中UV-B辐射的增加会加速这些材料的光降解
,从而限制了它们的使用寿命。研究结果已证实 短波UV-B辐射对材料的变色和机械完整性的损失 有直接的影响。
第三节 对流层中的臭氧
• 在对流层里存在的臭氧属于一种对生物有害的污 染物,是光化学烟雾的组成部分之一。 • 许多涉及化学能量快速转化的人类活动,如内燃 机开动、复印机工作等等,都会产生臭氧,危害 人类健康。经常用激光打印机将会有臭氧的气味 ,在高浓度时会中毒。臭氧(O3)是一种强氧化 剂,容易与其他化学物质反应生成许多有毒的氧 化物。
臭氧层
• 臭氧形成后,由于其比重大于氧气,会逐渐 的向臭氧层的底层降落,在降落过程中随着 温度的变化(上升),臭氧不稳定性愈趋明 显,再受到长波紫外线的照射,再度还原为 氧。臭氧层就是保持了这种氧气与臭氧相互 转换的动态平衡。

九年级科学中考之物质科学知识点总结:水和空气(第六章第二、三节)

九年级科学中考之物质科学知识点总结:水和空气(第六章第二、三节)

第二节:水1.水的组成(l)水的组成(或构成)①水是由氢元素和氧元素组成的。

②水分子是由氢原子和氧原子构成的。

③一个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的。

(2)水的电解实验①电解后电源正极处产生的是氧气,电源负极处产生的是氢气。

②所产生的氧气和氢气的体积比为1:202.水的主要性质(l)纯水是无色、无嗅、无味的液体。

(2)水是一种较稳定的化合物,通常在1000℃以上或通电情况下才开始分解。

水可以与活泼金属、碱性氧化物、酸性氧化物等其他物质发生反应。

(3)水是一种重要的物质,因为它是生物生存所需要的最基本物质之一,与生命密不可分。

水是一种常见的优良溶剂。

3.溶液、悬浊液和乳浊液(1)溶液、悬浊液和乳浊液的定义①溶液是均一、稳定的混合物。

②固体小颗粒悬浮在液体里而形成的物质叫悬浊液(如泥水、钡餐)。

③小液滴分散在液体里形成的物质叫乳浊液(如油汤、牛奶)。

(2)溶液与悬浊液、乳浊液的区别①悬浊液、溶液、乳浊液都是混合物。

②溶液是均一、稳定的,而悬浊液和乳浊液是不均一、不稳定的。

4.溶液中溶质的质量分数(1)计算公式(2)溶液的质量分数用小数或百分数来表示。

(3)通过称量(液体溶质为量取)、溶解等步骤,可以配制一定溶质质量分数的溶液。

5.我国水资源的情况、水污染的主要原因及相关防治措施(1)我国水资源的情况①我国江河多年平均径流总量居世界第六位,但人均拥有的水资源只有世界人均拥有量的1/4,是世界“贫水国”之一。

②我国水资源在时间和空间分布上很不平衡:夏季丰富,冬季短缺,南多北少。

(2)水污染的主要原因随着人口的增加,社会经济的迅速发展,用水量剧增的同时,工农业生产和生活污水引起的水污染也越来越严重,使水资源短缺的矛盾更加突出。

(3)水污染的相关防治措施①工业上,通过运用新技术,新工艺减少污染物的产生,同时对污染的水体作处理,使之符合排放标准。

②农业上,提倡使用农家肥,合理使用化肥和农药。

③生活污水应逐步实现集中处理和排放。

第6章 大气臭氧

第6章 大气臭氧


臭氧在地球大气中的分布和变化 臭氧总量和臭氧的垂直分布的变化来描述大气臭氧的全球分 布状况及其变化 一、大气臭氧总量的分布 大气中臭氧总量是指某地区单位面积上空整层大气柱中 所含的臭氧总量。这个臭氧总量通常是用厚度(厘米)来表 示, 定义:假设整层大气柱中所含的全部臭氧集中起来形成一个 纯臭氧层,在标准状况下(即一个大气压,温度为15℃), 这个纯臭氧层的厚度即为大气臭氧总量的单位,其基本单位 是“大气厘米”。 陶普生单位(Du):1Du相当于10-3大气厘米。 混合比和质量浓度
臭氧在地球大气中的分布状况与大气环 流以及大气中的其他动力、热力学等过程 有密切关系,科学家们根据大气中的臭氧 的变化,来认识和研究相关天气过程的演 变,甚至根据臭氧变化资料来判断某一气 团的来源和其路径进行预报。
大气中臭氧随高度的变化 大气中的臭氧绝大部分集中在10-50km的高层大气中,臭 氧层的破坏也是指的这一层次中臭氧受到破坏。 平均状态而言,臭氧浓度随高度上升而下降,进入平流层 臭氧浓度开始随高度上升而增加,然后又随高度上升而减小。 臭氧的最高值一般出现在22~25km范围内,主要由臭氧生 成核破坏的光化学平衡决定。往上,氧分子分解速度较大,但 大气密度小,相应氧分子浓度低;往下,氧分子分解速率很小 对流层中臭氧浓度也很低。 O2+hv(λ<240nm)→O+O O2+O+M →O3+M O3+hv(λ<290nm)→O2+O O3+O →2O2 O+O+M →O2+M
HFCs
三、臭氧破坏的后果 (一)对人体健康的危害 1、损害免疫系统 2、皮肤癌增加 3、眼疾发病率增加 (二)恶化大气环境 伦敦烟雾和洛杉矶光化学烟雾、中国兰州也发生 过严重的光化学烟雾时间。大气臭氧层的臭氧浓度每 减小1%,地面臭氧浓度就增大2%。 (三)危害海洋生物 太阳紫外辐射是影响全球海洋浮游生物分布的重 要因素之一。 (四)对农作物的影响 影响生物多样性 (五)对高分子材料的损害

