(大气科学基础)大气的结构
大气的组成和垂直分层教案
大气的组成和垂直分层教案第一章：大气的概念与组成1.1 教学目标让学生了解大气的定义和重要性使学生掌握大气的组成成分及各自作用1.2 教学内容定义大气：地球周围的空气层大气的重要性：生物生存、气候调节、能量传输等大气的组成成分：氮气、氧气、二氧化碳、水蒸气、氩气等各组成成分的比例及作用1.3 教学活动图片展示：地球大气层结构图小组讨论：大气各组成成分的作用视频播放：大气层介绍视频1.4 作业与评估制作思维导图：大气组成成分及作用小组报告：大气对人类生活的影响第二章：大气的垂直分层2.1 教学目标使学生了解大气层的垂直结构让学生掌握各层的特征及主要现象2.2 教学内容地球大气层的垂直分层：对流层、平流层、中间层、热层、外层各层的特征：温度、密度、生物活动、气象现象等各层的主要现象：臭氧层、极光、流星等2.3 教学活动图片展示：大气层的垂直结构图小组讨论：各层的特征及主要现象实验演示：大气压力与高度的关系2.4 作业与评估制作海报：大气层的垂直结构及主要现象小组报告：各层对人类生活的影响第三章：大气压力与高度的关系3.1 教学目标让学生了解大气压力与高度之间的关系使学生掌握大气压力的变化规律3.2 教学内容大气压力与高度的关系：随高度增加，大气压力减小大气压力的变化规律：海拔越高，大气压力越小实例分析：登山时呼吸困难的原因3.3 教学活动实验演示：大气压力的变化规律小组讨论：登山时呼吸困难的原因角色扮演：高原反应的感受3.4 作业与评估制作手抄报：大气压力与高度的关系小组报告：大气压力变化对人类生活的影响第四章：大气现象与生活4.1 教学目标使学生了解大气现象与日常生活的关系让学生掌握常见大气现象的形成原理4.2 教学内容常见大气现象：风、雨、雪、雷、雾等形成原理：气压差、水循环、气温差异等大气现象与人类生活的关系：气候、天气、农业等4.3 教学活动图片展示：各种大气现象的图片小组讨论：大气现象与人类生活的关系视频播放：大气现象的形成原理介绍4.4 作业与评估制作PPT：大气现象的形成原理及与人类生活的关系小组报告：大气现象在日常生活中的应用第五章：大气环境保护5.1 教学目标让学生了解大气污染的原因和危害使学生掌握大气环境保护的方法和措施5.2 教学内容大气污染的原因：工业排放、汽车尾气、农业活动等大气污染的危害：气候变化、呼吸系统疾病、生态破坏等大气环境保护的方法和措施：减少排放、清洁能源、植物造林等5.3 教学活动图片展示：大气污染的图片小组讨论：大气污染的原因和危害视频播放：大气环境保护的实例介绍5.4 作业与评估制作海报：大气环境保护的方法和措施小组报告：如何减少大气污染的影响第六章：气候变化与大气6.1 教学目标使学生理解气候变化的概念让学生了解气候变化与大气之间的关系6.2 教学内容气候变化的定义：长期平均天气状态的变动气候变化与大气之间的关系：大气中的温室气体、大气循环变化等气候变化的影响：海平面上升、极端天气、生态系统变动等6.3 教学活动图片展示：气候变化的影响图片小组讨论：气候变化与大气之间的关系视频播放：气候变化的成因与影响介绍视频6.4 作业与评估制作PPT：气候变化的成因、影响及与大气的关系小组报告：气候变化对人类生活的影响及应对措施第七章：天气预报与大气科学7.1 教学目标让学生了解天气预报的原理和方法使学生掌握大气科学的基本知识7.2 教学内容天气预报的原理：气象观测、气象数值模拟等天气预报的方法：经验预报法、数值预报法等大气科学的基本知识：大气压力、温度、湿度等7.3 教学活动图片展示：天气预报的原理和方法图片小组讨论：大气科学的基本知识实验演示：大气压力、温度、湿度的测量7.4 作业与评估制作海报：天气预报的原理和方法小组报告：大气科学的基本知识及其应用第八章：大气科学的研究与应用8.1 教学目标使学生了解大气科学研究的意义和价值让学生掌握大气科学在生产生活中的应用8.2 教学内容大气科学研究的意义：气候变化、天气预报、环境保护等大气科学在生产生活中的应用：气象服务、航空航海、农业等大气科学研究的最新进展：无人机气象观测、气候变化模型等8.3 教学活动图片展示：大气科学研究的新技术和新设备小组讨论：大气科学在生产生活中的应用视频播放：大气科学研究的最新进展介绍视频8.4 作业与评估制作PPT：大气科学研究的新技术和新设备小组报告：大气科学在生产生活中的应用案例第九章：大气科学的前沿话题9.1 教学目标让学生了解大气科学的前沿话题使学生认识到大气科学的重要性9.2 教学内容大气科学前沿话题：全球气候变化、大气污染控制、清洁能源等大气科学的重要性：人类生存、可持续发展、生态环境保护等大气科学研究的挑战与机遇：新技术、新模型、新政策等9.3 教学活动图片展示：大气科学前沿话题的图片小组讨论：大气科学的重要性视频播放：大气科学研究的挑战与机遇介绍视频9.4 作业与评估制作海报：大气科学前沿话题及重要性小组报告：大气科学研究的挑战与机遇第十章：总结与展望10.1 教学目标使学生回顾大气组成和垂直分层的知识让学生了解大气科学的意义和前景10.2 教学内容回顾大气组成和垂直分层的主要内容总结大气科学的意义的和前景展望大气科学的发展方向：低碳经济、生态文明建设等10.3 教学活动图片展示：大气组成和垂直分层的知识点图片小组讨论：大气科学的意义的和前景视频播放：大气科学的发展方向介绍视频10.4 作业与评估制作PPT：大气组成和垂直分层的知识点小组报告：大气科学的意义的和前景重点和难点解析1. 