大气的组成和结构
大气的组成及主要污染物H2S
对流层顶层
在对流层顶部有一层叫做对流层顶层的气 体。这一层气体温度特别低，水分子到达 这一层后会迅速转化为冰，从而阻止了水 分子进入平流层。 H2O → H• + HO•（hv）
平流层（stratosphere）
高度：17～50km。 温度： -56~-2 ℃。在35km以下的低层，随高度的增 加气温保持不变或稍有上升。从35km开始，气温随 高度增加而升高。到平流层顶时，温度可接近0℃。 平流层内水汽和尘埃都很少，几乎没有云、雨等天气 现象出现。大气透明度也很好，现代超高速飞机多在 平流层底部飞行，既平稳又安全。然而飞机排放出来 的废物可破坏臭氧层，因而成了人们关注的全球性的 问题。
2.天然气管道安装工程中易发生硫化氢中毒。
2007年7月7日，中国第八冶金建设安装工程有限 公司兰州分公司承接的兰州天然气管道安装工程施工 时，1人中毒昏倒，随后4人因盲目施救也昏倒，导致 3人死亡、2人中毒受伤。
H2S事故易发场所
3.有机物发酵腐败场所，如制糖、造纸、制革等行业 易发中毒事故。
MSO4 + 烃类 → H2S + ห้องสมุดไป่ตู้O2
煤矿中H2S的成因
5 岩浆成因 由于地球内部硫元素的丰度远高于地壳， 岩浆活动使地球深部的岩石熔融并产生含硫化 氢的挥发成分，所以岩浆中常常含有硫化氢。 而硫化氢的含量主要取决于岩浆的成分、气体 运移条件等，因此岩浆中硫化氢的含量极不稳 定，而且也只有在特定的运移和储集条件下才 能在煤层中聚集下来。
煤矿中H2S的成因
1 生物降解 2 微生物硫酸盐还原（BSR） 3 热化学分解 4 硫酸盐热化学还原
5 岩浆成因
大气的组成、结构与受热
B 高
低
北半球近地面
C 北半球近地面
比较风速
A
B
1000百帕 1008百帕 1016百 帕
等压线越密集，水平气压 梯度力越大，风力也越大 水平气压梯度力相同时，近地面 与高空、海面与陆地的风速？
练习：图中是北半球近地面，画出A、B两地的风向
1004 1002 A 甲 1000
B
1006 1008 1010 乙
第二节
大气圈与天气、气候
一、大气的组成与结构
1、大气圈的组成以及大气各成分的作用 干洁空气、水汽、固体杂质
大气各成分的作用
大气组成 主要 干 成分 氧 洁 空 CO2 气 次要 成分 O3 水 汽 氮 主 要 作 用 生物体（蛋白质）的基本成分 维持生物活动的必要物质 植物光合作用的原料；对地面保温 吸收紫外线，使地球上的生 物免遭过量紫外线的伤害 成云致雨的必要条件 对地面保温
２只受水平气压梯度力的影响—— 风向垂直等压线
风向
（hPa）
1010 1020 1030
2、受水平气压梯度力与地转偏向力的影响
（hPa）
——风向与等压线平行
468 476 484 492
500
气压梯度力 地转偏向力 风向
４、受水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦 力的影响 （hPa） ——风向与等压线有一夹角 1000
地面 B A C
取暖机和空调的安装位置有何不同？为什么？
壁式空调
暖风片
一、热力环流的原理
低
高空
1020hpa
高
低
1060hpa
1100hpa
地面 高
低
受热 冷却
A C 注意：气压高低我们说的是“同一水平面” B
大气组成与垂直组成
大气组成与垂直组成大气的组成主要包括氮气、氧气、水蒸气、稀有气体以及少量的二氧化碳、氨气、甲烷等。
氮气占据大气中的最大比例，约为78%，氧气占据21%，水蒸气的比例随着气温和湿度的变化而变化，但大约在1%左右。
稀有气体包括氩气、氖气、氪气等，占大约0.9%。
二氧化碳、氨气、甲烷等的比例非常小，但它们对于大气的温室效应以及生态环境的保持有着重要的作用。
大气的组成与垂直分布密切相关。
大气可以根据温度和气压的变化分为不同的层次，分别为对流层、同温层、平流层、留尼旺层以及热层。
各个层次的特征不同，对于地球的气候、气象现象等都有着重要的影响。
首先是对流层，对流层是大气中温度随高度下降的最低层，它的高度大约在0到15公里之间。