大气污染控制工程各章考试重点

大气污染控制工程各章考试重点

第1章概论1、大气污染和大气污染物的概念分不是什么?答:大气污染系指由于人类活动或自然过程使得某些物质进进大气中,呈现出足够的浓度,到达了足够的时刻,并因此而危害了人体的舒适、健康和人们的福利,甚至危害了生态环境。

大气污染物系指由于人类活动或自然过程排进大气的并对人和环境产生有害妨碍的那些物质。

2、全球性大气污染咨询题有哪些?答:全球性大气污染咨询题包括温室效应、臭氧层破坏和酸雨等三大咨询题3、大气污染物如何分类?答:大气污染物按其存在状态可概括为两大类:气溶胶状态污染物〔粉尘、烟、飞灰、黑烟、雾〕;在我国的环境空气质量标准中,还可依据粉尘颗粒的大小分为总悬浮颗粒物〔TSP〕和可吸进颗粒物〔PM10〕气体状态污染物,以分子状态存在,包括:含硫化合物〔SO2〕、含氮化合物〔NO和NO2〕、碳氧化物、有机化合物、卤素化合物等。

4、目前中国的大气污染以哪种类型为主?要紧大气污染物是什么?答:以煤烟型为主,要紧大气污染物是SO2和烟尘。

5、环境空气质量功能区如何分类?答:依据环境空气质量标准,将环境空气质量功能区分为三类:一类区为自然保卫区、风景名胜区和其他需要特殊保卫的区;二类区为城镇规划中确定的居住区、商业交通居民混合区、文化区、一般工业区和农村地区;三类区为特定工业区。

以上三类区分不执行一、二、三级标准。

第2章燃烧与大气污染1、煤中硫的存在形态有哪些?哪些形态的硫最终以SOX的形式排放?答:煤中含有四种形态的硫:黄铁矿硫〔FeS2〕、硫酸盐硫〔MeSO4〕、有机硫和元素硫。

2、煤收到基、空气枯燥基、枯燥基、枯燥无灰基的概念?答:收到基〔ar〕,以包括全部水分和灰分的燃料作为100%的成分,亦即锅炉燃料的实际成分,(ar)C+H+O+N+S+A+W=100%;空气枯燥基〔ad〕,以往掉外部水分的燃料为100%成分,(ad)C+H+O+N+S+A+W=100%;枯燥基〔d〕,以往掉全部水分的燃料作为100%的成分,(d)C+H+O+N+S+A=100%;枯燥无灰基〔daf〕,以往掉全部水分和灰分的燃料作为100%的成分,(daf)C+H+O+N+S=100%。

(完整版)大气科学练习题及答案..

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一、地球大气的成分及分布1、现代地球大气的主要成分是(C)A、H2、He和COB、CO2、CH4、NH3和H2OC、N2和O22、已知气压为p(hPa),气温为t(℃)时:试求该干空气的密度ρd(kg/m3)的表达式;试求相同温压条件下,水汽压为e(hPa)的湿空气密度ρ(kg/m3)的表达式。

3、两块气团的相对湿度分别为36%和78%,其中含有较多水汽的是(C)A、相对湿度为36%的气团B、相对湿度为78%的气团C、条件不足,无法确定4、未饱和湿空气块绝热抬升,下列湿度参量中随之增大的是(B)A、露点温度B、相对湿度C、比湿D、水汽压5、地球大气的演化大体上可分为原始大气、次生大气和现代大气三个阶段,次生大气主要成分是CO2、CH4、(H20)和(NH3)等6、已知湿空气气温为t(℃),比湿为q(g/kg),其虚温的表达式为7、对于地球大气中对流层臭氧的来源,以下说法错误的是(D)P20A、平流层臭氧是以扩散和湍流方式输送来的B、对流层大气中发生的光化学反应C、雷暴闪电、有机物氧化生成D、分子氧吸收波长小于0.24微米紫外辐射离解为原子氧,此后原子氧在第三种中性粒子的参与下与分子氧结合形成臭氧。

8、何为干洁大气?若按浓度分类,干洁大气可分为几部分,主要成分分别是?答:除水汽以外的纯净大气即是干结大气。

主要成分、微量成分、痕量成分9、已知某气块的温度为15℃,气压为1015hPa,混合比为0.01g/g,求该气块的饱和水汽压、水汽压、相对湿度、绝对湿度和比湿的大小。

10、(B)在大气中所占比例很小,却是大气中很活跃的成分A、惰性气体B、水汽C、臭氧D、气溶胶11、气溶胶粒子也称为大气粒子。

按尺度大小分为三类,不包括以下哪类(A)A、小核(r<0.1)B、大核(0.1<r<1)C、巨核(r>1)D、爱根核(r<0.1)12、臭氧主要分布在(10-50km)高度的平流层大气中,极大值在(20-30km)之间。

大气的组成和结构

大气的组成和结构
平均说来,低纬度对流层顶高、高纬度对流层顶低。 同一地区,对流层顶高度夏季高于冬季。
1 对流层
➢ 对流层集中了约75%的大气质量和90%以上的水汽。 ➢ 对流层大气热量的直接来源主要是空气吸收地面发出的长
波辐射,靠近地面的空气受热后热量再向高处传递。 ➢ 对流层中,水汽和二氧化碳对大气温度变化的影响最大。
2020/6/15
中国民航大学 空管学院
第一章 大气的组成和结构
第一节 大气组成 第二节 大气结构 第三节 空气状态方程 第四节 标准大气
地球大气
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)。
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。
对流层三大重要特对征流层:的三个主要特点:
气温随着高度的增高而降低 具有强烈的对流和湍流运动 各气象要素水平分布不均匀
因为大气不能吸收太阳短波辐射,但地 面能吸收太阳辐射而升温并放出长波辐 射,大气主要通过吸收地面的长波辐射 低层和空通气过由对于流从、地湍面流得等到方热式量从使地之面受吸热收上热升, 高层量气冷才象空能要气升素下温水沉,平,因分从而布而越不造接均成近匀对地。流面层的内大存气在得强 烈的到由垂的于直热各混量地合越纬作多度用,和。造地热成表带对性地流质面层的温的差度气异高温,随地垂高面直 混合度上能升空到高空很而气高降在高低水度。平,方对向流上层具顶有高不度同高物;理极属地 地度面低性从温。,而度温产低、生,压各垂、种直湿天混等气合要过作素程用水和弱平天,分气对布变流不化层均。顶匀高,
T1
北Y 东X
二、大气垂直分层结构
大气层状结构:
对流层(Troposphere) 平流层/同温层(Stratosphere) 中间层(Mesosphere) 暖层/电离层(Thermosphere) 外逸层(Exosphere)