大气概念与组成：理解大气的定义和重要性是学习大气科学的基础。
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。
大气科学基础(全套课件104P)
四、发展概况
17世纪以前，人们对大气以及大气中各种现象的认识是 直觉的、经验性的。
17～18世纪，大气科学研究开始由单纯定性的描述进入
了可以定量分析的阶段。 1820年，H.W.布兰德斯绘制了历史上第一张天气图，开 创了近代天气分析和天气预报法。 1835年科里奥利力的概念和1857年风和气压的关系，成
6亿年前，氧的浓度达到现在的百分之一，即第一关
键浓度。高空臭氧浓度明显增加，使生命能到达水面。 4亿年前，达到十分之一，高空大气形成的臭氧层 。 大量植物缓慢由海洋向陆地推进。
愈来愈少的 紫外辐射
接受愈来愈多 的可见光
最终光合作用和
愈来愈多氧 愈来愈丰富 植物生命 光合作用
动植物的呼吸及 死亡达到平衡
大气科学概论
§1.2 地球大气的演变
问题：传统的太阳系“九大行星”概念为何如今要 被
太阳系家谱
行星：围绕太阳运转，自身引力足以克服其刚体力而使天体
呈圆球状，并且能够清除其轨道附近其他物体的天体。成员
包括水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王
星。 矮行星：与行星同样具有足够的质量，呈圆球状，但不能清 除其轨道附近其他物体的天体。 成员包括冥王星和谷神星等。 太阳系小天体：围绕太阳运转但不符合行星和矮行星条件的 物体。
§1 .1 地球系统
§1 .1 地球系统
1、岩石圈：地壳和上地幔顶部 2、水圈：海洋、河流、湖泊、沼
泽、冰川、积雪、地下水和大
气圈中的水
3、生物圈：植物、动物、人类及
有生物存在的部分 4、大气圈：包围地球表面，厚度 为1000公里的大气层
大气与地表及其与宇宙空
间的能量交换形成多姿多
彩的天气和气候的变化
大气科学概论知识梳理
大气科学概论知识梳理大气科学是研究地球大气系统的科学，它包括大气物理学、大气化学、大气动力学、气象学等多个学科。
以下是对大气科学的基础知识进行梳理。
1.大气的组成：大气主要由氮气（78%）和氧气（21%）组成，还包括少量的水蒸气、二氧化碳等气体。
其中，水蒸气是大气中最重要的温室气体之一2.大气的结构：大气可以分为四个不同的层次。
从地球表面向上分别为对流层（0-12公里）、平流层（12-50公里）、中间层（50-80公里）和外层层（80公里以上）。
3.大气的运动：大气的运动包括垂直运动和水平运动。
大气通过对流和平流两种方式进行垂直运动，水平运动则是由气压梯度力和科氏力驱动的。
4.大气的循环：大气循环是指大气中能量和物质的不断交换和运动。
其中，全球性的大气循环有海洋环流和大气环流两部分构成，这些循环起到了全球温度和气候的调节作用。
5.大气的辐射：大气与地面和太阳之间发生的辐射交换是大气科学中一个重要的研究内容。
大气光学是研究大气层对可见光和红外辐射的吸收、散射和透射特性的学科。
6.大气的热力学：大气的热力学是研究大气中能量和热量传递的学科。
其中，气候系统的热力学过程对了解气候变化和天气预报非常重要。
7.大气的化学：大气中的化学反应对于大气质量和气候变化具有重要影响。
例如，大气中的臭氧层对于过滤太阳紫外线的作用至关重要。
8.大气中的云和降水：云是大气中由水蒸气凝结而成的水滴或冰晶的集中表现，降水是指水滴或冰晶从云中下降到地面的现象。
云和降水对于气候和水循环有重要影响。
9.大气的天气：天气是大气瞬时状态的表示，主要包括温度、湿度、风向和风速等要素。
气象学是研究天气现象及其变化规律的学科。
10.大气的气候：气候是大气长期统计性质的表示，反映了一定地区一段时间内的天气变化情况。
气候学是研究气候现象及其变化规律的学科。
以上就是对大气科学基础知识的梳理，这些知识对于理解大气的构成、运动、循环以及与地球其他系统的相互作用至关重要。
大气层与气候探索大气科学中的大气层结构和气候变化