对流层是地球上大部分活动的地方，几乎所有的天气现象都发生在这个层次中。
因为太阳的热量主要被地表吸收，导致地表温暖，大气中的温度随着高度的增加而逐渐下降。
这种温度的变化导致了对流的产生，空气因为温度的差异而产生的对流向上升，向下降的运动。
这种运动导致了地球上的气象现象，包括气旋、暴雨等。
在这一层次中，氧气、氮气、水蒸气等的成分比例都会随着温度的变化而变化。
其次是同温层，同温层的温度基本上没有变化，称为平均子午线热平衡圈。
同温层的高度大约在15到50公里之间，大气中的氧气、氮气、水蒸气等气体的比例都会因为没有明显的温度变化而保持稳定。
再次是平流层，平流层是大气中温度随高度增加的层次，高度大约在50到80公里。
这一层次中，温度随高度的增加而增加，氧气、氮气等气体的比例都会随着温度的变化而变化。
然后是留尼旺层，留尼旺层的高度大约在80到500公里之间，大气中的稀有气体比例较高，同时由于高能粒子和太阳辐射的影响，大气分子也会发生电离，形成离子层。
留尼旺层不仅对于地球的无线电通讯和卫星导航系统有着重要的影响，还对于地球的空间天气以及宇宙射线等有着重要的影响。
最后是热层，热层是大气中温度随高度增加的最高层次，高度大约在500公里以上。
第一节-大气的组成和结构
1 对流层
多数天气发生在对流层中，包 括云、降水和风，特别是引起 对流云发展的垂直气流。
1 对流层
按气流和天气现象分布的特点，对流层可分为三个层次：
• 下层（离地面1500m高度以下）－又名摩擦层，空气运动受地形扰动和地 表摩擦作用最大，气流混乱。
• 中层（摩擦层顶到6000m高度）－空气运动受地表影响较小，气流相对平 稳，可代表对流层气流的基本趋势，云和降水大多生成于这一层。
50 60km
对流层顶
Tropopause
8 9km
Thermosphere
暖层
10 12km
17 18km
对流层
Troposphere
平流层
Stratosphere
中间层
Mesosphere
ATMOSPHERIC LEVELS
大气的分层
二、大气垂直分层结构
1、对流层
对流层（Troposphere）是紧贴地面的一层，它受地面的 影响最大。因为地面附近的空气受热上升，而位于上面的冷空 气下沉，发生对流运动，故得名对流层。
强风。 • 大气密度小，空气阻力小，颠簸极少。 • 天空黯淡。
平流层平对流飞层行：的影响
• 有利方面：气流平稳、空气干洁、能见度好、
飞行阻力小，有利于大型飞机飞行。
• 不利方面：空气密度小，发动机效率降低，飞
机对操纵的反映迟缓。
3、中间层、热层、外逸层
中间层在50~85km高度， 是大气中最冷的部分。水汽 极少，虽然不稳定，但是没 有什么天气现象。
• 二氧化碳含量分布特点：
– 工业区多、农村少 – 同一地区冬季多、夏季少 – 夜间多、白天少 – 阴天多、晴天少
地球大气层的结构和成分
地球大气层的结构和成分地球大气层是地球表面上的一层气体包层。
它由多种气体组成，形成了很多颜色斑斓的云朵，构成了我们所看到的壮美景象。
然而，这些气体和云朵并不是不受影响的，它们受到日光和宇宙射线的影响，进行着错综复杂的变化。
为了更好的理解地球大气层的结构和成分，让我们来深入探索一下。
一、地球大气层的结构地球大气层可以分为4个主要层次，从地球表面向上分别为对流层、平流层、中间层和顶层。
其中，对流层和平流层组成了大气层的大部分，并且大多数的天气现象也发生在这两个层次。
1. 对流层对流层是地球大气层最底层的一层，它从地球表面开始，大约延伸到10-15千米的高度。
这层的特点是温度逐渐下降，同时大气压力也逐渐下降。
在这个层次中，大气运动主要通过对流来进行，空气受到地球表面的日照和热量的影响，形成了气流和气团，从而形成了各种气象现象。
2. 平流层平流层从对流层开始，一直延伸到50千米高度。
在这一层中，气温逐渐上升，同时气压逐渐降低。
这个层次中没有气流，空气运动较为缓慢。
平流层的温度上升是由于臭氧的吸收和辐射所致，也因此这一层中含有丰富的臭氧，起到了屏蔽宇宙射线的作用。
3. 中间层中间层从50千米高度开始，一直延伸到80千米高度。