人教生物必修3:第6章章末综合检测

人教生物必修3:第6章章末综合检测

(时间:90分钟,满发:100分)一、选择题(本题共20小题,每小题2.5分,满分50分)1.人口增长对土地造成什么影响()A.人口增长,使人均耕地减少B.人口增长,使人进一步开垦土地,人均土地不变C.人口增长,使人进一步开垦土地,人均土地增加D.人口增长,使人进一步开垦土地,人口与土地同步增长解析:选A。

人口增长,土地不足,使人们开垦土地,但可开垦的土地是有限的,即土地的增加量比不上人口增加的快,使人均耕地减少。

2.保护生物多样性应采取哪些层次的保护战略和措施()①基因②细胞③组织④物种⑤生态系统A.①②③B.①③④C.②③④D.①④⑤解析:选D。

生物多样性包括基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。

3.现在世界上面临的五大问题是:人口膨胀、资源短缺、能源危机、粮食不足、环境污染。

其中要解决这五大问题,关键是要解决()A.粮食问题B.人口问题C.环境问题D.资源问题解析:选B。

正确解答该题首先理清五大问题之间的内在联系,然后根据选项作出判断。

4.环境污染已成为人类社会面临的重大问题,下列与环境污染无关的是()①温室效应②赤潮③光化学污染④潮汐⑤臭氧层空洞⑥水俣病⑦酸雨⑧大脖子病A.①⑥B.①⑤⑧C.②③⑦D.④⑧解析:选D。

潮汐是因地球、月球的位置变化使月球对海水吸引力变化而发生的海水规律性的涨落现象,属正常的自然现象;水俣病是因为环境中汞的含量过高所致;光化学烟雾是指氮氧化合物和碳氢化合物在大气环境中受强烈太阳光紫外线照射后,发生一种复杂的光化学反应,生成一种新的污染物。

5.平时多关注一下时事新闻,你会经常看到世界各地自然灾害的频发,探究缘由,很多都是因为人类自身生产活动引起的。

在下列各组选项中,三者之间有逐级的因果关系的是()A.寒潮、霜冻、盐碱化B.地震、泥石流、水土流失C.酸雨、臭氧层破坏、杀伤性紫外线D.森林减少、温室效应、海平面上升解析:选D。

寒潮可引起霜冻,但土壤盐碱化与前两项无关;泥石流是洪涝灾害的一种结果,导致大量水土流失,与地震无关;酸雨和臭氧层破坏是两种生态环境问题,氟利昂等物质大量排放导致臭氧层破坏,引起杀伤性紫外线射到地面量增加;森林减少,光合作用吸收的CO2减少,引起温室效应,导致海平面上升。

航空气象课件PPT

航空气象课件PPT

第6章 航空气象
6.空气的物理参数空气的密度、温度和压力是确定空气状态的三个主要参数,飞行器空气动力的大小和飞行器飞行性能的好坏,都与这三个参数有关。(1)压力对密度的影响如果压力增倍,密度也就增倍,如果压力降低,密度也就相应的降低。 (2)温度对密度的影响空气密度就和绝对温度成反比例关系。 (3)湿度对密度的影响在给定的一组条件下,空气包含最多的水蒸气则其密度就最小。
大气环境
第6章 航空气象
2.大气的特性高度增加,空气密度减小。随着高度增加,空气压力减小。高度增加,气温近似线性降低(11000米对流层内)。空气的湿度越大,空气的密度越小。
大气环境
第6章 航空气象
2.大气的特性高度增加,空气密度减小。随着高度增加,空气压力减小。高度增加,气温近似线性降低(11000米对流层内)。空气的湿度越大,空气的密度越小。
第4章 航空气象
严重影响飞行的气象
2.风切变(2)低空风切变所谓低空风切变是在近地面层附近的每离上升、下沉气流突然变化的现象。气象学根据风场的空间结构把低空风切变分为三种类型: 1)水平风的垂直切变 这是指水平风在垂直方向上两个不同高度点之间的风向和风速的变化。 2)水平风的水平切变 这是指水平风在水平方向上两个不同距离点之间的风向和风速的变化。 3)垂直风的切变 这是指上升或下降气流在水平方向上的变化。
大气环境
第6章 航空气象
3.国际标准大气所谓国际标准大气,简称ISA,就是人为地规定一个不变的大气环境,作为计算和试验飞行器的统一标准。国际标准大气规定如图所示。
大气环境
第6章 航空气象
4.国际标准大气参数(1)海平面高度为0,气温为288.15°K、15°C或59°F。(2)海平面气压为1013.2mBar(毫帕)或1013.2hPa(百帕)或29.92inHg (英寸汞柱)。(3)对流层高度为11km或36089ft,对流层内标准温度递减率为每增加 1000m温度递减6.5°C,或每增加1000ft温度递减2°C。从11km到 20km之间的平流层底部气体温度为常值。