大气层与气候探索大气科学中的大气层结构和气候变化大气层与气候：探索大气科学中的大气层结构和气候变化气候是指特定地区长期的天气现象和气象要素的统计特征，而大气层则是地球表面以上的大气空间。
大气层的结构和气候变化是大气科学中的重要研究领域。
本文将探讨大气层的结构和气候变化的关系。
一、大气层结构大气层是由气体组成的，分为几个主要层：对流层、平流层、跳跃层和外层。
这些层之间的界限根据温度和气压等因素进行划分。
1. 对流层对流层位于地球表面上方约10-15公里处，也是我们生活和大多数天气现象发生的地方。
这一层中，温度随着高度的升高而逐渐降低，其中的对流作用使温度不断变化，形成了大气层中的各种气象活动。
2. 平流层平流层位于对流层之上，高度约为50公里。
与对流层不同，平流层中的气流是水平流动的，因此称为平流层。
在这一层中，温度随高度的增加而逐渐升高，这是因为臭氧层吸收了太阳辐射中的紫外线，使得温度逐渐上升。
3. 跳跃层跳跃层是指大气层的边界层，位于平流层之上，高度约为80公里。
在这个层次上，温度又开始下降，这是因为大气层中的气体逐渐变稀薄，无法吸收太阳辐射的热量。
4. 外层外层是大气层的最外层，高度超过了400公里。
在这个层次上，空气非常稀薄，并且接近真空。
太空航行器通常在这个层次上进行运行。
二、气候变化气候是一种长期的气象现象的统计表现。
气候变化指的是气候系统中某些要素（如温度、降水、风向等）发生持续变化的过程。
大气层结构与气候变化密切相关。
1. 温室效应温室效应是指大气层中某些气体（如二氧化碳、甲烷等）能够吸收地球表面的热辐射，并将一部分热能再次辐射回地面，导致地球表面温度上升的现象。
温室效应是当前全球气候变化的主要原因之一。
2. 气候模式气候模式是用来模拟和预测未来气候变化的工具。
通过建立复杂的气候模拟模型，科学家可以模拟不同情景下的气候变化，并为政策制定者提供决策依据。
3. 全球变暖全球变暖是指地球表面温度长期上升的现象。
大气科学概论课件(第二：地球大气的成分及分布)
深海的水流能把海水中的部分CO 从高纬流向低纬， 深海的水流能把海水中的部分CO2从高纬流向低纬， 部分CO 还变成碳酸盐矿物（贝壳）沉到大海。因此， 部分CO2还变成碳酸盐矿物（贝壳）沉到大海。因此， 是在地壳、大气层、海洋和生物圈之间循环的。 CO2是在地壳、大气层、海洋和生物圈之间循环的。
强紫外辐射有足够的能量使包括DNA在内的重要生 强紫外辐射有足够的能量使包括DNA在内的重要生 DNA 物分子分解，增高患皮肤癌、 物分子分解，增高患皮肤癌、白内障和免疫缺损症 的发生率，并能危害农作物和水生生态系统。 的发生率，并能危害农作物和水生生态系统。少量 的紫外线对地面上的生命有杀菌作用， 的紫外线对地面上的生命有杀菌作用，是人类生存 的保护伞。 的保护伞。
随着19世纪初工业的发展及世界人口的增长， 随着19世纪初工业的发展及世界人口的增长，全球 19世纪初工业的发展及世界人口的增长 大气中的CO 含量在逐年增加。 大气中的CO2含量在逐年增加。 2.1为过去一千年来 为过去一千年来CO 图2.1为过去一千年来CO2的含量变化曲线
3、作用： 、作用：
第二章 地球大气的成分及分布
地球大气是迄今为止以发现的天体 大气中惟一以氮、氧为主，水可以以气体、 惟一以氮 大气中惟一以氮、氧为主，水可以以气体、 液体、固体三态出现的大气。 液体、固体三态出现的大气。 地球大气的演变简述如下： 地球大气的演变简述如下： 地球在46亿年前形成， 地球在 亿年前形成，它形成时是没有大气 亿年前形成 地球大气的演变可分为原始大气 原始大气， 的。地球大气的演变可分为原始大气，次生大气 现代大气三个阶段 三个阶段。 和现代大气三个阶段。
大气科学概论知识梳理(大气基础知识)
大气科学概论知识梳理〔大气的全然知识〕一、地球大气成份由三个局部组成①干洁大气〔即干空气〕Clean Air【没有水汽和悬浮物的空气称为干洁空气】②水汽〔滴〕 Moisture③悬浮在大气中的固液态杂质 Impurity二、低层大气的各类要紧成份①氮气〔N2)：存在方式：以蛋白质的形式存在于有机体中。
作用：是有机体的全然组成局部，也是合成氮肥的全然原料。
②氧气〔O2〕：是人类和动植物维持生命活动的极为重要的气体；踊跃参加大气中的许多化学进程；对有机物质的燃烧、腐败和分解起着重要的作用。
③臭氧〔O3〕：时空转变：最大值出此刻春天，最小值出此刻夏日。
空间转变：水平：由赤道向两极增加。
垂直：55～60km，含量极少。
20～25km，达最大值，形成臭氧层；12～15km以上，含量增加专门显著；从10km向上，慢慢增加；臭氧的作用：a.对紫外线有着极为重要的调操纵作用。
b.对高层大气有明显的增温作用。
④二氧化碳〔CO2)空间转变：水平：城市大于农村；垂直：0～20km，含量最高；20km以上，含量显著减少。
