大气圈的组成和结构、气象要素的特征
4.大气与大气污染
二、大气污染定义、类别及危害
常见污染物的产生及其迁移转化
硫化物 ： 硫常以二氧化硫和硫化氢的形式进行入大气，也
逆温：在对流层中，由于气象和地形等条件的影响，有时会出现气温
随高度增加而增加的现象，称为逆温。此时大气处于非常稳定状态，大 气的垂直运动很难发展，污染物质的输送和扩散受到限制，因此可能造 成严重的大气污染。
二、大气污染定义、类别及危害
1、大气污染定义
国际标准化组织的定义是：“大气污染通常是指由于人类活动 或自然过程引起某些物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到足 够的时间，并因此危害了人体的舒适、健康和福利，或危害了环境 的现象”。
定义指明了造成大气污染的原因人类活动和自然过程。自然过 程包括火山活动、森林火灾、海啸、土壤和岩石的风化、雷电以及 大气圈空气运动等。但是由自然过程引起的空气污染，通过自然环 境的自净作用（如稀释、沉降、雨水冲洗、地面吸附、植物吸收等 物理、化学及生物机能），一般经过一段时间后会自动消除，能维 持生态系统平衡。因此，大气污染主要是由人类的生产和生活活动 向大气中排放的污染物质，在大气中累积，超过了环境的自净能力 而造成的。
一、大气圈的结构与大气组成
平流层
在对流层的上部，上界高度约为50-55km 温度随高度增加而增高，含有丰富的臭氧，上半部分吸收了 大量来自太阳的紫外线而被加热 对地球起保温作用 气流运动相当平衡，而且主要以水平运动为主，无垂直对流 民用航空领域的大型客机大多飞行于此层 污染物一旦进入平流层，滞留时间可长达数十年
气象气候学-第1节(大气的一般特性)
暖层（中间层顶到800km）
①温度随高度增加迅速上升： 据探测，在300km高度上，气温可达1000℃以上，这是 因为所有波长＜0.175μm的紫外线辐射，都被该层中的大 气物质所吸收的缘故。 ②空气处于高度电离状态： 因而这层也称为电离层。它们都能反射无线电波，对 无线电通讯具有重要意义，而且有极光现象出现。
年变化：与温度的变化相似，最高值出现在温度最高、蒸 发最强的7-8月，最低值出现在温度低、蒸发最弱的1-2月。
三、大气水分及其相变 （一）空气湿度
2、空气湿度的时间变化 相对湿度： 日变化：高温时，相对湿度小； 低温时，相对湿度大。
年变化：冬季最大，夏季最小。但季风气候区， 相对湿度夏季大，而冬季小。
水点和冰晶 云
露点温度
凝结高度
降温至水汽 饱和
降水
降水
3)人工影响降水:认为补充某些形成降水的必要条件，促 进云滴迅速凝结或碰撞并增大形成云滴，降落到地面。 冷云催化：冷云由冰晶或冷却水滴组成，或二者混合组 成的云，这种云形成降水主要通过冰水转移，使云滴增 大——人工增加足够的冰晶：加入干冰(二氧化碳)，形 成低温区自生冰晶；投入人工冰核(如碘化银、氯化汞)， 造成冰水共存。 暖云催化：暖云的形成主要取决于云中有无大小水滴共 存的环境和升降运动的碰撞过程——提供大小水滴：向 云中播入氯化钠、氯化钾等吸湿性物质，吸收水汽，使 云内形成溶液云滴。
降水
4)降水的种类:
对流雨、气旋雨、锋面雨、台风雨和地形雨
1. 地形雨
3 44
2. 对流雨 4 1
235 3
6
环境卫生学大气卫生-任峰玲
对高级神经系统有明显作用 对其它器官系统的生物学作用
可视线
照度适宜
照度过强或过弱
预防眼睛疲劳 和近视，提高情
绪和劳动效率
视觉器官过度紧 张而易引起疲
劳，损伤视力
❖ 天气
2、气象因素 （meteorological factor）
1）含氮化合物：主要有NO、NO2和NH3等。 2）含硫化合物：主要有SO2、SO3和H2S等
其中SO2的数量最大， 危害也最严重。
3）碳氧化合物：主要是CO和CO2。 4）碳氢化合物：包括烃类、醇类、酮类、酯类以及胺类。 5）卤素化合物：主要是含氯和含氟化合物，如HCl、HF、SiF4