在这一层中，气温逐渐下降，气压逐渐上升。
在这个层次中，水云层和极光等现象就经常发生。
4. 顶层顶层指的是地球大气层的最上面一层，从80千米高度到地球表面外部。
在这个层次中，气温开始逐渐上升，但是由于大气压力极低，这一层中非常稀薄。
顶层如此之薄，使得它经常受到宇宙辐射的影响。
二、地球大气层的成分地球大气层由一系列气体和微粒组成，其中包括氧气、氮气、稀有气体、水蒸气、二氧化碳、氢、氦等等。
这些气体和微粒的组成是地球大气层具有特殊性质的重要原因。
1. 氮气氮气占地球大气层81%的比例，是地球大气层的主要成分。
氮气本身无色无味，是一种化学惰性气体，在地球大气层中有巨大的物理稳定性，不容易被释放到空中。
大气层的结构了解大气层的组成和功能
大气层的结构了解大气层的组成和功能大气层的结构：了解大气层的组成和功能大气层是地球固有的外包层，由各种气体和微粒组成，围绕地球表面呈层状环绕。
它在维持地球生命和气候平衡方面起着非常重要的作用。
本文将详细介绍大气层的结构、组成和功能，以便更好地了解地球的气候系统。
一、大气层的结构大气层的结构可以分为四个主要的层，从地球表面往上分别是对流层、平流层、中间层和外层。
1. 对流层对流层是最接近地球的一层，也是大气层中最低的一层。
它的厚度大约为10-15千米。
在对流层内，温度随着海拔的升高而逐渐下降。
大部分的气象现象，如云、雨、风都发生在这一层。
2. 平流层平流层位于对流层上方，大约从对流层顶部延伸到约50千米的高度。
在平流层，温度随着海拔的升高而稳定，而且逐渐开始上升。
平流层中的空气很稳定，飞机通常在这一层内飞行。
3. 中间层中间层是位于平流层上方的一层大气层。
在约80千米的高度开始，中间层的温度逐渐上升。
这一层主要由臭氧层组成，它起到屏蔽地球上的紫外线辐射的重要作用。
4. 外层外层是大气层中最顶层的一层，也被称为热层。
从中间层顶部开始，外层延伸到约600公里高的位置。
在这一层中，温度随着海拔的升高而逐渐上升。
二、大气层的组成大气层主要由氮气、氧气、水蒸气、稀有气体和微粒组成。
1. 氮气氮气是大气层中占比最大的成分，约占总体积的78%。
它是地球上各种生物所需要的基本元素。
2. 氧气氧气是占据大气层次要的成分，约占总体积的21%。
它是动物呼吸和维持燃烧的重要基础。
3. 水蒸气水蒸气是大气层中非常重要的一部分，它会转化为云和降水，对地球的水循环和气候产生重要影响。
4. 稀有气体稀有气体包括氩气、氦气、氖气、氪气和氙气，它们的含量相对较低。
5. 微粒微粒主要包括灰尘、烟尘、盐粒、细菌等微小的颗粒物质。
三、大气层的功能大气层在地球上有多种重要功能，对于维持生命和气候平衡起着关键作用。
1. 保护大气层起到了保护地球的重要作用。
大气组成与垂直组成
大气组成与垂直组成
大气是地球周围的气体层，包括多种气体，其组成主要随着海拔的变化而变化。
下面是大气的主要成分和其随垂直高度的变化：
1.氮气（N2）：大气的主要成分是氮气，占据大约78%的体
积分数。
在大气中，氮气的含量随着海拔上升而基本保持
恒定。
2.氧气（O2）：氧气是大气的第二大成分，占据约21%的体
积分数。
随着海拔的增加，氧气含量减少。
3.氩气（Ar）：氩气是大气中的第三大成分，占据约0.93%的
体积分数。
氩气的含量随着海拔上升而基本保持恒定。
4.二氧化碳（CO2）：二氧化碳是大气中的重要温室气体，占
据约0.04%的体积分数。
二氧化碳的含量随着海拔的增加
而略微下降。
5.水蒸气（H2O）：水蒸气的含量在大气中非常变化。
它的
含量随着环境湿度和温度等因素的变化而不断变化。
在低
海拔和湿润的环境中，水蒸气含量较高。
此外，大气中还包含一些微量气体和悬浮颗粒物，如氩气、氖气、甲烷、臭氧、颗粒物等。
它们的含量和分布也会受到地理位置、季节和人类活动等因素的影响。
总之，大气的组成随着海拔的变化而变化，主要成分包括氮气、氧气、氩气和二氧化碳，而水蒸气是一种变化较大的成分。
大气的组成和结构
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）