作用：a.绿色植物进展光合作用不可缺少的原料。
b.强烈吸收长波辐射〔地面辐射、大气辐射〕，使地面维持较高的温度，产生“温室效应〞。
三、水汽①来源：要紧来自江、河、湖、海、潮湿陆面的水分蒸发和植物外表的蒸腾。
②时空转变：时刻：夏日多于冬季③作用：a.在天气气候转变中扮演了重要角色。
b.能强烈吸收地面放射的长波辐射并向地面和周围大气放出长波辐射，对大气起着“温室效应〞。
四、大气中的杂质在大气中悬浮着的各类固体和液体微粒〔包括气溶胶粒子和大气污染物质两大局部〕。
气溶胶的作用：①吸收太阳辐射，使空气温度增高，但也减弱了抵达地面的太阳辐射；②缓冲地面辐射冷却，局部补偿地面因长波有效辐射而失去的热量；③降低大气透明度，阻碍大气能见度；④充当水汽凝结核，对云、雾及降水的形成有重要意义。
五、气温、①概念：表示大气冷热程度的物理量，反映必然条件下空气分子平均动能大小。
期末总结大气的开篇
期末总结大气的开篇引言：大气是地球表层的一层气体包围层，它对地球生态、气候、天气、能量分配等起着至关重要的作用。
而大气科学作为一门研究大气现象的学科，从气象学、气候学、大气物理学、大气化学等多个角度对大气进行深入研究。
本文将对本学期的大气科学课程进行综合回顾和总结，包括对大气的组成与结构、大气循环、大气边界层、大气中的污染物以及气象预报等方面的内容进行梳理和分析。
正文：一、大气的组成与结构大气由氮气、氧气、稀有气体、水蒸气和一些痕量气体等组成。
其中，氮气和氧气是主要气体，占大气总体积的99%以上。
而大气的结构包括对流层、平流层、中间层、热层和外层等五个部分。
在本学期的学习中，我们深入了解了大气的成因与演化、大气层的特点和变化规律。
通过了解大气的组成与结构，我们能够更好地理解大气循环、气候变化等现象的原因，并为后续的学习奠定了基础。
二、大气循环大气循环是指地球大气中水蒸气、气体和能量的运动和分配过程。
主要由对流、辐射和地转偏向力等因素驱动。
在学习大气循环的过程中，我们了解了西风带、东风带、赤道低气压带等重要概念，并学习了台风、龙卷风等极端天气现象的形成机制。
大气循环的研究对于气象预报、气候变化的控制和天气灾害的防范具有重要的意义。
通过对大气循环的学习，我们能够更好地理解天气变化的规律，提高对灾害天气的预警和应对能力。
三、大气边界层大气边界层是大气中与地面接触、高度较低的一层气体层。
它的高度一般在几十到几百米之间。
在大气边界层中，风速、温度和湿度等因素发生明显的变化。
了解大气边界层的特征和运动规律，对环境保护、城市规划和气候变化的研究具有重要的意义。
在本学期的学习中，我们了解了大气边界层的结构、边界层风和湍流运动等重要概念，并了解了它们对大气污染扩散的影响。
通过对大气边界层的学习，我们能够更好地理解城市空气质量的形成和影响因素，并为城市规划和环境治理提供科学依据。
四、大气中的污染物大气中的污染物主要包括颗粒物、气态污染物和臭氧等。
大气科学基础第一章
1010 号 8-8 Meranti
莫兰蒂 马来西亚一种树
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§4.4 习题
1、风向、风速如何表示？
大气科学基础
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§4.5 云(1)
大气科学基础
▪ 悬浮在大气中的小水滴或冰晶微粒，或两者混合的可见聚合体， 有时也包含一些较大的雨滴、冰晶或雪粒，它底部不接触地面， 有一定的厚度。
360º方位（高空）
大气科学基础
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§4.4 风
大气科学基础
2、风速：m·s-1 ， km·h-1 ， mile·h-1
1 m·s-1 =3.6 km·h-1 ，1 mile·h-1=1.85 km·h-1
风力等级表：0—12级
级 风速 别 [m/s]
陆地
0 小于 0.3 静烟直上
q mv
上下同除md
mv md
mv
q
1
md （3）r mv 1
r
md
饱和比湿qs
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§4.3 空气湿度(3)
3、水汽压e 水汽压e：空气中所含水汽的分压强，单位为Pa，hPa。
P Pd e
湿空气压强
e v P （4）
水汽摩尔 分数
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换算关系：
mv
mv
18
§4.3 空气湿度(4)
4、绝对湿度a：单位容积空气中所含的水汽的质量，即水汽的密 度ρv，单位为g·m-3 ， kg·m-3 。
e
v
Rv