2. 颗粒污染物：
如SO2、H2S、CO、CO2、NO、颗粒物、碳氢化合物等
一次污染物
与其他化学物质 发生化学反应
在太阳辐射线 作用下
发生光化学反应
形成二次污染物
如SO3、H2SO4、NO2、HNO3、醛、酮、过氧乙酰硝酸酯等
三、影响大气中污染物浓度的因素
1．污染源的排放情况
（1）排放量: 污染物的排放量是决定大气污染程度的
2）逆温的类型
平流逆温
由于暖空气流到冷的地面上而形成的逆温称为平流逆 温。当暖空气流到冷的地面上时，暖空气与冷地面之间不断 进行热量交换。暖空气下层受冷地面影响最大，气温降低最 强烈，上层降温缓慢，从而形成逆温。平流逆温的强度，主 要决定于暖空气与冷地面之间的温差。温差愈大，逆温愈强。
1）气温的垂直分布： 2）逆温：大气温度随着距地面高度的增加而增加的现象 3）大气稳定度：大气稳定度表示气体垂直运动的程度。
大气的基本特征汇总
器测法、雷达探测、卫星云图估算
雨量器
内径20cm口径。分辨 率0.1mm。两段制观测， 即每日8时及20时各观测 一次。雨季增加观测段 次。每日8时至次日8时 降水量为当日降水量
自记雨量计
承雨器将雨量导入浮子 室，浮子随注入的雨水增 加而上升，带动自记笔在 附有时钟的转筒上的记录 纸上连续记录随时间累积 增加的雨量。当累积雨量 达10mm时，自行进行虹吸， 使自记笔立即垂直下落到 记录纸上纵坐标的零点， 以后又开始记录
意义：大气湿度状况直接影响了云、雾、降水等天气现象 的 形成。
水汽压(e)及饱和水汽压(E)
湿 度
相对温度（f）
表
饱和差（d）
示
方
比湿（q）
法 水汽混合比（γ）
露点（Td）
测湿度的仪器
降水
降水是指从天空降落到地面的液态或固态水，包 括雨、毛毛雨、雪、雨夹雪、霰、冰粒和冰雹等。降 水量指降水落至地面后（固态降水则需经融化后）， 未经蒸发、渗透、流失而在水平面上积聚的深度，降 水量以毫米（mm） 为单位。
体圈层。 大气圈无色无味，那么它是否真的存在呢？
大气圈存在的主要证据或现象
有大气圈的google earth
没有大气圈的google earth
a.蓝色的天空 这是由于大气中的一些非常细小物质成分，如气体、粉尘等非
球形微粒，它们的直径较阳光的波长小得多，因此，蓝色的散射量 较之于其他任何一种颜色能更多地被选择散射。这种散射称瑞利散 射。
气溶胶（Aerosols）
定义：空气中悬浮的固态或液态颗粒的总称， 能在空气中滞留至少几个小时。 尺度：10-3—102μm 数密度： 102—106个/cm3
城市＞农村，陆地＞海洋，冬季＞夏季 作用：形成云、雾，降水条件
大气污染控制工程重点
大气污染控制工程重点第一章概论第一节大气与大气污染1、大气污染：大气污染系指由于人类活动或者自然过程引起某些物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到足够的时间，并因此而危害了人体的舒适、健康和福利或危害了生态环境。
2、酸雨：在清洁的空气中被CQ饱和的雨水pH为5.6,故将pH小于5.6的雨、雪或其他形式的大气降水（如雾、露、霜）称为酸雨。
第二节大气污染物及其来源1、大气污染物的种类很多,按其存在的状态可概括为两大类：气溶胶状态污染物、气体状态污染物。
2、气溶胶状态污染物：气体介质和悬浮在其中的分散粒子所组成的系统称为气溶胶。
3、霾（或灰霾）：霾天气是大气中悬浮的大量微小尘粒使空气浑浊,能见度降低到10km以下的天气现象,易出现在逆温、静风、相对湿度较大等气象条件下。
4、总悬浮颗粒（TSP :指能悬浮在空气中，空气动力学当量直径100 口的颗粒物。
5、可吸入颗粒物（PM io）:指能悬浮在空气中，空气动力学当量直径10g 的颗粒物。
6、气态污染物的种类很多，总体上可分为五类：以二氧化硫为主的含硫化合物，以一氧化氮和二氧化氮为主的含氮化合物，碳的化合物，有机化合物和卤素化合物等。