高一地理必修第一册大气的组成和垂直分层的笔记
一、大气的构成地球大气是由气体组成的有机物，是显著的物理和化学系统，大气由78%的氮气，21%的氧气和其它人工制造或自然天然形成的气体组成，其中六氟化硫、二氧化碳和水蒸汽占据了主要比例，以及其它价值小、量少但具有重要作用的放射性气体、氟气、氯气、氨气、氮气等物质。
大气下层是最稠密的，垂直分布总能由下到上可分为间歇层和连续层，如温度、湿度和气压等，因此可以将大气结构分成气候带和垂直分层。
二、大气垂直分层1.大气表层它是地球大气的最外层，距离地面的高度从0到10km，称为大气表层，气温从地面开始升高，升高至约6 km 后便减少，到达11 km 后又再次升高至约20 km，称为背景温度。
这一层气体的水分主要来自海洋，湿度较高，温度降低时可形成降水;而对于空气释放出的热量和由地面升气所带走的热，大部分在此层辐射回太空。
2.对流层它位于大气表层和平流层之间，它是大气稳定性最弱的层，高度在5~15在米，大气在垂直上呈弱稳定状态，主要表现为空气从地面扩散抬升，以及空气因不同温度的对流而形成的气旋和移动。
对流层是大气在温度、湿度、瞬时风变化等方面的关键分层，因此表现为大气的局部性弱动力运动，存在许多天气系统，如暖性与冷性气流、秋季连续性热带气旋、秋冷空气、春季暖性气旋、冬季持续性暖性气旋以及局地性天气现象。
3.平流层它位于对流层之上，约位于大气层的高度范围是15-50千米，是大气最平稳的一部分，气压和温度的变化不大，高速空气在经过较低的大气层累积都是分布在这一层;平流层也可被分层，可以分为热带层、次热带层、临界层和极地层。
4.成分层它位于大气整体最高层，一般高度为50~80km，因其内含有由气体和尘沙等不同成分组成，所以叫成分层。
此层是大气能量和各种物质的贮存所在，一般仅有少量的臭氧层和水蒸气，因其高度，温度也比表层低，在大气的热量输送和大气物质变换中也有重要的作用。
三、大气的垂直分层对地球气候的影响大气的垂直分层对地球上的气候有重要的作用，它是地球上气温、风力、降水、水汽、湿度等方面的分层，各层以不同温度、湿度和气压等分配出不同的传输形式，而这些又能够影响气候。
大气成分与结构
19
气温垂直递减率
20
1.2.2重要气层的特征
根据气层气温的垂直分布特点将大气可 分为对流层、平流层、中间层、暖层和
散逸层五层。
21
大 气 的 结 构
22
各层大气的特点
A、对流层
对流层因为空气有强烈的对流运 动而得名
对流层高度(自由大气/摩擦层)
23
对流层有以下响地面和空气的温度，在云、 雾、降水等的形成过程中起凝结核的作用。
一、大气成分与结构
1.大气成分
16
大气杂质，是指大气中除了气体成分以外，由液体和固体杂质或微粒组成的混合物的统称， 也可称为气溶胶粒子。按粒径大小的不同，大气杂质（气溶胶粒子）分类如下表所示。
名称 总悬浮颗粒物（TSP）
①表示空中水汽传送过程；②和④表示降水过程；③表示海水蒸发过程；⑤表示地表径流； ⑥表示地下径流；⑦表示陆上水蒸发过程；⑧表示植被蒸腾作用的过程。
13
水汽
来源：来源于江、河、湖、海、地表和潮湿物体表面的水分蒸发， 植物叶面的蒸腾作用。
分布：a高度分布：在离地1.5～2km高度上，水汽含量约为地面的 一半；5km高度上仅为地面的十分之一，再往上就更少。b地理分 布：从极区的0.2%到热带的2.6%，在干燥的内陆沙漠近于零，而在 温暖洋面或热带丛林上可达3%—4%。
平均气温垂直递减率 ≈0.65℃/100m
2. 气温、湿度的水平分布很不均匀 3. 空气具有强烈的垂直混合
24
对流层分层特征
对流层下层（摩擦层）：离地1500m高度以下，受地形扰动和地 表摩擦作用最大，气流混乱
中层：摩擦层顶到6000m高度，受地表影响较小，气流相对平稳， 可代表对流层气流的基本趋势，云和降水大多生成于这一层
大气及大气圈的组成和结构的名词解释
大气及大气圈的组成和结构的名词解释
大气：指地球或其他行星表面附近的气体层，由一层层不同性质和组成的气体组成。
大气圈：指地球或其他行星周围的气体层，由多个不同高度和性质的气体层组成，可以划分为不同的层次。