T
v
e Rv T
水汽比气体常数 Rv 461 J kg1 K 1
e：Pa T：K ρv：kg/m3
大气科学有关内容
大气科学有关内容
大气科学是研究大气的物理现象、物理过程及其演变规律的科学。
它是一门基础学科，与航空、气象、水文、农学、环境、自然灾害等领域都有关联。
大气科学的主要研究内容包括：
1.大气的结构、组成和物理特性，包括大气的温度、压力、湿
度、密度、辐射等；
2.大气的运动和变化，包括大气环流、天气系统、气候变化等；
3.大气的化学成分和污染物的扩散，包括空气质量、大气污染、
光化学烟雾等；
4.大气的电学和磁学特性，包括闪电、电离层、磁层等。
大气科学的研究方法包括：
1.观测和实验：通过观测和实验来研究大气的各种现象和特性，
包括气象观测、气象实验、卫星遥感等；
2.理论分析和数学建模：通过理论分析和数学建模来探究大气的
物理和化学原理，建立数学模型和物理模型；
3.数值模拟和预测：利用计算机技术和数值方法进行大气模拟和
预测，包括气象预报、气候预测等。
大气科学的应用领域包括：
1.航空领域：大气科学为航空提供气象保障，包括飞行高度、航
线选择、飞机性能等；
2.气象领域：大气科学为气象预报提供基础，包括天气预报、气
候预测等；
3.水文领域：大气科学为水文预报提供基础，包括洪水预报、水
文测验等；
4.农学领域：大气科学为农业提供气象保障，包括农业气象、作
物产量预测等；
5.环境领域：大气科学为环境监测和污染控制提供基础，包括空
气质量监测、大气污染控制等；
6.自然灾害领域：大气科学为自然灾害预警和减灾提供支持，包
括台风、暴雨、地震等灾害的预警和减灾。
高一地理必修一知识点梳理：大气与天气、气候
高一地理必修一知识点梳理：大气与天气、气候1. 大气与天气1.1 大气的组成大气是地球表面周围的气体包围层，其主要组成为氮气（78%）、氧气（21%）、氩气（0.93%）、二氧化碳（0.04%）等。
大气还含有少量的水蒸气、臭氧、氮氧化物、微尘等。
1.2 大气的分层结构大气可以分为四个主要的层次：对流层、平流层、同温层和逆温层。
其中，对流层是最接近地球表面的一层，这是气象发生的最重要的层次。
1.3 天气与气候的区别天气是短期内大气状况的变化，包括温度、湿度、风速、云量和降水等要素。
而气候是长期气象要素的统计结果，通常以30年为周期进行计算。
气候包括温带气候、热带气候、寒带气候等不同类型。
2. 气候的形成原因2.1 太阳辐射地球受到来自太阳的辐射，太阳辐射的强弱和入射角度决定了地球上不同地区的温度差异。
2.2 地球自转地球自转引起了地球表面的日照和夜晚的变化，也决定了阳光的照射时间和空气的对流运动。
2.3 水汽与云的形成水汽是气象现象发生的基础，当水蒸气遇冷遇到凝结核时，就会形成云，从而影响降水和气温。
2.4 气候带的分布不同纬度地区的太阳辐射角度和强度不同，从而形成了不同的气候带，如热带气候带、温带气候带和寒带气候带。
2.5 地形和海洋因素地形和海洋的分布会影响气候形成。
例如，山脉会阻挡气流，形成降水区；海洋则具有调节气温的作用。
3. 气象要素与气候类型3.1 温度温度是气象学中最基本的要素之一，它表示空气的热度。
根据不同气候类型的温度变化，可以划分出不同类型的气候。
3.2 湿度湿度是空气中的水汽含量的多少。
不同的湿度会对气候产生影响，如造成降水、影响蒸发等。
3.3 风风是由空气的横向运动造成的。
不同的风系统会带来不同的气候特征，如季风气候、西风带等。
3.4 云量云量指的是天空中云的多少和类型。
云量的变化会影响降水和日照，进而影响气候类型的划分。
3.5 降水降水是指大气中水蒸气凝结成为液态或固态的水落到地面上的现象。
大气科学概论加答案
大气科学概论复习题——选择题、填充题、简述题1．通常北半球各个纬度地区盛行风。
答：0°-30°低纬：东北信风；30°-60°中纬：盛行西风（西南风）;60°-90°高纬：极地东风（东北风）2．地球的冷热极。
答：冷极：南极乔治峰，最低气温-90°热极：索马里境，最高温为63°3．干洁大气中的成份答：干洁空气是指大气中除去水汽、液体和固体微粒以外的整个混合气体，简称干洁空气。
它的主要成分是氮、氧、氩、二氧化碳等，其容积含量占全部干洁空气的99.99%以上。
其余还有少量的氢、氖、氪、氙、臭氧等。
（P20）4．一天中太阳高度角变化，最小、最大。
答：变化：0°~90°最小：最大：正午5.通常一天中相对湿度最值最有可能出现时间。
答：白天温度高，蒸发快，进入大气的水汽多，水汽压就大；夜间相反。
每天有一个最高值出现在午后，一个最低值出现在清晨，在海洋上，或大陆上的冬季，多属于这种情况。
但是在大陆上的夏季，水汽压有两个最大值，一个出现在9~10时，另一个出现在21~22时。
