地球大气的成分及分布1【PPT】

同时动植物的呼吸和死亡又会消耗O2产生CO2 ，这个演变过程 逐渐达到了一种平衡。CO2从３亿年前的3000ppm下降到280ppm， 生物也从海洋到陆地，从低级到高级不断发展繁衍下去。
2.1大气成分的组成和分类
2.1.1 大气成分的组成：
大气是由多种气体组成的混合气体， 包括N2、O2、Ar、 CO2、CH4、O3、H2… 水汽、大气气溶胶。
CO2增多引起的温室效应，使两极冰川融化，致使海平面 升高，危及沿海城市，使海岸地区土地盐碱化，增加开发难度， 温度升高还使一些山顶的积雪融化，使以积雪融化为水资源的河 流水量减少，甚至发生断流现象，影响这些地区的生产活动。
二、 CH4：（甲烷）
甲烷分子式CH4，最简单的有机有机物。 甲烷是无色无味，极难溶于水的可燃性气体。甲烷 在自然界分布很广，是天然气、沼气、坑气及煤气 的主要成分之一。
地球大气的成分及分布1【PPT】
原始大气：（46亿年前） 由于太阳风和地球升温的作用，原始大 气是一些轻物质：H2，He、CO…
次生大气：（45—20亿年前） 由于地球逐渐冷却，造山运动、火山喷发和 从地幔中释放出地壳内原来吸附的气体形成次 生大气（CO2，CH4，NH3，H2O）…
现代大气：（6亿年前） 以N2、O2为主
其中氟里昂-11（CFC３）、氟里昂-12（CF２C２）， 由于性质非常稳定无毒，被人们作为制冷剂、喷雾发 射剂和发泡剂、电子元件清洗剂长期使用，在对流层 中浓度逐年积累，能做长距离输送并向上进入平流层。
CFCS在平流层能光化学分解成Cl,起到破 坏臭氧层的作用，同时还是温室气体，在地气 系统辐射收支中的作用不容忽视。
全球平均，是大气向海洋输送CO2。
深海的水流能把海水中的部分CO2从高纬流向低纬， 部分CO2还变成碳酸盐矿物（贝壳）沉到大海。因此， CO2是在地壳、大气层、海洋和生物圈之间循环的。
2、 CO2的含量变化：
大气中主要原因是由燃烧煤、石油、天然 气，化学燃料等燃料引起； 次要原因是火山爆发及碳酸盐矿物、浅地层里 释放CO2 ，原子武器试验把放射性碳带进大气等。
随着19世纪初工业的发展及世界人口的增长，全球 大气中的CO2含量在逐年增加。
图2.1为过去一千年来CO2的含量变化曲线
3、作用：
CO2吸收太阳辐射很少，却能强烈地吸收地 面长波辐射，使地面和空气不致于因放射辐射而 失热过多。因此它们都有使空气和地面增温的效应。 （温室效应）
这样一来，当浓度不断增加会改变大气的热量平衡，导 致大气底层和地面的平均温度上升，而全球气候的变化将直接 影响人类的生存环境。
其中，氟氯烃化合物减少臭氧的反应：
当CFCS在平流层被光化学分解成Cl，
Cl+O3→ ClO+O2 ClO+O→ Cl+O2 O3+O→２O2
ClO和 Cl未减少，只起催化作用。
2.2.2 臭氧
虽然臭氧在大气中所占的比例极小，但因 它对太阳紫外辐射（0.2—0.29μm)有强烈的 吸收作用，所以是臭氧大气中最重要的微量成 份之一。
地球上的生命是何时才有的？
原始和次生大气均没有O2。30亿年前O2很少，或只有 由水汽光解作用产生极少量的氧气。在无氧的条件下产 生的原始生命，既要躲避太阳辐射，又需光合作用，因此 最初的生命是在10米下的海洋表面，一些厌氧生物产生O2。
６亿年前，大气O2浓度达到现在的1％，（生物史上第一 关键浓度），高空臭氧层增加，削弱了紫外线，生命到达水面。 ４亿年前，大气浓度达到现在的十分之一，植物茂盛生长，生 命由海洋到陆地, O2更多。
CH4主要是由湖泊、沼泽里的生物体腐败后被细菌 分解而成。大气中CH4的80%来自地表生物源，是在严 格无氧环境中产生的。
CH4不仅是温室气体，又是一种化学活性 气体，在大气中容易被氧化而产生一系列氢 氧化物和碳氢氧化合物。
CH4的浓度近一两百年来有明显的增加， 值得重视。
三、氟氯化碳化合物
氟氯化碳化合物由氯、氟、碳原子组成， 以CFCS表示。
(包括动植物的呼吸，但白天植物的光合作用可使CO2还原）
自然源：CO2分压大于大气CO2分压的海水。
（如热带和低纬地区的海洋是大气的源，放出CO2）
人工汇：植物的光合作用减少CO2 光合作用：nCO2+nH2O=[CH2O]n+nO2
自然汇：CO2分压小于大气 CO2分压的海水。
（如高寒冷地区的海洋是大气的汇，吸收大气中的CO2 ）
2.1.2 大气成分的组成和分类
2.1.2.1 按浓度分类：
主要成分： N2 、 O2、 Ar、CO2 （>300ppmv)
微量成分： CH4等（1--20ppmv) 痕量成分： O3 、 H2 、氮氧化合物 、
硫化物及氟氯化烃（<1ppmv)
2.1.2.2 按平均停留时间分类：
不变成分： （>1000年）
1995.9.16联合国大会作出决定，把每年的9.16作为
国际保护臭氧层日射到达地面, 保护了地面上的生命。
N2 、 O 2 、 Ar 、 Ne、He 、 Kr 、 Xe等
可变成分： （几—十几年)
CO2 、H 2、CH4、N2O 、 CO 、 O3、NH3、NO2、 SO2、H2S…水汽、大气气溶胶
快变成分：（<1年）
碳、硫、氮的化合物
微量成分和痕量成分一般也是寿命短的成分，它们至少有两个特点： 有化学活性，多为温室气体。
干洁大气的定义： 通常把除水汽、大气气溶胶以外的其余大 气称为干洁大气，简称干空气。
下面介绍对气象影响较大的干洁大气
2.2.1 碳的化合物(CO2、CH4以及氟氯烃化合物）
一、CO2：
1、来源：
人工源：地面燃烧、工业活动，生物体的呼吸和 生物尸体腐化都排出CO2。 呼吸作用：[CH2O]n+nO2=nCO2+nH2O
由于大气中存在着空气的垂直运动、水平 运动、湍流运动和分子扩散，使不同高度、不 同地区的空气得以进行交换和混合，因而从地面 开始向上直到90km处，空气主要成分（除水汽臭 氧和若干污染气体外）的比例基本上是不变的。
因此，在90km以下可以把干洁空气当成分子 量为28.97的“单一成分”来处理。
2.2 干洁大气