组成：大气圈主要由气体组成，包括氮气、氧气、氩气、二氧化碳、水蒸气等。
这些气体的比例和含量在不同层次和区域会有所不同。
结构：大气圈可以从地球表面向上划分为多个层次，包括对流层、平流层、中间层、热层和外层等。
每个层次的特点和性质都会有所不同，比如温度、气压、气流等。
- 对流层：最接近地面的层次，大部分天气现象发生在这里，温度递减。
- 平流层：位于对流层之上，温度保持稳定，飞机和气球常在这一层运行。
- 中间层：位于平流层之上，温度逐渐上升。
- 热层：位于中间层之上，温度急剧上升，太阳辐射主要影响这一层。
- 外层：位于热层之上，气压非常低，主要由稀薄的气体组成，与太空相连。
这些层次的不同结构和组成对于地球的气候、天气、空气质量等都有重要影响。
大气的组成、结构和受热过程
特点
与人类 的关系 对无线电 通信有重 要作用
高 层 大 气 平 流 层
对流层
空气密度很小
平 气温随高度增加而 流 迅速上升；大气水 利于飞行 层 平运动为主
对 气温随高度增加而 与人类 流 递减；空气对流运 层 动显著；天气现象 关系最 为密切 复杂多变
四.大气的受热过程
辐射能力
地球上的能量主要来源是——太阳
可见光区是辐射能力最强的部分
波长（微米）
四.大气的受热过程
思考： 大 气 高 对 层 太 大 阳 气 辐 射 平流层 的 削 弱 对流层 作 用
尽管射向地球的 太阳辐射首先到 达大气层，但大 臭氧 紫外线 水汽、二氧化碳 红外线 气直接吸收的太 阳辐射能量很少 为什么？
地
面
选择性
四.大气的受热过程
大气圈与天气、气候
一.大气的组成
1、低层大气的主要成分有哪些？ 2、这些成分的作用是什么？
一.大气的组成
N2 （必需物质 ） CO（ 光合作用的原料调节地表温度 ） 2 O3（ 吸收紫外线， 保护地球生命 ） 少量的水汽和固体杂质 （成云致雨的重要物质）
射向宇宙空 间 大气上界 太 阳 辐 射
大 气 逆 辐 射
地面增温 “太阳暖大地”
地
面
“大地暖大气”
“大气还大地”
观察与思考
课堂小结
大气的组成成分
大气的垂直分层 大气的受热过程
低 层 大 气
干洁空气
二.大气圈的组成及其作用
全球变暖、酸雨、臭氧空洞……
观察与思考
为什么在近地面是细雨蒙蒙， 而到了高空却是晴空万里？
三.大气的垂直分层
高 层 大 气 平 流 层 对流层
大气层的组成和作用
大气层的组成和作用一、大气层的组成1.按照从地面向上依次排列，大气层可以分为以下几层：对流层、平流层、中间层、热层和外层空间。
2.对流层：距离地面最近的大气层，厚度约为10-15千米。
在这一层中，气温随着高度的增加而降低。
对流层中含有大部分的天气现象，如云、雨、雪等。
3.平流层：位于对流层上方，厚度约为50千米。
平流层的气温随着高度的增加而升高。
这一层中含有臭氧层，能够吸收太阳辐射中的紫外线，保护地球生物免受其伤害。
4.中间层：位于平流层上方，厚度约为50千米。
在这一层中，气温随高度的增加而降低。
5.热层：距离地面约500千米以上的区域，气温随高度的增加而升高。
热层中含有地球磁场捕获的高能粒子，形成了范艾伦辐射带。
6.外层空间：距离地球表面约1000千米以上的区域，属于地球的太空环境。
二、大气层的作用1.保护地球生物：大气层能够吸收太阳辐射中的紫外线，减少其对地球生物的伤害。
同时，大气层还能够吸收部分太阳辐射的能量，使地球表面温度适宜生物生存。
2.维持地球气候：大气层中的水蒸气、二氧化碳等气体能够吸收和发射红外辐射，从而影响地球的温度分布和气候变化。
3.天气现象：对流层中的水蒸气、尘埃等物质参与云、雨、雪等天气现象的形成，影响我们的生活。
4.声音传播：大气层作为声音的传播介质，使得我们能够听到远处的声音。
5.航空运输：对流层和平流层中的气流稳定，为航空运输提供了必要的条件。
6.电离层：大气层中的电离层能够反射无线电波，使得无线电通信能够跨越海洋和陆地。
7.生物圈：大气层与地球表面的生物圈相互作用，为生物提供氧气、水分等生存必需品。
综上所述，大气层对地球生物和人类社会具有极其重要的作用。