7、对于气态污染物，可分为一次污染物和二次污染物。
一次污染物是指直接从污染源排到大气中的原始污染物质；二次污染物是指由一次污染物与大气中已有组分或几种一次污染物之间经过一系列化学或光化学反应而生成的与一次污染物性质不同的新污染物质。
8、硫酸烟雾：硫酸烟雾系大气中的SQ等硫氧化合物，在有水雾、含有重金属的悬浮颗粒物或氮氧化物存在时，发生一些列化学或光化学反应而生成的硫酸雾或硫酸盐气溶胶。
9、光化学烟雾：光化学烟雾是在阳光照射下，大气中的氮氧化物、碳氢化合物和氧化剂之间发生一系列光化学反应而生成的蓝色烟雾（有时带些紫色或黄褐色）。
其主要成分有臭氧、过氧乙酰硝酸酯、酮类和醛类等。
光化学烟雾的刺激性和危害要比一次污染物严重得多。
第四节大气污染综合防治本节内容为了解的章节（不排除在最后一题中出现，最后一章的机动车污染防治也是一样），防治措施为以下7种，具体内容请看书本。
第03章 大气污染气象学-2013-4汇总
高云（5000m以上）
中 云 （ 2500-5000m ）
主要气象要素
6． 降水 降水是指从天空降落到地面的液态或固态水，包括
雨、毛毛雨、雪、雨夹雪、霰xià n、冰粒和冰雹等。 降水量指降水落至地面后（固态降水则需经融化后）， 未经蒸发、渗透、流失而在水平面上积聚的深度，降 水量以毫米（mm）为单位。
百分比
➢ 含湿量－湿空气中1kg干空气包含的水汽质量 ➢ 水汽体积分数－水汽在湿空气中所占的体积分数 ➢ 露点－同气压下空气达到饱和状态时的温度
主要气象要素
4．风向和风速
水平方向的空气运动叫做风（垂直方向－升降气流） 风的来向叫风向（16个方位圆周等分）
风速：单位时间内空气在水平方向上运动距离（2或 10min平均）
➢ 对流层（～10km左右）
➢ 集中了大气质量的3/4和全部的 水蒸气，主要天气现象都发生 在这一层
➢ 温度随高度的增加而降低，每 升高100m平均降温0.650C
➢ 强烈对流作用 ➢ 温度和湿度的水平分布不均
大气边界层－对流层下层1～2km，地面阻滞和摩擦 作用明显
近地层－地面上50～100m
自由大气－大气边界层以上，地面摩擦可以忽略
➢ 暖层（中间层顶～800km）
➢ 气温随高度升高而增高 ➢ 气体分子高度电离－电离层
➢ 散逸层（暖层以上）
➢ 气温很高，空气稀薄 ➢ 空气粒子可以摆脱地球引力而 散逸
大气压力总是随高度的升高而降低 均质大气层－80～85km以下，成分基本不变
主要气象要素
1．气温 天气预报中：1.5m高、百叶箱内气温。
i
a g(Ti T ) g(Ti 1)
T
T
高度 z z z （一般均满足绝热条件）
地球科学概论2
（1）对流层
大气圈最下面的一层，厚度随纬度而异，赤道 附近厚17~18km，两极仅8~9km。特点： ① 空气强烈对流； ② 温度随高度增加而降低； ③ 气象要素（温度、湿度、气压等）水平分布 不均匀，形成复杂的天气现象； ④ 受人类活动影响显著。
一、大气圈 1. 大气圈的结构 （2）平流层
（2）平流层
从中间层顶到800km高空的大气层。 ① 空气很稀薄，质量占大气圈总质量的0.5%; ② 在太阳辐射和宇宙高能粒子作用下，温度迅速 升高，再次出现温度随高度增加而升高的现象， 到500km高空处温度高达1201℃； ③由于紫外线和宇宙射线的作用，氧、氦被分解成 为原子，处于电离状态，能反射不同波长的无线 电波。
二、水圈 1.水的类型 （2）陆地水 ②地下水
地 下
的 和
水 的 垂 直 分 层
.水的类型 （2）陆地水 ② 地下水
潜水：埋藏在地表以下第一个稳定隔水层以上、 具有自由表面的重力水，也称饱水带水，其 自由表面称潜水面。 承压水：埋藏在两个稳定隔水层之间透水层内 的地下水，又称层间水。