在9~10时以后，对流发展旺盛，地面蒸发的水汽被上传给上层大气，使下层水汽减少；21~22时以后，对流虽然减弱，但温度已降低，蒸发也就减弱了。
与这个最大值对应的是两个最小值，一个最小值发生在清晨日出前温度最低的时候，另一个发生在午后对流最强的时候。
而相对湿度的大小，不但取决于水汽压，还取决于温度。
气温升高时，虽然地面蒸发加快，水汽压增大，但这时饱和水汽压随温度升高而增大得更多些，使相对湿度反而减小。
同样的道理，在气温降低时，水汽压减小，但是饱和水汽压随温度下降得更多些，使相对湿度反而增大。
所以相对湿度在一天中有一个最大值出现在清晨，一个最小值出现在午后。
6.大冰期一般持续时间。
答：全球已出现过3次大冰期和2次大间冰期。
大冰期持续时间约1,000万～2,000万年，气温和雪线下降；大间冰期持续时间约3亿年，气候变暖，冰川退缩，气温和雪线上升，中纬度温度变化幅度高达10℃。
大气科学基础
大气科学基础大气科学是研究地球大气的物理、化学和动力学过程的一门学科。
它探讨了地球的气候和天气系统，以及大气层的构成和运动规律。
本文将从大气的组成、大气的层次结构、大气的物理性质和大气的运动等方面介绍大气科学的基础知识。
1. 大气的组成大气主要由氮气、氧气、水蒸气、微量稀有气体和气溶胶组成。
其中，氮气占大气的78%，氧气占21%，水蒸气的含量则相对较小。
稀有气体如氩、氦、氪等含量非常稀少，但对大气的物理和化学过程具有重要影响。
2. 大气的层次结构地球大气根据温度和密度等特性可分为若干层次。
最底层是对流层，其上面是平流层和跳转层，最上面则是中间层和热层。
不同层次的大气区域具有不同的特征和运动规律，这些层次结构对于气候的形成和变化起着重要作用。
3. 大气的物理性质大气具有质量、压强、温度、湿度和密度等物理性质。
其中，大气质量是指单位体积大气所包含的质量，压强则是单位面积上受到的气压力。
大气的温度和湿度直接关系到天气现象的产生，而密度则决定了空气的流动性和承载力。
4. 大气的运动大气的运动包括垂直运动和水平运动。
垂直运动主要指上升运动和下沉运动，这种运动会导致气象现象的发生，如对流云、降水等。
水平运动则包括风和气旋等，它们通过地球自转、地形和气压差异等因素相互作用而形成。
综上所述，大气科学是一门研究地球大气的学科，它深入探讨了大气的组成、层次结构、物理性质和运动规律。
通过对大气科学的研究，我们能更好地理解和预测天气现象，促进气候变化和环境保护等方面的科研工作。
大气科学作为一个重要的学科领域，对于人类社会的发展和人们的生活具有重要意义。
新教材高中地理 第二章第一节 大气的组成和垂直分层讲义 新人教版必修第一册
第二章地球上的大气1.低层大气主要由干洁空气、水汽和杂质组成。
干洁空气主要成分是氮气和氧气。
2.大气中的氧气、二氧化碳、水汽等对生命活动、自然环境具有重要作用，与人类活动有着密切的联系。
3.根据温度、运动状况和密度，大气自下而上可以划分为对流层、平流层和高层大气。
4.人类生活在对流层的底部，并充分利用各层大气的特点开展相应活动。
5.太阳辐射加热地面，地面长波辐射是近地面大气主要的、直接的热源。
6.大气通过大气逆辐射对地面起保温作用。
7.地表冷热不均，形成大气热力环流。
大气热力环流是大气运动的一种简单形式。
8.大气的水平运动即风。
风主要受水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力的影响。
学习本章内容，能够运用气象仪器、简易教具等，观察、识别、描述与大气有关的自然现象；具备一定的运用考察、实验、调查等方式进行科学探究的意识和能力（地理实践力）。
能够运用大气科学的基础知识，说明一些大气现象之间的关系和变化过程（综合思维）。
能够在一定程度上合理描述和解释特定区域的天气和气候现象，并说明其对人类的影响（区域认知、人地协调观）。
与本章知识相关的名校及专业《中国大学及学科专业评价报告（2017—2018）》大气科学类专业大学排名与本章知识相关的名人及职业第一节大气的组成和垂直分层知识清单一大气的组成知识清单二大气的垂直分层（1）依据：大气在垂直方向上温度、运动状况和密度。
（2）各个大气层的特点和作用①对流层⎩⎪⎨⎪⎧特点⎩⎪⎨⎪⎧气温随高度的增加而递减空气的对流运动十分显著天气变化最大作用：与人类关系密切②平流层⎩⎪⎨⎪⎧特点⎩⎪⎨⎪⎧气温随高度增加呈明显升高趋势空气大多以平流运动为主作用：臭氧层保护生物；利于航空飞行 ③高层大气⎩⎪⎨⎪⎧特点⎩⎪⎨⎪⎧密度非常小存在电离层作用：电离层能够反射无线电波大气中的臭氧被誉为“地球生命的保护伞”，它吸收太阳释放出来的绝大部分紫外线，使生物免遭这种射线的危害。
不同纬度对流层高度是不一样的低纬地区，地面受热多，对流活动旺盛，因此对流层的高度高；而高纬地区，地面受热较少，对流活动较弱，所以，对流层的高度低。