了解大气层的组成和作用，有助于我们更好地认识和保护地球环境。
习题及方法：1.习题：大气层可以分为哪几层？请简要描述每一层的特点。
方法：回顾大气层的组成知识，按照从地面向上依次排列，列举每一层的名字和特点。
答案：大气层可以分为对流层、平流层、中间层、热层和外层空间。
大气组成与垂直组成
大气组成与垂直组成一、大气的组成大气主要由氮气、氧气和少量的其他气体组成。
在大气中，氮气和氧气的比例约为78%和21%，其他稀有气体如氩气、氖气、氦气、氩气等占约不到1%。
此外，大气中还含有一定量的水蒸气、二氧化碳、氦气和氧气等。
1. 氮气氮气是大气中的主要成分，占据了78%的比例。
氮气的化学性质稳定，对大气层的结构和功能起着重要的作用。
它对植物和动物生长发育具有重要的生物学意义，也是地球大气中主要的一种元素。
2. 氧气氧气是大气中的第二大成分，占据了21%的比例。
氧气是生物生存的重要气体，对植物和动物的呼吸和新陈代谢起着至关重要的作用。
3. 稀有气体稀有气体包括氩气、氖气、氦气和氪气等，它们占据了大气中不到1%的比例。
虽然它们的比例很小，但它们在大气层的结构和功能上起着重要的作用。
4. 水蒸气水蒸气是大气中含量最多的一种气体，尤其在低层大气中占据着很大一部分。
水蒸气是地球上的重要气体，它对大气层的温度、湿度和气候起着重要的调节作用。
5. 二氧化碳二氧化碳是大气中的一种重要气体，它的含量虽然不多，但对大气层的温室效应和气候变化起着重要的作用。
随着人类社会的工业化和城市化进程，二氧化碳的排放量不断增加，进一步加剧了地球的气候变化问题。
总的来说，大气的组成主要由氮气、氧气和少量的其他气体组成。
这些气体在大气层的结构和功能上起着重要的作用，对地球环境和生物的生存发展产生着重要的影响。
二、大气的垂直结构大气的垂直结构主要包括对流层、平流层、中间层、顶层等，它们在大气动力学和气象学中起着重要的作用。
1. 对流层对流层是地球大气中最底层的一部分，大约占据了地球大气厚度的一半。
在对流层中，温度随着高度的升高而逐渐下降，湿度逐渐增加。
大气中的大多数气流和气象现象都发生在这一层中。
2. 平流层平流层主要位于对流层与中间层之间，它的特点是风速较大，气温逐渐上升。
在平流层中，大气对流较小，气流相对稳定，很适合飞机和气球的飞行。
大气的组成和结构
大气的组成和结构一、大气的组成大气是由多种气体混合组成的，按其成分可以概括为三部分：干燥清洁的空气、水汽和悬浮微粒。
干洁空气的主要成分是氮、氧、氩、二氧化碳气体，其含量占全部干洁空气的 99.996% （体积）；氖、氦、氪、甲烷等次要成分只占 0.004% 左右，如表 5 － 1 所示。
由于空气的垂直运动、水平运动以及分子扩散，使得干洁空气的组成比例直到 90 － 100km 的高度还基本保持不变。
也就是说，在人类经常活动的范围内，任何地方干洁空气的物理性质是基本相同的。
例如，干洁空气的平均分子量为 28.966 ，在标准状态下（ 273.15K ， latm ）密度为 1.293kg /m3。
大气中的水蒸汽主要来自海水的蒸发，少量来自江河、湖泊水的蒸发以及因土壤、植物的蒸腾作用。
大气中的水汽含量，随着时间、地点、气象条件等不同而有较大变化，在正常状态下其变化范围为 0.02-6% 。
大气中的水汽含量虽然很少，但却导致了各种复杂的天气现象：云、雾、雨、雪、霜、露等。
这些现象不仅引起大气中湿度的变化，而且还引起热量的转化。
同时，水汽又具有很强的吸收长波辐射的能力，对地面的保温起着重要的作用。
大气中的悬浮微粒，除水汽凝结物如云、雾滴、冰晶等，主要是大气尘埃和悬浮在空气中的其他杂质。
二、大气圈的结构根据大气在垂直方向上温度、化学成分等物理性质的差异，同时考虑到大气的垂直运动状况，可将大气圈分为五层（图 5 － 1 ）。
（一）对流层对流层是大气的最低层，其厚度随纬度和季节而变化。
在赤道低纬度区为 17 ～ 18km ；在中纬度地区为 10 ～ 12km ；两极附近高纬度地区为 8 ～ 9km 。
夏季较厚，冬季较薄。
这一层的显著特点：一是气温随高度升高而递减，大约每上升 100m ，温度降低0.6 ℃ ～0.65 ℃ 。