从对流层顶至35~55km高空的大气层，气流以水 平方向运动为主。 ① 基本不含水汽和尘埃物质，不存在对流层中的 各种天气现象； ② 该层的上部（30~55km）存在多层臭氧层； ③ 下部温度随高度增加保持不变或略升高，但升 至30km以上时，由于臭氧层吸收了大量紫外线， 温度升高。
一、大气圈 1. 大气圈的结构 （3）中间层
二、水圈 1.水的类型 （2）陆地水 ① 地面流水
层流
紊流
实际的河流 自然界河流由于受到不平整河床的影响，往往呈紊流方式流动
二、水圈 1.水的类型 （2）陆地水 ②地下水
② 地下水：埋藏在地表以下岩石和松散堆积 物空隙中的水体，往往含有复杂的化学成分。 根据运动特征和埋藏条件可分为包气带水、 潜水和承压水三种基本类型。 包气带水：在岩石中空隙未被地下水充满的情 况下，埋藏在包气带水中的地下水。
3《大气污染控制工程》第三章
第三章大气污染气象学为了有效地控制大气污染．除需采取安装净化装置等各种技术措施外，还需充分利用大气对污染物的扩散和稀释能力。
污染物从污染源排到大气中的扩散过程，与排放源本身的特性、气象条件、地面特征和周围地区建筑物分布等因素有关。
本章主要对大气污染气象学的基本知识作一扼要介绍。
第一节大气圈结构及气象要素一、大气圈垂直结构地球表面环绕着在层很厚的气体，称为环境大气或地球大气，简称大气。
大气是自然环境的重要组成部分，是人类及生物赖以生存的必不可少的物质。
大气圈的垂直结构是指气象要素的垂直分布情况；如气温、气压、大气密度和大气成分的垂直分布等。
根据气温在垂直于下垫面(即地球表面情况)方向上的分布，可将大气分为五层：对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层。
1.对流层对流层是大气层最低的一层；平均厚度为12公里。
由于对流程度在热带要比寒带强烈，故自下垫面算起的对流层的厚度随纬度增加而降低，赤道处约为16～17km,中纬度地区约10～12km，两极附近只有8～9km。
①对流层的主要特征是：(1)对流层虽然较薄，但却集中了整个大气质量的3／4和几乎全部水汽，主要的大气现象都发生在这一层中，它是天气变化最复杂、对人类活动影响最大的一层；(2)气温随高度增加而降低，每升高100 m平均降温约0.65℃；(3)空气具有强烈的对流运动，大气垂直混合激烈。
主要由于下垫面受热不均及其本身特性不同造成的。
(4)温度和湿度的水平分布不均匀；例如在热带海洋上空，空气比较温暖潮湿，在高纬度内陆上空，空气比较寒冷干燥，因此也经常发生大规模空气的水平运动。
②对流层亚层分层情况：(1)对流层的下层，厚度约为1～2km，其中气流受地面阻滞和摩擦的影响很大，称为大气边界层(或摩擦层)。
(2)其中从地面到50～100m左右的一层又称近地层。
在近地层中，垂直方向上热量和动量的交换甚微，所以温差很大，可达1～2℃。
(3)在近地层以上，气流受地面摩擦的影响越来越小。
大气圈要点
一．大气垂直结构：大气分层1、对流层：在低纬度地区平均为17-18km，在中纬度地区为10-12km，在高纬度地区为8-9km。
地面做为热源，距离地面越远气温越低。
①气温随高度增加而降低②垂直对流运动强③气象要素水平分布不均匀2、平流层：平流层位于对流层顶上，高度在17-55km之间。
平流层下部称同温层，随高度增高，气温保持不变或稍有上升，直到30-35km处气温均保持在-55℃左右；再向上气温随高度升高而升高，到平流层顶升至-2℃左右。
臭氧层在25到35㎞达到最大浓度，对平流层起加热作用，温度越向上越高的结果。
①气温分布受地面影响小，随高度上升而升高②平流层内垂直对流运动很弱，水平运动为主③大气透明度高，能见度好3、中间层：从平流层顶到55-85km间的一层，称为中间层。
气温随高度的增加而迅速下降，至中间层顶，气温可达 -92℃左右。
该层大气垂直运动相当强烈，故又称高空对流层。
中间层内水汽含量更少，几乎没有云层出现。
4、暖层：从80km到约500km称为暖层。
