第三篇 第1章 大气组分-2012-10.

q≈
单位为 g/g或g/kg．
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三、大气中的水汽
水汽压e
大气中水汽的分压强称为水汽压，常以e表示．
假设湿空气中水汽的摩尔分数为
V

nV nd nV
式中
nV

mV MV
，nd

md Md
分别为水汽和干空气的摩尔数，Mv为水汽摩尔质量。
水汽分压强 e v p
其中p是空气总压强．
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三、大气中的水汽 _水汽压
水汽上升凝结形成水云或 冰云，以降水的形式降到 陆地和海洋。
陆地、海洋和大气中的水量及年交换量
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三、大气中的水汽
表 全球水分分配估算
绝大部分水分储存于海洋、极冰及河流、湖泊、地下水中。在陆地水 中，极冰量最大，地下水次之，最后为河湖的水量。
大气中的水汽仅占地球上总水量的0.001％，相当于覆
盖全球表面厚度为2.5 cm水层。
浓度，可分为主要成分、微量成分和痕量成分。 主要成分 如 N2、O2、Ar和CO2，300 ppmv以上。 微量成分 如CH4等，1-20 ppmv。 痕量成分 如O2、H2、氮氧化合物和硫化物等， 1 ppmv以下。
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二、干洁大气
表 低层（对流层）大气主要成分
关注 90km以下的匀和层，特别是对流层大气中空气
的成分。N2，O2和Ar占空气体积的99.966％，次要成 分所占的体积是极微小。
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二、干洁大气
大事类
气业的微
环的关量
境发系成
(
如 氯 氟
展 ， 大
密 切 。
分 的 含
烃量随量
化微着虽
合量工少
物物业，
等质和但
)
。
进 入
航 空
与 人
表 低层（对流层）大气次要成分
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二、干洁大气
地球大气微量成分和痕量成分 _ 短寿命（除惰性 气体），具有化学活性，参与大气中一些化学过程 (如形成 酸雨、光化学烟雾等)；如温室气体，影响地球的辐射平衡
令：
MV 0.622
Md
水汽的摩尔质量/空气的摩尔质量
湿空气中水汽的摩尔分数（ _ 混合比）
V


r r

r 0.622 r
水汽压
e

V
p


r r
p

r 0.622 r
p
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三、大气中的水汽 _水汽压
水汽压与混合比 及比湿 q 的关系
r e
pe q e
（观测时收集的气体体积随大气温度、压强而变，为便于 相互比较，常需换算成标准状态下的浓度）。
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一、地球大气成分
浓度分类法 （2）相对量
如 ppm（10-6）、ppb（10-9）和ppt（10-12）等。（可 分别加后缀m或v表示质量分数和体积分数，例如ppmm和 ppmv）
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一、地球大气成分
平均停留时间 某一成分的所有分子更新一次所需要的时间，
n
p p1 p2 L
pi
i 1
pV nR*T m R*T mRT
混合理想气体的状态方程
M
平均摩尔质量
M m n
m n mi
M i1
i
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三、大气中的水汽
比例 水汽在大气中所占的
比Hale Waihona Puke Baidu很少，仅 0.1 - 3%； 水汽是大气中最活跃的成 分。
来源 海洋、地表等蒸发，
亦即 “平均寿命” 。 在准平衡条件下，一种大气成分的分子在大气中
的平均停留时间定义为
M M
FR
其中 M为某种成分的总质量，F是某种成分向大气的输入速率 （包括源和化学转化），R是某种成分从大气中消失速率。
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二、干洁大气
除水汽以外的纯净大气称为干洁大气。
干洁大气由多种气体混合组成，按照其成分在大气中的
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第一章 大气的性质和组成
（1）了解地球大气的组成，大气主要层次的特点。 （2）了解大气中离子和自由基的来源。 （3）了解大气重要污染源。 （4）了解温室效应、温室气体及其对大气环境的影响。
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一、地球大气成分
地球大气由多种气体和悬浮于其中的固体粒子或 气体粒子（称为大气气溶胶）所组成。
在地球大气的气体成分中，水汽是最重要、最活跃的，
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三、大气中的水汽
混合比 与比湿 q
设一定体积空气中含水汽质量mv克，干空气质量md克，
混合比 为水汽与干空气的质量比，即 r mv md
比湿 q 为水汽与湿空气的质量比，即
q mv md mv
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三、大气中的水汽
（混合比） 和（比湿）q 关系
q r 1 r
大气中的混合比和比湿都小于0.04，可认为
和气候变化。
大气微量成分为大气化学研究重点之一。
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二、干洁大气
干空气状态方程 地球大气由多种气体和悬浮于其中的固体粒子或气
体粒子组成。 （空气 _ 多种化学成分的混合理想气体）
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二、干洁大气
（空气 _ 多种化学成分的混合理想气体）
根据道尔顿分压定律，混合理想气体的压强等于
组成混合气体的各成分的分压强之和：
水汽不但形成云雨雷电、天气变化，而且在地球的生态系 统中起着重要作用。
对于地球大气各种成分，不同研究目的有不同的分类
方法，如， 浓度和平均滞留时间。
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一、地球大气成分
浓度分类法 （1）绝对量 如体积质量，单位为mg/m3，g/m3等。
（常用于表示大气气溶胶的浓度）
绝对量方法表示的浓度与观测时的大气状态有关
第三篇 大气环境化学
研究大气环境中污染物质的化学组成、性质、存在
状态等物理化学特性及其来源、分布、迁移、转化、累 积、消除等过程中的化学行为、反应机制和变化规 律，探讨大气污染对自然环境的影响等。
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第三篇 大气环境化学
第一章 第二章 第三章 第四章
大气的性质和组成 大气的气相反应及光化学烟雾 大气的液相反应及酸沉降 大气颗粒物（大气气溶胶）
es (T )－纯水平液面时的饱和水汽压
RV －水汽的比气体常数 LV －相变（汽化）潜热。
p 0.378e
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三、大气中的水汽 _水汽压
纯水汽的饱和水汽压仅与温度有关。
纯水汽的饱和水汽压是指一定温度下纯水汽与水
（冰）处于相态平衡时的水汽压。
饱和水汽压随温度的变化率 （即三相图中相平衡曲线的斜率），
以克拉珀龙-克劳修斯方程表示： des LV es dT RVT 2
式中 T － 温度，
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三、大气中的水汽
湿空气 _ 水汽和干空气的混合气体。
表示湿空气中水汽含量的物理量称为空气湿度。
由于测量方法及实际应用的不同，空气湿度用多个物理量表示；
测量水汽含量的最基本方法是称重法，即直接测量一定体积湿空 气中的水汽质量和干空气质量，可获得最基本的湿度参量 _ 混合 比与比湿，其它湿度参量为导出量。