由于贴近地面的空气受地面辐射增温的影响而膨胀上升，上面冷空气下沉，故在垂直方向上形成强烈的对流；二是密度大，对流层虽然相对于大气圈的总厚度来说很薄，但是它的质量却占大气总质量的 3/4 以上。
大气组成与结构
氧气
总结词
对生物呼吸和燃烧过程至关重要的气体，约占地球大气总量 的21%。
详细描述
氧气是维持地球上所有生物生存的重要元素。它在大气中以 氧气的形式存在，是地球大气中含量第二多的气体。氧气是 燃烧和氧化反应的主要参与者，对地球的气候和生态系统产 生重要影响。
二氧化碳
总结词
温室气体之一，对地球气候变化有重要影响。
详细描述
大气的作用包括保温作用，能够减少地球表面热量的散失，维持地球适宜的温度；阻挡紫外线作用，能够吸收和 反射太阳辐射中的紫外线，保护地球表面的生物免受紫外线的伤害；维持生物圈平衡作用，大气中的气体和污染 物对地球表面的生态系统和水循环等都有重要影响，能够调节生物圈的平衡。
02
大气层结构
对流层
大气的组成
总结词
大气主要由氮气、氧气、氩气和二氧化碳等组成，其中氮气和氧气是主要成分。
详细描述
大气主要由氮气、氧气、氩气和二氧化碳等组成，其中氮气约占78%，氧气约 占21%，氩气约占1%，二氧化碳及其他气体和杂质约占1%。这些气体在地球 大气中发挥着重要的作用。
大气的作用
总结词
大气具有多种作用，包括保温、阻挡紫外线、维持生物圈平衡等。
01
定义
对流层是大气的最低层，紧接地表，集中了约75%的大气质量和90%的
水汽质量。
02
特点
对流层具有强烈的对流运动，天气现象和气象变化主要发生在对流层。
03
高度
对流层的高度因纬度而异，低纬度地区平均高度为17-18千米，中纬度
地区平均高度为50-55千米，高纬度地区平均高度为80-90千米。
平流层
定义
平流层位于对流层之上，高度在 50-55千米以上，直至约500千米
大气的组成和结构
大气的组成和结构一、大气的组成：大气是由多种气体、水汽以及悬浮着的各种各样的杂质组成的。
假如把水汽和杂质除去，则为干洁空气。
（-汗洁空气干洁空气是多种气体的混合物，主要成份氮气、氧气、氮气占99.7%。
（二）水汽水汽是大气中最活跃的成分，大气中水汽含量少、不稳定、能引起热量转移、能剧烈汲取和放射长波辐射，引起地面和空气温度的变化。
（三）杂质悬浮在大气中的各种固态的和液态的微粒，统称杂质。
包括有机成分：花粉、微生物、细菌；无机成分，如尘埃、液滴等。
二、大气的垂：观测表明，大气在垂直方向上的物理性质并不是均一的。
按其温度、成分、电离等的不同，可将整个大气层分为五层。
（-）对流层对流层是大气最低层，厚度随纬度而变化。
在低纬度地区17-18KM , 中纬度为10-12KM ,高纬度8-9KM ,平均厚度为11km。
对流层的重要特征是：1）气温的分布随高度的增高而降低，平均每提升100米气温下降0.65度；2 ）空气具有剧烈的对流运动；3 ）温度、湿度等气象要素水平分布不匀称,常形成大规模空气的水平运动，从而引起各地天气的变化。
（—）平流层平流层是自对流层顶到55KM高度左右。
其主要特点是：1）整层气流比较稳定，没有剧烈的对流运动；2 ）空气淡薄，水汽和微尘含量极少，天气晴好。
（三）中间层中间层是自平流层顶到85KM高度左右。
其显著特点是气温随高度而快速下降，其顶部可降至-83度以下。
（四）热层热层是自中间层顶到800KM高度左右。
其特点主要是：1）空气淡薄, 处于高度电离状态，具有导电性，能反射无线电波；2 ）气温随高度增加而快速提升。
（五）散逸层散逸层是自热层顶到2000—3000KM高度。
其特点是气温很高，空气极其淡薄。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Earth (including its atmosphere) has a radius of about 6500 km. The atmosphere is only about 100 km thick—less than 2% of the Earth’s thickness.