该层空气密度很小，在270km处空气密度为地面的一百亿分之一，由于空气稀薄，在太阳紫外线和宇宙射线照射下，氧和氮的一部分分子分解成原子。
①气温随高度增高而普遍上升，温度最高可升至1200℃这一极大值。
因为所有波长小于 0.175um的太阳紫外辐射都被暖层气体所吸收。
②空气处于高度电离状态从这一特征来说，又可把热层称为电离层，电离层的存在使无线电波能进行远距离传播。
极光多出现在这层5、散逸层：在热层上部800km以上的大气层，还有一个散逸层(或外层大气层)。
那里空气极其稀薄，远离地面，受地球引力作用较小，因而大气质点将不断地向星际空间逃逸。
本层是大气层与星际空间的过渡地带。
●大气的边界极光出现的上限：1200公里向星际空间密度过渡：2000-10000公里二．太阳常数:就日地平均距离来说，在大气上界，垂直于太阳光线的单位面积，单位时间内获得的太阳辐射能量，称太阳常数，用I。
第四章 大气圈
氧是化学性质上高度活跃的元素，也 是人类和动物生存的主要元素。在氧 化过程中，它易于和其它元素化合。 通过光合作用和呼吸作用实现在 大气和生命中交换。 大气中的水汽和固态杂质主要存在于 大气低层，是产生天气现象的必要条 件之一。
二氧化碳在大气中有重要作用，因为它对 太阳辐射吸收甚少，但却能强烈地吸收地 面辐射，同时又向周围空气和地面发射长 波辐射，从而使地层大气因接受热辐射而 变暖。 绿色植物在光合作用过程中，利用大气中 的CO2，在水的参与下将它转化为固态的碳 水化合物，这正是人类食物的重要来源。 过去300年， CO2增加了25%，主要是人类 引起的化石燃烧、森林砍伐及土地利用形 式的改变。
C
气旋与反气旋：
气旋：中心气压低、周围气压高
的大尺度空气漩涡称为气旋。在 北半球，气旋风是围绕其中心作 逆时针方向旋转的；南半球则相 反。气旋是由于锋面上或密度不 同的空气分界面上发生波动，进 一步发展形成的。气旋常常带来 大风和降水天气。
三、天气和天气系统 天气是指某一地区、某一时刻的大气物理 状况。 天气系统是具有一定的温度、气压或风等 气象要素空间结构特征的大气运动系统。 一个地区某一时刻的天气，是由该地 区大气中不同的各类天气系统（如高压、 低压、气旋、反气旋等）的移动、变化所 引起的，而各天气系统之间又是相互作用、 相互交织着的，共同形成不同形态的天气 状况。
地球大气由多种气体的混合物组成，
主要成分是氮和氧，共占99%，其 中氮占大气体积的78%，氧占21%， 此外还有氢、二氧化碳、臭氧、水 汽和固体杂质等，只占1%。 在高出海平面80~90千米以下的空间 内的大气质量占整个大气圈质量的 99.999%以上，其余部分质量甚微， 但分布空间可达地面几千万米以上。
气象学复习资料
第一章引论第二节气候系统概述气候系统是一个包括大气圈、水圈、陆地表面、冰雪圈和生物圈在内的，能够决定气候形成、气候分布和气候变化的统一的物理系统。
一、大气圈概述大气圈是气候系统中最活跃、变化最大的组成部分。
1）大气圈的组成：大气是由多种气体混合组成的，此外，还悬浮由一些固体杂质和液体微粒；大气的气体组成成分：主要成分——氮、氧、氩，99.96％；微量气体成分——二氧化碳、臭氧、甲烷等；干洁空气：90km以下可以看成是分子量为28.97的“单一成分”的气体；大气中的氧气：大气中的氧是一切生命所必须的，这是因为动物和植物都要进行呼吸，都要在氧化作用中得到热能以维持生命大气中臭氧的形成、分布与作用: 大气中的臭氧主要是由于在太阳的短波辐射下，通过光化学作用，氧分子分解成氧原子后再和另外的氧分子结合而成的，另外有机物的氧化和雷电的作用也能形成臭氧，臭氧可以大量吸收太阳紫外线使臭氧层增暖，影响大气温度的垂直分布，从而对地球大气环流和气候的形成起着重要的作用。
大气中的氮气：大气中的氮气能够冲淡氧气，使氧气不至太浓，氧化作用不过于激烈，大量的氮气可以通过豆科植物的根瘤菌固定到土壤中，成为植物体内不可缺少的养料大气中的二氧化碳、甲烷、一氧化碳等都是温室气体，它们对太阳辐射吸收甚少，但却能强烈地吸收地面辐射，同时又向周围空气和地面放射长波辐射。