第6章全球性环境问题

第6章全球性环境问题
• 2.我国酸雨的现状 • 近年来、我国酸雨污染略有变化,西南酸雨区污染有所缓
和,但整体污染仍很严重;华南酸雨区总体格局变化不大; 华中酸雨区逐渐加重;华东酸雨区局部污染加重;北方部 分地区也出现酸雨。 • 研究表明,我国酸雨属硫酸型,形成的主要原因是燃煤产 生的二氧化硫排放,各省(直辖市、自治区)间存在致酸物 质的远距离输送和相互影响。
一、温室效应
2. 人类活动和气候变暖 • 地球的大气层中,存在各种温室气体。这些温室
气体在地球演变过程中,保持地球表面的温度适 合于生物生存发展。昼夜温差也适合于生物的成 长。 • 合适浓度的温室气体是保证地球生命存在的基本 条件。
二、全球变暖对自然界和人类的影响
• 1.冰川融化
• 由于人类活动,使得温室气 体的浓度逐年升高、特别是 工业革命以来、大量森林植 被被砍伐,化石燃料大量使 用,从而使温室气体大幅度 增加,使得温室效应增强, 从而引起地球表面的温度升 高,出现了全球变暖的现象。
一、臭氧层变化与臭氧洞
• 2.臭氧层破坏和臭氧洞
• 与20世纪70年代相比,全球各地区臭氧总量下 降如下:
– 北半球中纬度地区冬/春季减少了6%; – 北半球中纬度地区夏/秋季减少了3%; – 南半球中纬度地区全年平均减少了5%; – 南极地区春季减少了50%; – 北极地区春季减少了15%。
二、平流层臭氧形成及破坏机理
2. 对陆生生态系统的影 响
• 酸雨损害植物的新生 叶芽,影响植物的生 长发育,酸雨淋在植 物上,引起叶片产生 斑点、枯黄,严重时 造成植物死亡,导致 陆生生态系统的退化。
图:酸雨危害过的森林
二、酸雨的危害
3. 对土壤的影响
酸雨造成土壤酸化,影响土壤中的一些小动物和微生物 的生长发育,从而改变土壤的物理结构,引起土地肥力下 降,植物生长缓慢;酸雨还可能使土壤释放某些有害的化 学成分,如重金属离子、铝离子等,危害植物根系的生长 发育。酸雨还会抑制土壤中有机物的分解和氮的固定,淋 洗土壤中的钙、镁、钾等营养元素,使土壤贫瘠化。

大气的组成和结构的教案

大气的组成和结构的教案

大气的组成和结构一、素质教育目标知道地球大气环境的重要作用,了解大气的组成和结构,认识人类活动对大气成分的影响,对比掌握与人类关系密切的大气层的特点,树立起保护大气环境、坚持可持续发展的观念和意识。

二、教学重点、难点、疑点及解决办法1.重点(1)人类活动对大气成分的影响。

(2)对流层、平流层大气的特点。

2.难点对流层、平流层大气的特点。

3.疑点高空电离层大气反射无线电波。

4.解决办法(1)对比分析法。

(2)运用图片简要说明原理。

三、课时安排1.5课时。

四、学生活动设计1.启发式;2.读图分析法3.对比讨论法。

五、教学步骤(一)明确目标1.知识目标(1)了解大气的组成及其作用。

(2)认识人类活动对大气成分的影响。

(3)知道大气的结构,掌握对流层和平流层大气的特点。

2.能力目标(1)培养读图、阅读和概括能力。

(2)运用对比法分析地理问题的能力。

3.德育目标了解人类活动对大气环境的影响和作用,树立人类与环境相互协调、走可持续发展道路的观念和意识。

(二)整体感知本章是讲述人类生存与发展的自然环境的重要组成部分,与第一章地球的宇宙环境相比,它所揭示的“人与自然”的关系更为密切,阐明为人类提供的生存空间的条件更为广阔。

大气环境是人类三大环境,即大气、海洋和陆地环境之一,是海洋和陆地两环境的物质、能量交换的动力和媒体。

所以,本章有助于对前后各单元知识的学习和理解。

第一节大气的组成和结构则是全章的基础。

(三)重点、难点的学习与目标完成过程引入:前面,我们了解了地球所处的宇宙环境,从这节课开始,我们将进一步关注地球本身的特点,那么,地球是一个怎样的星球呢?读P.5的“地球表面圈层图”。

读图提问:地球表面是由哪几个圈层组成?学生回答:(略)教师小结并引入:由大气圈、水圈、生物圈和岩石圈组成,其中大气圈就是我们所处的大气环境。

[板书]第二单元大气环境读书第29页,提问:地球表面的大气有什么作用?[板书]引言地球大气的作用。

大气的垂直分层(教案)

大气的垂直分层(教案)

2.1 大气的组成和垂直分层(第二课时)一.教材分析本章是讲述人类生存与发展的自然环境的重要组成部分,与第一章地球的宇宙环境相比,它所揭示的"人与自然"的关系更为密切,阐明为人类提供的生存空间的条件更为广阔。

本节教材的涉前、涉后的知识较多,是整个单元的基础。

如:臭氧对紫外线的吸收,二氧化碳的保温作用,人类活动对大气的影响等等,对于这些内容要主要不要讲得太细,要点到为止,考虑到以后的教学。

在第一课时的教学中,我们已经主要讲解了大气的组成成分,在本节课中主要讲解内容为大气的垂直分层。

二.教学目标①了解大气层垂直分层的各层名称;②理解大气层各层的气温变化、气流运动、天气状况等主要特征以及对人类活动的影响。

三.教学重难点①重点:大气各垂直分层的名称;对流层、平流层温度变化特征及应用;②难点:对流层、平流层的温度变化特征及成因。

四.教学方法讲授法、多媒体教学法五.教学过程1.新课导入:请同学们观看一段电影《中国机长》的视频,并提问学生:为什么飞机飞行在9200米的高度的时候,飞机会发生颠簸?而当机长申请上升飞行高度之后,飞机就开始平稳飞行了?(提完问题之后,先不用找答案,请同学们带着这个问题去预习课文。

)师:好,现在大家先不用急着告诉我答案,现在先请大家带着这两个问题去预习书本P31-P33的内容。

2.新课讲授师:同学们预习完书本之后,根据书本所说,我们知道了地球大气在垂直方向上分成了几层?生:对流层,平流层,高层大气师:书上说的很清楚了,地球的大气层自上而下分为了三层,最下面的是对流层,中间的是平流层,最顶部的是高层大气,那么我们现在要探讨的第一个问题就要出来了:请问同学们,我们大气进行垂直分层的依据是什么?是根据高度来分层的吗?0-12km对流层,12km-50km平流层,50km-3000km高层大气,是这样分的吗?生:不是.......师:那是根据什么来划分的?生:气温、空气密度、大气运动状况学生回答完毕后,老师做总结(其实就是以下这个图)过渡(师:那么今天我们就要从以下几个方面去探究我们的大气层)首先是对流层,我们主要从以下几个方面去了解对流层温度变化:高度升高,气温下降,气温每上升100米,气温下降0.6摄氏度。