大气科学基础复习要点
大气科学基础复习要点第一章大气概述1.大气是地球表面运输能量与水分的主要方式，厚度大约100km，尽管相对于地球很浅薄，但大气层里包含了相当大的质量:5。
14 X 10^15公斤.97％的大气是在地球表面30公里（18英里）以内。
2.大气的密度随着高度的上升而下降.3.大气组成：永久气体(固定比例在大气中）99。
999 %的大气质量氮气、氧气、氦、氖、氩氪、氪()，氙（氙）、氢可变气体：占很小的百分比，但影响大气的行为的气体，如水汽，二氧化碳，臭氧，甲烷，N2O,氟化物等.4.大气演变：原始大气氢和氦; 次级大气水汽,二氧化碳、和其它的由于火山喷发而从地球内部带出来的气体;最终CO2含量减小，O2含量上升，演变成现在的大气。
5.其它气体如氮气、氧气、水蒸气、二氧化碳、甲烷、氧化亚氮和臭氧对地球生物圈的健康是极为重要的。
6.氮气和氧气是大气的主要成分。
整合上述两种气体大约占干大气的99％。
7。
甲烷是一种很强烈的温室气体.自从1750年，大气中甲烷浓度已经上涨了超过140 ％。
8。
臭氧在提升温室效应过程中扮演了重要角色,大多数的臭氧（大约97 %)发现是集中在平流层海拔15至55公里以上的地球表面。
臭氧能吸收太阳辐射中的紫外线。
9.氟氯化合物能破坏大气中的臭氧 Cl+O3=ClO+O2 ClO+O=Cl+O2 O3+O=2O2目前科学家已发现南极上方的臭氧空洞。
10。
水汽的重要作用；(1)它通过相变潜热在地球上重新分配热能的能量交换。
（2）水汽凝结降水,坠落到地球表面提供所需的新鲜水给植物和动物，形成各种天气现象；（3）它通过温室效应帮助温暖地球大气层.11。
气溶胶粒子对辐射的吸收和散射、云雾降水的形成、大气污染以及大气光学与电学现象的产生都具有重要的作用。
气溶胶粒子的来源可分为人工源和自然源两大类。
12。
大气的物理性质和化学性质无论在水平方向还是在垂直方向上都是不均匀的。
13.划分:按照大气的化学成分划分，大气垂直方向可分为均质层和非均质层。
大气的组成和垂直分层ppt课件
在对流层内，由于气温随高度升高而降低，大气密度变化较 为显著。
温度对大气密度影响
温度升高，大气密度降低
温度升高会导致气体分子运动加剧，分 子间距离增大，从而使大气密度降低。
温度降低，大气密度升高
温度降低会使气体分子运动减缓，分子 间距离减小，大气密度升高。
密度变化对天气影响
高密度区易形成高压系统
监测和评估全球环境变化
大气成分监测
定期监测大气中的二氧化碳、甲烷、氧化亚氮等温室气 体浓度，以及臭氧、气溶胶等污染物的含量。
气候变化评估
分析全球气温、降水、海平面等气候指标的变化趋势， 评估气候变化对生态系统和人类社会的影响。
环境影响评估
研究大气污染对农业、林业、水资源等环境的影响，提 出相应的治理和保护措施。
06
全球大气研究计划及意义
全球合作开展研究项目
国际合作
各国科学家共同参与，共享 研究成果和数据，推动全球 大气科学的发展。
跨学科合作
大气科学、地球科学、环境 科学等多学科交叉，共同研 究大气现象和变化。
高新技术应用
利用卫星遥感、激光雷达等 高新技术手段，对大气进行 高精度、高分辨率的观测和 研究。
平流层特性
气温随高度升高而升高， 空气以平流运动为主，天 气晴朗，适合飞行。
主要功能
平流层中的臭氧层能够吸 收紫外线，保护人类和生 物免受紫外线的伤害。
对人类影响
平流层是大气层中适合飞 行的一层，对人类航空事 业具有重要意义。
中间层结构与变化
中间层结构
中间层位于平流层之上，气温随高度升高而降低，空气稀 薄，水汽含量极少。
生态影响
大气成分的变化会对生态系统 产生影响，如臭氧层破坏导致 紫外线辐射增强，对生物造成 伤害。
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（2）平流层
高度（千米） 60
40
20 -50
0
温度（℃）
•平流层的特点 ✓ 从对流层顶到50-55km的高度范围是平流层；
✓ 气流运动相当稳定，且以水平运动为主； ✓ 除少数强对流云伸展到平流层外，很少有天气现象发生； ✓ 平流层底层（约9公里厚），温度不随高度变化，称为同温层； ✓ 大气圈大部分的臭氧集中于平流层； ✓ 由于臭氧吸收太阳的紫外线辐射，平流层（20-50公里）的温 度随高度上升；
大气的垂直分层结构
高度（千米） 140
120
思考：
100
电离层(热层)
注意每一层气
80
温的垂直变化？
中间层 60
40
平流层 20
0
对流层
-100 -50 0 50 100
温度（℃）
• 对流层高度的时空分布规律
✓ 对流层的高度取决于空气的对流运动的强度； ✓ 空气对流运动的强度取决于近地面空气温度的高低和空气上 下层温差的大小； ✓ 近地面温度的高低取决于纬度高低、季节变化、天气变化等。