因此它们都有使空气和地面增温的效应。
大气中的水汽：大气中的水汽来自江、河、湖、海及潮湿物体表面的水分蒸发和植物蒸腾，并借助空气的垂直交换向上传输。
空气中的水汽含量夏季多于冬季，随高度的增加而减少。
水汽可以凝结或凝华为水滴或冰晶，成为淡水的主要来源。
大气气溶胶粒子：大气中悬浮的多种固体微粒和液体微粒，统称大气气溶胶粒子。
固体微粒有的来源于自然界，如火山喷发的烟尘，被风吹起的土壤颗粒，海水飞溅扬入大气后而被蒸发的盐粒，细菌、微生物、孢子花粉，流星燃烧所产生的细小微粒和宇宙尘埃等；有的是由于人类活动，如燃烧物质排放至空气中的大量烟粒等。
大气圈介绍
风化作用的产物 （a）形成岩石和矿物碎屑 （b）形成细小的粘土 （c）形成土壤 （d）风化壳
温差风化
冰劈作用
风对地表的改造作用 a、风蚀作用：风对地表的破坏作用 形成各种风蚀地形：风蚀蘑菇石、风蚀谷、风蚀城、风蚀穴、 风蚀柱等。
新 疆 风 蚀 城
风的搬运与 沉积作用 形成各 种地貌：岩 漠、戈壁、 沙漠、黄土
探究活动： 地球上为什么会 极地高气压带 形成这些气压带？
副极地低气压带 副热带高气压带 赤道低气压带 副热带高气压带 副极地低气压带 极地高气压带
大气环流：是指大气 大范围的运动状态。 表现为不同时间尺度 和空间尺度的大气周 而复始的运动特点。 （1）一是在各半 球形成三个沿经向的 环流圈，即哈得莱环 流圈、费雷尔环流圈、 极地环流圈。 （2）二是在各半 球形成三个沿纬向的 风向带，即信风带、 盛行西风带、极地东 风带。
行星风系 及其对气候的影响
行星风系
极地高气压带 副极地低气压带 副热带高气压带 赤道低气压带 副热带高气压带 副极地低气压带 极地高气压带 你能说出全球的气 压带吗？ 全球气压带的分布 有什么规律？ 气压带内气流运动 有何特点？有何规 律？ 探究活动： 地球上的气压带是 如何形成的？
最高气温出现在午后两点，最低气温 出现在日出前后。
为什么
？
气温的变化
气温的变化
世界气温的分布
等温线
气温相等的点连接的线就是等温线。
世界气温分布的规律
世界气温分布的规律
冬季北 方和南 方的景 色差异
世界气温分布的规律
世界气温分布的规律
世界气温分布的规律
世界气温分布的规律
冬季：陆冷海热
极地高气压带 副极地低气压带 副热带高气压带
大气卫生1,9.9
稳定状态
中性状态
不稳定状态
12.0
12.0
12.0
Γ d＝ 1℃/100m Γ ＝ 0.8℃/100m
Γ d＝ 1℃/100m Γ ＝ 1℃/100m
Γ d＝ 1℃/100m Γ ＝1.2℃/100m
大气稳定度分析举例
2、气压
（1）概念及其表示单位 大气的压强称气压。表示单位：Pa、mmHg。 标准大气压：指纬度45º的海平面上，气温为 273ºK状态时的大气压。 1个标准大气压＝1.10325×105 Pa＝760 mmHg 1 mmHg＝133.322 Pa
下沉逆温
空气压缩增温
上层空气下沉落入高气团中受压变热
地形逆温
局部地理条件
在盆地和山谷地形的夜晚，山坡表面散热量大，冷却快。寒冷 的空气沿山坡下层聚集在山谷中，形成滞止的冷气团，谷底的暖 气团上移 。山谷中就形成了上温下冷的逆温层。
（3）大气稳定度 （atmospheric stability）
气块的干绝热变化
包括液体、固体或者液体和固体结合 存在的，并悬浮在空气介质中的颗粒。 inhalabal particulates， IP particulate matter ，PM10
可吸入颗粒物 Dp≤10um
能进入人体呼吸道 ，且能长期漂浮于 空气中， 也称飘尘（suspended dusts）。
（1）易进入深 部呼吸道；（2） 易进入血液； 在空气中悬浮的时间更长。 （3）易吸附其 对健康的危害极大。 他毒物。