第六章大气环流变化与长期天气预报

第六章大气环流变化与长期天气预报
分型的基本原则:客观高度概括反映出环流形势的最本质的特征。
2.具体分型方案的多种多样,一般要考虑空间和时间来年各个方面。 空间上按气象台站所在地区,分型的地理范围可定为亚洲或欧亚 范围或整个北半球;时间上按不同季节的特点。
3.王根盖姆和吉尔斯提出的天气学分型体系:考虑整个北 半球中高纬度环流特征,具体分为:
(1)副高特征量(5种) ①面积指数:10oN以北、110o~180oE范围内大于或等于588的网格点数。 ②强度指数:上述范围内格点高度值编码值(如588为1,589为2… )之和。 ③平均脊线位置:110o~150oE每隔5o的经线与副高脊线祆教的纬度值平均。
规定: 在110o~150oE范围内,只有一个>=588dagpm网格点的孤立副 高单体不予考虑;另外在求脊线的平均纬度时,每隔5o的9条经线上只有 一个纬度读数也不予考虑;对只有2~4个纬度读数值的平均脊线纬度值 加上括号以示区别。
……………………(P80)
②扰动动能谱(P80)
③角动量输送谱(P80) ④感热输送(P81)
(2)梅雨期旱涝发生时及其前期环流特点 和波谱特征(P81~83)
四、大气环流的EOF分析及其
应用
1、EOF分析方法(P85) EOF(experiential orthogonal fanning )气象要素场分解的特征向量(典型
特别规定,当出现两个以上的中心值相同的低涡时,选 取中心闭合范围大及中心最小值点数多的低涡作为极 涡中心;当出现两个以上的极涡中,则选取中心所在 纬度偏南的一个极涡作为极涡中心。
(2)极涡特征量的效能分析
特征量本身意义明确,但其变化还有一些特性,如:
①极涡位置的季节性(表6.2 P77)
②极涡中心强度的季节变化:由冬到夏是减弱过程,由 夏到冬是加强过程。平均最强月份是2月,最弱月份是 7月。

大气的组成和结构的教案

大气的组成和结构的教案

大气的组成和结构一、素质教育目标知道地球大气环境的重要作用,了解大气的组成和结构,认识人类活动对大气成分的影响,对比掌握与人类关系密切的大气层的特点,树立起保护大气环境、坚持可持续发展的观念和意识。

二、教学重点、难点、疑点及解决办法1.重点(1)人类活动对大气成分的影响。

(2)对流层、平流层大气的特点。

2.难点对流层、平流层大气的特点。

3.疑点高空电离层大气反射无线电波。

4.解决办法(1)对比分析法。

(2)运用图片简要说明原理。

三、课时安排1.5课时。

四、学生活动设计1.启发式;2.读图分析法;3.对比讨论法。

五、教学步骤(一)明确目标1.知识目标(1)了解大气的组成及其作用。

(2)认识人类活动对大气成分的影响。

(3)知道大气的结构,掌握对流层和平流层大气的特点。

2.能力目标(1)培养读图、阅读和概括能力。

(2)运用对比法分析地理问题的能力。

3.德育目标了解人类活动对大气环境的影响和作用,树立人类与环境相互协调、走可持续发展道路的观念和意识。

(二)整体感知本章是讲述人类生存与发展的自然环境的重要组成部分,与第一章地球的宇宙环境相比,它所揭示的“人与自然”的关系更为密切,阐明为人类提供的生存空间的条件更为广阔。

大气环境是人类三大环境,即大气、海洋和陆地环境之一,是海洋和陆地两环境的物质、能量交换的动力和媒体。

所以,本章有助于对前后各单元知识的学习和理解。

第一节大气的组成和结构则是全章的基础。

(三)重点、难点的学习与目标完成过程引入:前面,我们了解了地球所处的宇宙环境,从这节课开始,我们将进一步关注地球本身的特点,那么,地球是一个怎样的星球呢?读P.5的“地球表面圈层图”。

读图提问:地球表面是由哪几个圈层组成?学生回答:(略)教师小结并引入:由大气圈、水圈、生物圈和岩石圈组成,其中大气圈就是我们所处的大气环境。

[板书]第二单元大气环境读书第29页,提问:地球表面的大气有什么作用?[板书]引言地球大气的作用。

第六章 第一节 氧族元素

第六章   第一节  氧族元素

3O2比O3稳定,
O3高温下分解,升高温度分解速度加快;空气中微量O3
可以刺激中枢神经,加快血液循环,但空气中O3含量太
高会伤害人体.
O3作为强氧化剂与还原剂反应时,并非完全被还原,如: I-+O3+H2O === I2+O2+2OH-中,只还原氧原子的
[例3] (2009· 广东高考)常温下,往H2O2溶液中滴加少量 FeSO4溶液,可发生如下两个反应: 2Fe2++H2O2+2H+ === 2Fe3++2H2O 2Fe3++H2O2 === 2Fe2++O2↑+2H+
【答案】
(2)实验一:常温下H2O2溶液不分解(或分解很少)
实验二:在装有H2O2溶液的试管中加入少量Al2O3,然后将带 火星的木条伸入试管中 (4)③过滤、洗涤、干燥、称量 (5)化学性质在反应前后是否改变 ④对比反应前后Al2O3的质量
1.下列能说明元素R一定为氧族元素的是
B.R的单质与H2化合生成H2R C.R的单质可与Al作用生成Al2R3 D.R的氢化物的水溶液呈酸性
第 ⅥA 族. (2)原子结构示意图: 最外层均有 6 个电子.
2.氧族元素(用R表示)的相似性 (1)在气态氢化物中均显 -2 价,分子通式为 H2R .
(2)在最高价氧化物中均显 +6 价,分子通式为 RO3 (O除外).
(3)最高价氧化物对应水化物的分子通式为 H2RO4 (O除外).
氧族元素性质的递变性
递变规律,同时注意某些物质的特性.
[课堂笔记]
选 D 氧族元素中氧、硫是典型的非金属元素,
硒、碲虽是非金属,但也具有金属的某些性质.氧族元素
单质与氢气化合的能力逐渐减弱,氧气与氢气点燃就直接 化合,硫与氢气在高温下化合,硒与氢气的化合温度则更 高些,碲与氢气一般不能直接化合.氧族元素的单质中氧 气和硫不能导电,硒是半导体,而碲能导电.氧族元素中