• Despite its relative shallowness, the atmosphere contains considerable mass: 5.14 X 10E15 kg • that’s a mass equivalent to 5.65 billion million tons, the amount of water that would fill a lake the size of California to a depth of 13 km (7.7 miles)
Atmospheric density decreases with altitude…
1. About 97% of the atmosphere is within 30 km (18 miles) of the surface. 2. 75% is compressed below 10,700 m or 35,100 feet (~7 miles)…which is to say, within the troposphere
Aveo an altitude of 25 km
Gas Name Nitrogen(氮) 氮 Oxygen(氧) 氧 * Water(水汽 水汽) 水汽 Argon(氩) 氩 * Carbon Dioxide(二氧化碳 二氧化碳) 二氧化碳 Neon(氖) 氖 Helium(氦) 氦 *Methane(甲烷 甲烷) 甲烷 Hydrogen(氢) 氢 *Nitrous Oxide(一氧化二氮 一氧化二氮) 一氧化二氮 *Ozone(臭氧 臭氧) 臭氧 Chemical Formula N2 O2 H2O Ar CO2 Ne He CH4 H2 N2O O3
Atmospheric density decreases with altitude…
Mean free path the average distance a molecule travels before colliding with another Near Earth’s surface mean free path is a mere 0.0001 mm 150 km (93 miles) above sea level (i.e., in the thermosphere) a molecule travels about 10 m before colliding with another
* variable gases
Percent Volume 78.08% 20.95% 0 to 4% 0.93% 0.0360% 0.0018% 0.0005% 0.00017% 0.00005% 0.00003% 0.000004%
Atmospheric Composition: Variable Gases
Gas or particle Water Vapor Carbon Dioxide Methane Nitrous Oxide Ozone Dust, soot, etc. Chlorofluorocarbons
(氟化物)
Symbol H2O CO2 CH4 N2O O3
ppm 0 to 4 % 360 1.7 0.3 0.04 0.01 – 0.15 0.0002
Nitrogen and oxygen are the main components of the atmosphere by volume. Together these two gases make up approximately 99 % of the dry atmosphere
• Nitrogen is removed from the atmosphere and deposited at the Earth's surface mainly by specialized nitrogen fixing bacteria, and by way of lightning through precipitation, supplying much needed nutrition for plant growth • Oxygen is exchanged between the atmosphere and life through the processes of photosynthesis and respiration.
– lowest 80 km - region of chemical homogeneity
• Heterosphere(非均质层)
– region above the homosphere - lighter gases (H and He)
Evolution of the Atmosphere • 4.5 billion years ago: hydrogen and helium • primary atmosphere was lost to space • secondary atmosphere: gases released by volcanic eruptions - outgassing - WV, CO2 , and other gases from the earth interior • Ultimately, photosynthesis reduced carbon dioxide and added oxygen to the atmosphere
Atmospheric density decreases with altitude…
Density: the amount of mass of a substance (expressed in kilograms) contained in a unit of volume (1 cubic meter)
The majority of the ozone (about 97 %) found in the atmosphere is concentrated in the stratosphere at an altitude of 15 to 55 kilometers above the Earth's surface.
从地面到100千米高度的大气可看为三个部分组成： 干洁大气：不包含水汽的纯净大气 水汽： 气溶胶质粒：悬浮于空气中的液体和固体粒子
Key Points
Of the gases listed, nitrogen, oxygen, water vapor, carbon dioxide, methane, nitrous oxide, and ozone are extremely important to the health of the Earth's biosphere
Atmospheric density decreases with altitude…
In gases, individual molecules have no attachment to each other and move about randomly. So…there is no definite limit to the amount of mass that can exist in a given volume—molecules can always be added to or removed from the volume… Result change in density
Key Points (contd.)
Carbon dioxide is key to climate change. The volume of this gas has increased by over 25 % in the last three hundred years
part per million
Greenhouse gas nitrous oxide is now increasing at a rate of 0.2 to 0.3 % per year. Its part in the enhancement of the greenhouse effect is minor relative to the other greenhouse gases already mentioned. However, it does have an important role in the artificial fertilization of ecosystems
• Variable gases (small percentage, but impact the
behavior of the atmosphere) – Water Vapor, Carbon Dioxide, Ozone, Methane(甲烷 甲烷) 甲烷
• Homosphere(均质层)
§1 大气的组成
• Permanent gases (constant proportion in the
atmosphere) – 99.999 % of atmospheric mass – Nitrogen, Oxygen, Argon, Neon, Helium, Krypton(氪), 氪 Xenon(氙), Hydrogen 氙
Plotting by the Siple Station Ice Core Data and Mauna Loa Data
Key Points (contd.)
Methane is a very strong greenhouse gas. Since 1750, methane concentrations in the atmosphere have increased by more than 140 %. The primary sources for the additional methane added to the atmosphere (in order of importance) are: rice cultivation; domestic grazing animals(畜 畜 牧业); termites(白蚂蚁 landfills(垃圾掩埋 coal 牧业 白蚂蚁); 垃圾掩埋); 白蚂蚁 垃圾掩埋 mining; and, oil and gas extraction