III. 与污染源的距离 ：
即到烟波着陆点的距离。 污染物排出后经过的距离越远 则烟波的断面越大，稀释程度越高， 因而浓度越低 ，这也是排出污染物 的企业与住宅区之间，设置防护带 距离的依据之一。
第一节-大气的组成和结构
一、大气组成
1、干洁空气（Dry Air） 除水汽、气溶胶以外的整个混合气体
2、水汽（Water Vapor） 垂直和水平分布差异较大；大气中唯一能发生相变的成分， 来源于地面，含量变化。容积计约占0~5%。
3、气溶胶粒子（大气杂质）（Aerosols） 水汽凝结物水滴和冰晶 悬浮的固体微粒烟粒、盐粒、尘粒、各种凝结核以及带 电离子等。
• 上层（从6000m到对流层顶）－受地表影响更小，水汽含量很少，气温通 常在0以下，各种云多由冰晶或过冷水滴组成。
1500m高度以上的大气因为几乎不受受地表摩擦作用的影响---自由大气。
2、平流层
在对流层的顶部直到 55km，气流运动相当平衡， 而且主要以水平运动为主，故 称为平流层（Stratosphere）。
• 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
讨论总结：
二氧化碳在空气中质量分数发生 变化的原因？
2、水汽
水汽在大气中所占的比例很小，仅0.1% - 3%，却是大 气中最活跃的成分。水对于地球上生命的有重要意义。
2、水汽
水汽的分布：
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 和通过对流、湍流等方式 从地面吸收热 低层空量气才由能于升从温地，面因得而到越热接量近使地之面受的热大上气升得， 高层冷到空的气热下量沉越，多从，而造造成成对对流流层层的内气存温在随强高 烈的垂度气直升象混高要合而素作降水用低平。。分热布带不地均面匀温。度高，垂直 混合能由到于很各高地高纬度度，和对地流表层性顶质高的度差高异；，极地地 地面温面度上低空，空垂气直在混水合平作方用向弱上，具对有流不层同顶物高 度低。理属性，温、压、湿等要素水平分布
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主要大气成分
气体 按容积（%） 按质量百分
20.948
75.52
23.15
28.0134
31.9988
氩
二氧化碳
0.934
0.033
1.28
0.05
39.948
4
大气中的主要污染物
分 类
成
份
粉尘微粒 硫化物 氮化物 卤化物 碳氧化物 氧化剂
碳粒、飞灰、碳酸钙、氧化锌、二 氧化铅 SO2、SO3、H2SO4（雾）、H3S等 NO、NO2、NH3等 Cl2、HCl、HF等 CO、CO2等 O、过氧酰基硝酸脂（PAN）等
1、气压的空间分布
• 某地的气压值，等于该地单位面积上大气柱 的重量。高度愈高， 压在其上的空气柱愈短， 气压也就愈低。因此，气压总是随着高度的 增加而降低的。
等高线与等压面的关系
• 高线和等压面图空间气压场的情况一般用等 压面图表示。在空间的每一点都有一个气压 值，如果把所有气压相同的点连接起来，就 形成一个等压面。由于同一高度上各地的气 压不等，气压在空间的分布，就象山丘一样 起伏不平。
• • • • 1）温度随高度的增加而降低。 2）空气对流运动显著 3）天气变化复杂多变 4）气象要素的水平分布不均匀。
2、平流层
• 在对流层的顶部，直到高于海平面50-55公里 的这一层，气流运动相当平衡，而且主要以 水平运动为主，故称为平流层。
3、中间层
• 平流层之上，到高于海平面85公里高空的一 层为中间层。 • 这一层大气中，几乎没有臭氮，这就使来自 太阳辐射的大量紫外线白白地穿过了这一层 大气而未被吸收，所以，在这层大气里，气 温随高度的增加而下降的很快，到顶部气温 已下降到-83℃以下.由于下层气温比上层高, 有利于空气的垂直对流运动,故又称之为高空 对流层或上对流层.