环境化学第六章污染物在环境各圈的迁移转化

环境化学第六章污染物在环境各圈的迁移转化
(4)表面活性剂疏水基团对其性质的影响: 如果表面活性剂的种类相同,分子大小相同则一般有支链结构 的表面活性剂有较好润湿、渗透性能。 具有不同疏水性基团的表面活性剂分子其亲脂能力也有差别, 大致顺序为:脂肪族烷烃>环烷烃>脂肪族烯烃>脂肪族芳烃 >芳香烃>带弱亲水基团的烃基。
三.表面活性剂的来源、迁移与转化 由于它含有很强的亲水基团,不仅本身亲水,也使其他不溶 于水的物质分散于水体,并可长期分散于水中,而随 水流迁移。只有当它与水体悬浮物结合凝聚时才沉入水底。 四.表面活性剂的降解 表面活性剂进入水体后,主要靠微生物降解来消除。但是 表面活性剂的结构对生物降解有很大影响。 ①阴离子表面活性剂 其微生物降解顺序为
(4)汞的生物效应
无机汞化合物在生物体内一般容易排泄。但当汞与生物体内的 高分子结合,形成稳定的有机汞络合物,就很难排出体外。其 中半胱氨酸和白蛋白与甲基汞和汞的络合物相当稳定。 由于烷基汞具有高脂溶性,且它在生物体内分解速度缓慢(其分 解半衰期约为70d),因此烷基汞比可溶性无机汞化合物的毒性 大10-100倍。 水生生物富集烷基汞比富集非烷基汞的能力大很多。
2 寿命
(3)卤化物在大气中的转化①对流层中的转化:含氢卤代 烃与HO自由基的反应是它们在对流层中消除的主要途径。 卤代烃消除途径的起始反应是脱氢。 CHCl3十HO•→H2O十•CCl3 •CCl3自由基再与氧气反应生成碳酰氯(光气)和ClO•: •CCl3十O2→COCl2十ClO• 光气在被雨水冲刷或清除之前,将一直完整地保留着, 如果清除速度很慢,大部分的光气将向上扩散,在平流层 下部发生光解;如果冲刷清除的速度很快,光气对平流层 的影响就小。 ClO•可氧化其他分子并产生氯原子。在对流层中,NO 和H2O可能是参与反应的物质: ClO •十NO →Cl+ NO2 3ClO •十H2O →3C1 •十2HO •十O2 多数氯原子迅速和甲烷作用: Cl•十CH4→HCl+ •CH3 氯代乙烯与HO基反应将打开双键,让氧加成进去。如全氯 乙烯可转化成三氯乙酰氯: C2Cl4十[O] →CCl3COCl

大气层及地球有关知识

大气层及地球有关知识
“FEW”表示1-2/8个 量的云(或少云);
Cirrus (卷云)
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22
Cirrocummulus (卷积云)
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23
Cirrostratus (卷层云)
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24
Towering Cumulus (浓积云)
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25
Cumulonimbus (积雨云)
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26
第三章第一节 航空器活动的环境
8 分制云量
高度 feet msl 364 1773 3243 4781 6394 8091 9882 11 780 13 801 15 962 18 289 20 812 23 574 26 631 30 065 33 999 38 662 44 647
9 53 083
第三章第一节 航空器活动的环境
国际标准大气是以北半球中纬度地区的大气物理性质 的平均值作为基础建立的,并假设空气是理想气体, 满足理想气体方程:P0 =RρT
热层 (电离层)
中间层 平流层 对流层
O3 O3 O3
O3
中层顶 平流层顶 对流层顶
Atmospheric levels
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2
第三章第一节 航空器活动的环境
平流层与对流层特征不同的主要原因
热量的来源不同 对流层大气的热量主要来自于二氧化碳吸收地面的长波
辐射 平流层大气的热量主要来自于臭氧吸收太阳光中的紫外
大气压力随着高度的增加而减小 在密度不变的条件下,大气压力还随着温度的降低而
降低
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5
第三章第一节 航空器活动的环境
Standard ICAO atmosphere
At sea level, atmospheric pressure is 1013.25 hPa It decrease by 1hPa every 28ft (9m) or 1mmHg every 11m

第六章 化学气相淀积

第六章 化学气相淀积

6.2 CVD系统
6.2 CVD系统
6.2.2 质量流量控制系统 1.质量流量计 作用:精确控制气体流量(ml/s); 操作:单片机程序控制; 2.阀门 作用:控制气体输运;
6.2.4 CVD技术
1. APCVD(常压 CVD ) 定义:气相淀积在1个大气压下进行; 淀积机理:气相质量输运控制过程。

6.6 金属的CVD

6.4 CVD二氧化硅
6.4 CVD二氧化硅
6.4.1 CVD SiO2的方法 1. 低温CVD ①气态硅烷源 硅烷和氧气: APCVD、LPCVD、PECVD 淀积机理: SiH4+O2 ~400℃ SiO2 (固)+H2 硅烷和N2O(NO) :PECVD 淀积机理: SiH4+N2O 200-400℃ SiO2+N2+H2O 原位掺P:形成PSG 淀积机理: PH3(g)+5O2=2P2O5(固)+6H2 优点:温度低;反应机理简单。 缺点:台阶覆盖差。


