气象学-大气概述
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在大工業城市，大氣中CO2的含量可達0.05%，甚至 0.07%。 時間分佈： 冬季>夏季，夜晚> 白天，陰天> 晴天。
3) CO2的氣候效應
➢ CO2對太陽短波輻射吸收很少，但能吸收來自地面 的長波輻射（特別是13~17µm波譜區），使得地表 輻射的熱量大部分被截留在大氣層內，因而對地表 有保溫效應。
液體微粒是懸浮在大氣中的水滴、過冷水滴和冰 晶等水汽凝結物。
4. 大氣污染物 (atmospheric pollutant)
大氣污染物 1）塵粒：指以固體或液體微小顆粒形式，存在於氣
體介質中的分散體。包括：飄塵、降塵。 2）氣體污染物
主要有SO2、 NO2、 CO 、CO2 和O3 等。
(1) CO2：產生“溫室效應” (2) NO、 NO2：產生光化學煙霧 (3) O3：強氧化劑 ，把SO2氧化成硫酸， 產生酸雨 (4) SO2：轉化成硫酸
➢ 在所有溫室氣體中， CO2對大氣溫室效應的貢獻占 到53%。
現今大氣中CO2的濃度已升至367ppmv，比前工業時代以前提 高了25%。目前以每年1.5ppmv的速度增加。
4） 臭氧 (ozone, O3)
(1)來源 A、主要是太陽紫外輻射作用形成 B、有機物的氧化和雷雨閃電
(2) 形成： O2 + hυ O + O O + O2+ M O3+ M
第二節 大氣的分層
一、對流層 (troposphere) 其底界為地面，上界為對流層頂，隨緯度和
季節而變化。 低緯平均為17-18km; 中緯為10-12km; 高緯為8-9km。
troposphere
主要特徵 （main characteristics)：
1. 氣溫隨高度的升高而降低。
氣溫垂直遞減率(γ)：在垂直方向每變化100m氣溫 的變 化值。
(1) 氮 (nitrogen, N2) (2) 氧 (oxygen, O2) (3) 二氧化碳 (carbon dioxide, CO2 )
1) CO2的來源：燃燒、有機物分解、生物的 呼吸作用
2) CO2的濃度分佈
空間分佈： A、大氣中的CO2主要分佈在大氣層20km以下，20 km以
上顯著減少。 B、地表CO2濃度：北半球>南半球，城市>農村。
二、平流層 (stratosphere)
從對流層頂到55km左右的大氣層，稱為平流層。 Characteristics： 1. 氣溫隨高度的升高而升高； 2. 氣流比較穩定； 3. 空氣中水汽含量很少，天空晴朗，很少有
雲出現。
b
三、中間層 (mesosphere)
55-85km,氣溫隨高度的升高而迅速下降。頂界降
Meteorology
大氣概述
第一節 大氣的組成
１.幹潔空氣 (dry air)
幹潔空氣以氮、氧、氬最多，其容積含量約占 全部幹空氣的99.97%，其餘氣體如二氧化碳、氖、 氙、氪和臭氧等的總含量約占0.03%。
幹空氣的分子量為28.966，與大氣氮的分子量 28.016相近。
幹潔空氣的主要成分
（3） O3的濃度分佈
A、在低層大氣中， O3含量很小，而且很不固定； B、5~10 km開始，含量增加; C、濃度最大在20~30km，稱為臭氧層; D、到60 km 附近O3含量已趨於零。
臭氧含量
20-25
大氣高度(km)
（4）變化
O3含量隨季節和緯度而變化。 南半球季節變化小，最大在中緯度。 北半球，春季最大，秋季最小。 高緯度地區的季節變化更明顯最大臭氧帶靠近極地
（5） O3的氣候效應
臭氧含量雖少，但它能吸收太陽紫外輻射。最強吸收帶在 0.22~0.32微米區。
2700 萬km2
化學因素、物理因素、其他自然因素
2. 水汽 (water vapor)
（1） 水汽分佈 低緯>高緯，沿海>內陸，夏季>冬季。 空氣中的水汽含量隨高度的增高而減少。在 1.5~2km高度上空氣中水汽含量減為地面的一半， 在5km高度上，減少為地面的1/10。
以溫度隨高度的升高而降低為正值，即： dT
γ>0: 表示氣溫隨高度升高而降低；
dz
γ<0: 表示氣溫隨高度升高而升高，種氣層稱為逆溫層；
γ =0: 表示氣溫隨高度不變，這種氣層稱為等溫層。
2. 空氣具有強烈的對流運動。 3. 溫度濕度水準分佈不均勻。
按照氣流和天氣的特點，還可把對流層分 為下層、中層、上層和對流層頂等。
到-83℃—-113℃ (why?)