✓ 由于吸收太阳辐射的缘故，该层的温度随高度急剧 升高；
✓ 在高纬度的晴朗夜空，可看到美丽的极光。这可能 是由太阳发出的高速带电粒子激发高空稀薄的空气分 子或原子而发光。
✓ 电离层会反射无线电波
Ionosphere（电离层）
Defined by Electrical Properties
Electrically Charged Ions (+, –) Layers in Mesosphere and Thermosphere Reflect Low Frequency AM Radio Waves
* 一般情况下， ✓ 近地面大气温度高，对流层高度就大； ✓ 纬度低，对流层高度大；纬度高，对流层高度小； ✓ 同一地区，夏季(或白天)对流层高度大，冬季(或黑夜)对流层 高度小； ✓ 夏季(或白天)陆地的对流层高度大于海洋；冬季(或黑夜)相反； ✓ 同纬度地区暖流流经的地区对流层高度大于寒流流经的地区。
)
波
离状态
Vertical change in average global atmospheric temperature
思考：
神州七号在哪一层面上绕行？它面临的什么样的空间环境？
* 近地点高度200公里、远地点高度350公里
神州七号的轨道位于大气层中的“热层”，它的 运行空间环境有如下的一些特点：
✓ 高强度的太阳电磁辐射、太阳宇宙线辐射（太 阳耀斑爆发时向外发射的高能粒子）和太阳风 （由太阳日冕吹出的高能等离子体流）；
高度（千米） 60
40 20
-50
思考：
描述该层气温垂直变化？ 分析原因？
O3 该层是最佳航空飞行层， 如何理解？
温度（℃） 0
（3）高层大气
• 中间层，又称为高空对流层； • 热层（电离层），反射无线电波，实现远距离无线 电通讯。
中间层的特点
✓ 从平流层顶到85km的高度范围是中间层；
✓ 气温随高度迅速下降；
该层中的臭氧大量吸收太阳紫 外线
该层大气上热下冷，大气稳定
有利于高空飞行
水汽、杂质极少，云雨绝迹， 能见度好，气流平稳
平流层顶到 气压很低，密度很小 离地面远，引力小
高层 大气
大气上界( 高度约2000 ～3000千米
80～500千米高空有若干 电离层，能反射无线电
电离层大气在太阳紫外线和宇 宙射线的作用下，处于高度电
• 对流层的气候特点
热量
气温分
距
来自
布上冷
地
地面
下热
对流 运动 显著
天 气 变
面
化
最
显
近
水汽、边界层和自由大气
行星边界层特点： ✓ 地面摩擦力的作用 ✓ 湍流运动 ✓ 大气与下垫面的交换主要在行星边界层内完成 ✓ 随天气系统以及时间和空间的变化十分明显
阅读、思考
低纬17～ 大约降低0.6℃
越多
对 流 层
18千米， 中纬10～ 12千米， 高纬8～9
空气对流运动显著
该层上部冷、下部热，有利 于空气对流运动
千米
天气现象复杂多变
几乎全部水汽、固体杂质集 中在该层，对流运动易成云 致雨
大气的垂直分布表2（小结）
垂直 分层
高度
主要特点
特点成因
平 流 层
下层气温随高度变化小 ；30千米以上随高度增 加而迅速上升 对流层顶到 50～55千米 气流以平流运动为主
✓ 几乎是真空的太空环境；
✓ 极端的温度环境；
✓ 高速运动的尘埃、微流星体和流星体。它们具 有极大的动能，1毫克的微流星体可以穿透3毫米 厚的铝板。
大气的垂直分布表1（小结）
垂直 分层
高度
主要特点
特点成因
气温随高度的增加而递 地面是对流层大气主要的直
减(每升高100米，温度 接热源，离地面越近，受热
✓ 垂直运动相当激烈，故称之为高空对流层；
✓ 因为水汽含量极少，几乎没有云层出现，但有时 能看到一种薄而带银白色的夜光云，有人认为它是 由极细微的尘埃组成。
热层的特点
✓ 热层大致处于中间层顶到600km高度的范围内；
✓ 气体在该层在太阳和宇宙辐射的作用下发生电离， 形成密度很高的带电粒子，所以热层又称为电离层；
电离层中的磁场
Captures Electrically Charged Ions (+, –) from Sun aurora borealis – Northern Lights aurora australis – Southern Lights
* 美丽的极光
Aurora, Oct. 27/28, 2001
§2 大气的结构
大气的物理性质和化学性质无论在水平方向还是在垂直 方向上都是不均匀的。
✓ 按照大气的化学成分划分，大气垂直方向可分为均质 层和非均质层；
✓ 按照大气的压力结构划分，大气垂直方向可分为气压 层和逸散层；
✓ 按照大气的电离结构划分，大气可分为电离层和磁层； ✓ 按照温度变化划分，大气在垂直方向可分为：对流层、 平流层、中间层、热层以及外层