优点:淀积速率高(100nm/min);操作简便; 缺点:均匀性差;台阶覆盖差; 易发生气相反应,产生微粒污染。 可淀积的薄膜:Si外延薄膜;SiO2、poly-Si、Si3N4薄 膜。
常压化学气相淀积
6.2.4 CVD技术
2. LPCVD(低压 CVD ) 定义:在27-270Pa压力下进行化学气相淀积。 淀积机理:表面反应控制过程。
6.1.1 CVD的基本过程
①传输:反应剂从气相(平流主气流区)经附面层(边界层) 扩散到(Si)表面; ②吸附:反应剂吸附在表面; ③化学反应:在表面进行化学反应,生成薄膜分子及副产 物; ④淀积:薄膜分子在表面淀积成薄膜; ⑤脱吸:副产物脱离吸附; ⑥逸出:脱吸的副产物和未反应的反应剂从表面扩散到气 相(主气流区),逸出反应室。

平流层大气成分

平流层大气成分
平流层大气成分
平流层是大气圈中的一层,位于对流层之上,大约在10公里至50公里的高度范围内。平 流层的主要成分包括:
1. 氮气(N2):占据平流层大气成分的主要部分,约占总体积的7体积的21%。
3. 氩气(Ar):平流层中的氩气含量相对较低,约占总体积的0.93%。
需要注意的是,平流层中的大气成分的组成和浓度会随着地理位置、季节和天气条件的不 同而有所变化。以上所述的成分比例是一个大致的参考值。
4. 水蒸气(H2O):平流层中的水蒸气含量相对较低,但随着高度的增加而逐渐减少。
平流层大气成分
5. 二氧化碳(CO2):平流层中的二氧化碳含量相对较低,但它是温室气体的主要成分 之一,对地球的气候变化起到重要作用。
此外,平流层中还含有一些稀有气体和微量气体,如氦(He)、氖(Ne)、甲烷(CH4 )等。
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NO+O3 → NO 2 +O 2 NO 2 +O → NO+O 2 净结果
西南交通大学环境学院 龚正君 O3 +Ogongzhengjun@ → 2O 2
西南交通大学环境学院 龚正君 gongzhengjun@
6.2.2 臭氧分解的催化机制
研究证实,平流层中存在的一些微量组分可以按下面 的机制催化臭氧分子的分解反应:
Y + O3 → YO + O 2 YO + O → Y + O 2 净结果 O3 + O → 2O 2
西南交通大学环境学院 龚正君 gongzhengjun@
O3 + hv → O 2 +O( P)
3
O( P)+O3 → 2O 2
3
总反应