四、熱層 (thermosphere) 從中間層頂到800km
characteristics：1.隨高度的增高，氣溫迅速升高 2.空氣處於高度電離狀態
五、散逸層 (exosphere)
（2） 水汽對天氣變化的影響
➢ 含量雖少，但可在大氣溫度範圍內進行相變，是天氣
變化的主要角色。
➢ 水汽在相變中吸收和放出潛熱； ➢ 易吸收和放射長波輻射。
所以大氣中水汽含量的多少能直接影響地面和空氣的 溫度，影響天氣及天氣系統的變化和發展。
3. 大氣中的固體雜質和液體微粒
固體雜質是懸浮在大氣中的煙粒、鹽粒、花粉、 微生物、細菌、病菌、孢子和塵埃等。
3) CO2的氣候效應
➢ CO2對太陽短波輻射吸收很少，但能吸收來自地面 的長波輻射（特別是13~17µm波譜區），使得地表 輻射的熱量大部分被截留在大氣層內，因而對地表 有保溫效應。
液體微粒是懸浮在大氣中的水滴、過冷水滴和冰 晶等水汽凝結物。
4. 大氣污染物 (atmospheric pollutant)
大氣污染物 1）塵粒：指以固體或液體微小顆粒形式，存在於氣
體介質中的分散體。包括：飄塵、降塵。 2）氣體污染物
主要有SO2、 NO2、 CO 、CO2 和O3 等。
(1) CO2：產生“溫室效應” (2) NO、 NO2：產生光化學煙霧 (3) O3：強氧化劑 ，把SO2氧化成硫酸， 產生酸雨 (4) SO2：轉化成硫酸
➢ 在所有溫室氣體中， CO2對大氣溫室效應的貢獻占 到53%。
現今大氣中CO2的濃度已升至367ppmv，比前工業時代以前提 高了25%。目前以每年1.5ppmv的速度增加。
4） 臭氧 (ozone, O3)
(1)來源 A、主要是太陽紫外輻射作用形成 B、有機物的氧化和雷雨閃電
(2) 形成： O2 + hυ O + O O + O2+ M O3+ M
第二節 大氣的分層
一、對流層 (troposphere) 其底界為地面，上界為對流層頂，隨緯度和
季節而變化。 低緯平均為17-18km; 中緯為10-12km; 高緯為8-9km。
troposphere
主要特徵 （main characteristics)：
1. 氣溫隨高度的升高而降低。
氣溫垂直遞減率(γ)：在垂直方向每變化100m氣溫 的變 化值。
(1) 氮 (nitrogen, N2) (2) 氧 (oxygen, O2) (3) 二氧化碳 (carbon dioxide, CO2 )
1) CO2的來源：燃燒、有機物分解、生物的 呼吸作用
2) CO2的濃度分佈
空間分佈： A、大氣中的CO2主要分佈在大氣層20km以下，20 km以
上顯著減少。 B、地表CO2濃度：北半球>南半球，城市>農村。
二、平流層 (stratosphere)
從對流層頂到55km左右的大氣層，稱為平流層。 Characteristics： 1. 氣溫隨高度的升高而升高； 2. 氣流比較穩定； 3. 空氣中水汽含量很少，天空晴朗，很少有
雲出現。
b
三、中間層 (mesosphere)
55-85km,氣溫隨高度的升高而迅速下降。頂界降
Meteorology
大氣概述
第一節 大氣的組成
１.幹潔空氣 (dry air)
幹潔空氣以氮、氧、氬最多，其容積含量約占 全部幹空氣的99.97%，其餘氣體如二氧化碳、氖、 氙、氪和臭氧等的總含量約占0.03%。
幹空氣的分子量為28.966，與大氣氮的分子量 28.016相近。
幹潔空氣的主要成分
（3） O3的濃度分佈
A、在低層大氣中， O3含量很小，而且很不固定； B、5~10 km開始，含量增加; C、濃度最大在20~30km，稱為臭氧層; D、到60 km 附近O3含量已趨於零。
臭氧含量
20-25
大氣高度(km)
（4）變化
O3含量隨季節和緯度而變化。 南半球季節變化小，最大在中緯度。 北半球，春季最大，秋季最小。 高緯度地區的季節變化更明顯最大臭氧帶靠近極地
（5） O3的氣候效應
臭氧含量雖少，但它能吸收太陽紫外輻射。最強吸收帶在 0.22~0.32微米區。
2700 萬km2
化學因素、物理因素、其他自然因素
2. 水汽 (water vapor)
（1） 水汽分佈 低緯>高緯，沿海>內陸，夏季>冬季。 空氣中的水汽含量隨高度的增高而減少。在 1.5~2km高度上空氣中水汽含量減為地面的一半， 在5km高度上，減少為地面的1/10。
以溫度隨高度的升高而降低為正值，即： dT
γ>0: 表示氣溫隨高度升高而降低；
dz
γ<0: 表示氣溫隨高度升高而升高，種氣層稱為逆溫層；
γ =0: 表示氣溫隨高度不變，這種氣層稱為等溫層。
2. 空氣具有強烈的對流運動。 3. 溫度濕度水準分佈不均勻。
按照氣流和天氣的特點，還可把對流層分 為下層、中層、上層和對流層頂等。
到-83℃—-113℃ (why?)
四、熱層 (thermosphere) 從中間層頂到800km
characteristics：1.隨高度的增高，氣溫迅速升高 2.空氣處於高度電離狀態
五、散逸層 (exosphere)
（2） 水汽對天氣變化的影響
➢ 含量雖少，但可在大氣溫度範圍內進行相變，是天氣
變化的主要角色。
➢ 水汽在相變中吸收和放出潛熱； ➢ 易吸收和放射長波輻射。
所以大氣中水汽含量的多少能直接影響地面和空氣的 溫度，影響天氣及天氣系統的變化和發展。
3. 大氣中的固體雜質和液體微粒
固體雜質是懸浮在大氣中的煙粒、鹽粒、花粉、 微生物、細菌、病菌、孢子和塵埃等。