西南交通大学环境学院 龚正君 2O3gongzhengjun@2 +hv → 3O
Chapman以上述纯氧体系中氧的光解离和再结合的 平衡模型为依据,提出了关于平流层臭氧的形成理 论,称为臭氧化学的Chapman机制。此机制最大的 成功之处在于解释了平流层臭氧的形成机制及其吸 收阳光紫外线的机理。该理论在平流层化学占据主 导地位达40余年。 到20世纪70年代,一些研究开始分析平流层臭氧生 成和消除的定量关系,很快发现Chapman机制是不 完整的。采用对流层化学的拟稳态近似方法(pseudo steady-state apoach,简称PSSA)可对臭氧层体系下 的臭氧浓度水平进行简单分析。
OH+HO 2 → H 2 O+O 2 HO 2 +HO 2 → H 2 O 2 +O 2
西南交通大学环境学院 龚正君 gongzhengjun@
2.奇氮组分的催化反应 Paul J.Crutzen最早于1970年提出氮氧化物是清除平 流层臭氧的催化剂,对天然的臭氧平衡有重要作用。 由于20世纪70年代左右美国拟开展大型的超音速飞机 发展计划,这一平流层内的飞行器可能直接向平流层 排放大量的水蒸气和氮氧化物,科学家对排放是否造 成严重的臭氧损耗产生了极大的争议。为弄清这一问 题,组织了大规模的研究。与此前的动力学、气象学 研究不同的是,这些研究的核心是化学转化,也奠定 了化学过程在平流层臭氧变化中的主导作用。
西南交通大学环境学院 龚正君 gongzhengjun@
含氢化合物在平流层生成HOx(OH+HO2)后,即 通过反应(6-20)的基本催化过程清除臭氧分子。 但在平流层的不同高度上,由于参与反应的物 种浓度水平条件不同,反应过程有一定的差异。 主要是因为在较高的平流层,大气中O(1D)含 量丰富,因此HO2向OH的传递通过O(1D)进 行,而在较低的平流层,大气中O(1D)含量很 少,在将HO2化为OH的过程中O3竞争力更强。 表6-3总结了在平流层不同高度处的HOx反应。
1
N 2 O+O( D) → 2NO
1
西南交通大学环境学院 龚正君 gongzhengjun@
此外,超音速和亚音速飞机排放的NO也 是平流层NOx的一个来源。NOx另一个较 小的天然源是N2分子在宇宙射线的作用 下解离出N原子,然后与空气中的O2或O3 分子结合生成NO。
西南交通大学环境学院 龚正君 gongzhengjun@
2.奇氢物种(HOx) 主要是由CH4、H2O(g)或H2与激发态原子 氧O(1D)反应生成的。O(1D)主要来自O3 的光解离。
O3 + hv(λ ≤ 310nm) → O 2 +O( 1 D) CH 4 +O( 1 D) → OH+CH 3 H 2 O+O( 1 D) → 2OH H 2 +O( 1 D) → OH+H 西南交通大学环境学院 龚正君
第6章 平流层大气化学 ——南极臭氧洞
西南交通大学环境学院 龚正君 gongzhengjun@
6.1 大气平流层的基本特征
6.1.1平流层的物理特征 平流层的最大特点是大气以平流运动为主,极少 垂直方向的对流运动。这主要是因为平流层的 温度结构与对流层不同,在对流层顶到距地表 大约35 km的高度内,大气温度变化非常微 小,这一高度平流层的大气温度非常低,大约 在-80℃左右。自35km到平流层顶,气温随高 度的升高而上升。平流层温度低,空气稀薄, 水蒸气极少,在这一层气象过程也极少发生。
西南交通大学环境学院 龚正君 gongzhengjun@
实际上,平流层的化学过程在过去很长时间内并不是平流 层研究的重要内容。主要是因为平流层距地表较远,由地 面污染源排放出来的气体大部分在未到达平流层之前就已 经转化为其他物种或通过干、湿沉降的形式回到地表。因 此只有那些在对流层寿命相对长的物种才有可能进入平流 层。 另一方面,太阳辐射中的强紫外辐射部分可以使许多气体 分子发生解离,从而引发一系列与对流层大气差别较大的 化学反应。根据平流层中化学物种的转化关系,将直接来 自对流层的化合物分子称为源分子(source molecule),在平 流层中以活性中间体存在的组分称为自由基 (radical),而 将反应生成的相对稳定的产物称为储库分子(reservoir molecule)。表6-1列出了平流层中的主要痕量气体组分。 西南交通大学环境学院 龚正君
gongzhengjun@
3. 奇氯、奇溴物种(ClOx、BrO)
海洋生物产生的CH3Cl少量可进入平流层并 光解产生Cl原子。 这一来源贡献的氯原子量实际很少。平流层 的活性氯原子更重要的来源是人工合成的氟 氯碳化合物,最典型的代表物是CFCl3和 CF2C12。它们在平流层中既可以光解释放出 所含的全部氯原子,也可以与O(1D)反应生 成ClO,参与破坏臭氧分子。
西南交通大学环境学院 龚正君 gongzhengjun@
一般将来自太阳的紫外辐射根据波长分为三个区: 315~400 nm的紫外线称为UV-A区,臭氧对这一波长 范围的紫外线基本上不吸收。事实上,这一波段少量 的紫外线也是地表生物所必需的,它可促进人体的固 醇类转化成维生素D,如果缺乏会引起软骨病,尤其会 对儿童的发育产生不良影响。 280~315 nm的紫外线称为UV-B区,这一波段的紫外 辐射是可能到达地表并对人类和地球其他生命造成最 大危害的部分。 200~280nm的紫外线部分称为UV-C区,该区紫外线 波长短,能量高,但是这一区的紫外线能被大气中的 氧气和臭氧完全吸收,不会到达地表造成不良影响。
西南交通大学环境学院 龚正君 gongzhengjun@
CH 3Cl + hv → Cl + CH 3 CFCl3 + hv(175nm ≤ λ ≤ 220nm) → CFCl2 + Cl CFCl2 + hv(175nm ≤ λ ≤ 220nm) → CFCl + Cl O( 1 D) + CFn Cl4-n → CFn Cl3-n + ClO CBrClF2 + hv(175nm ≤ λ ≤ 220nm) → CClF2 + Br
6.1.2平流层的化学特征 从化学特征上看,平流层中最重要的化学组分就是臭氧 (O3)。近地层的臭氧是光化学烟雾过程中生成的主要二次 污染物,同时由于O3也是大气OH自由基的来源,因此是 对流层化学的关键物质。但是,对流层大气中的O3仅占 大气臭氧总量的10%左右,平流层保存了大气中90%以 上的臭氧,主要集中在距地面15~35 km的高度范围内, 浓度最大值位于约20~25km高度,这一层高浓度的臭氧 就是所谓的“臭氧层”(图6—2)。 事实上臭氧浓度峰值出现的高度是随纬度变化的,一般 在赤道附近最大浓度出现在25 km左右,在中纬度地区出 现在20k功左右,在极地地区位于16 km左右。夏季臭氧 的浓度高于冬季。
gongzhengjun@
这些组分进入平流层的简要过程大致为: 1.奇氮物种(NO2) 源分子主要是N2O。 N2O由地表产生, 由于不溶于水,在对流层中基本是惰性 的。当其扩散进入平流层后,约有90% 光解转化为N2,有约2%转化为NO。
N 2 O+hv(λ ≤ 315nm) → N 2 +O( D)
西南交通大学环境学院 龚正君 gongzhengjun@
6.2 平流层的气相化学过程
6.2.1 纯氧体系的臭氧化学——chapman机制
地球大气的演变最终形成了最适合生命生存和繁衍的环境。 臭氧层,由于独特的阻挡紫外辐射的能力,成为地球生命支 撑系统的组成因素之一。实际上臭氧层存在的原因是一个有 趣的科学问题,第一个揭示臭氧层产生原因的学者是英国科 学家Sidney Chapman,他于1930年提出,平流层臭氧的形 成和去除是一个自然的过程。Chapman认为,在平流层, 低层大气输送的氧气在紫外辐射的作用下分解为原子氧,原 子氧再与氧分子结合即生成臭氧分子;当然原子氧也可能与 臭氧分子发生碰撞,将臭氧分子分解为两个氧气分子。在这 个过程中,氧原子破坏臭氧分子的能力是与平流层臭氧的量 成正比的。当臭氧分子在平流层生成的速率与去除的速率一 致的时候,平流层的臭氧总量处于动态平衡状态而保持稳定。
西南交通大学环境学院 龚正君 gongzhengjun@
用化学反应式来描述,即为: (i)臭氧的生成反应(发生在25 km以上)为
O 2 + hv(λ ≤ 240nm) → 2O( 3 P) O( 3 P)+O 2 +M → O3 +M 总反应 3O 2 +hv → 2O3
(ii)臭氧的清除反应为
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尽管平流层中的氧气和臭氧分子能够吸 收97%~99%的高频紫外辐射,但仍有 部分UV-B波段的紫外辐射可能到达地 表,成为太阳辐射中对人类和地球上其 他生命造成最大危害的部分。
西南交通大学环境学院 龚正君 gongzhengjun@
西南交通大学环境学院 龚正君 gongzhengjun@
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