(2)副热带高气压带：
• 由赤道低气压带上升的气流，由于气温随高 度而降低，空气渐重，在距地面4-8公里处大 量聚集，转向南北方向扩散运动，同时还受 重力影响，故气流边前进，边下沉，各在南 北纬30°附近沉到近地面，使低空空气增多， 气压升高，形成了南北两个副热带高气压带， 它是因为空气聚积，由动力原因形成的，属 暖性高压。
(3)极地高气压带：
• 在地球南北两极及其附近是纬度最高的地区， 这里的太阳高度角最小，接受的太阳光热也 最少，终年低温，空气冷重下沉，地面空气 多，气压较高，形成南北两个极地高气压带， 它是由热力原因形成的冷高压。
• 它的下界是地面，上界因纬度和季 节而不同。据观测，在低纬度地区 其上界为17-18公里；在中纬度地区 为10-12公里；在高纬度地区仅为8-9 公里。 • 夏季的对流层厚度大于冬季。以南 京为例，夏季的对流层厚度达17公 里，而冬季只有11公里，冬夏厚度 之差达6公里之多。
• 对流层的基本特征：
2、气压随时间的变化
• 任何地方的气压都在随着时间的不同而改变。 气压的这种变化既包含气压的周期性变化， 也包含气压的非周期性变化。 • 气压在一年之内的季节变化情况也属于周期 性的变化。这种气压的年变化以中纬度地区 最为明显。
(1)赤道低气压带：
• 在赤道及其两侧，是太阳高度角最大的地带， 这里受太阳光热最多，地面增温也高，接近 地面的空气受热膨胀上升，空气减少，气压 降低。这样在南北纬5°之间的地区，就形成 了一个低气压带一赤道低气压带。
二、大气圈的结构
• 按其成分、温度、密度等物理性质在垂直方 向上的变化，世界气象组织把这座“楼”分 为五层，自下而上依次是：
• 对流层、 •暖层 • 平流层、 •散逸层。 • 中间层、
1、对流层
• 对流层是紧贴地面的一层，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，这样就发生了对流运 动，所以把这层叫做对流层。
• 在同一高度上，气压比四周高的地方，等压 面上凸，而且气愈高的地方等压面上凸的愈 厉害；气压比周围低的地方，等压面上凹， 而且气压愈低，等压面下凹的愈厉害。因此， 等压面的起伏形势和该面附近等高面上气压 的分布形势相对应
如图可见：
• • • • 1）低气压 2）高气压 3、低压槽和高压脊 4、鞍形气压场
• 中间层因几乎没有臭氧，所以气温 开始随高度增加而迅速降低； • 到了热层，由于该层中的大气物质 （主要是氧原子）吸收了所有波长 小于0.175微米的太阳紫外线，气温 再次升高。
2-2 气象要素的特征、变化和分布
• 气压 • 气温 • 湿度
一、气压
• 气压即大气压强。指单位面积承受 大气的力。 • 1平方米地表面上的气压，可以看做 是1 平方米的平面上伸到大气上界的 空气柱的实际重量。 • 单位为Pa, 1Pa=1N/m2, • 海平面上标准大气压为101325 Pa =1013.25h Pa
• 这一层大气的温度也很高，空气十分稀薄， 受地球引力场的约束很弱，一些高速运动着 的空气分子可以挣脱地球的引力和其它分子 的阻力散逸到宇宙空间中去。
各层温度变化原因
• 这是因为各层的热源有所不同。对流层 大气的热量绝大部分直接来自地面，因 此离地面愈高的大气，受热愈少，气温 愈低，气温垂直递减率为0.6℃/100m； • 到了平流层，由于其中有臭氧，能大量 吸收太阳紫外线，从而使气温随高度增 加迅速上升，这一层因为有臭氧的存在 而具有重要意义；
4、暖层
• 从中间层顶部到高出海面800公里的高空，称 为暖(热)层，又叫电离层。 • 这一层空气密度很小，在700公里厚的气层中， 只含有大气总重量的0.5％。 • 暖层里的气温很高，据人造卫星观测，在300 公里高度上，气温高达1000℃以上。所以这 一层叫做暖层或者热层。
5、外逸层
• 暖层顶以上的大气统称为散逸层，又叫外层。 它是大气的最高层，高度最高可达到3000公 里。
2-1 大气圈的组成及结构
• 一、大气的组成
• 它的主要成分是氮、氧、氩等。在80100公里以下的低层大气中，气体成为可 分为两部分：一部分是“不可变气体成 分”，主要指氮、氧、氩三种气体。这 几种气体成分之间维持固定的比例，基 本上不随时间、空间而变化。另一部分 为“易变气体成分”，以水汽、二氧化 碳和臭氧为主，其中变化最大的是水汽。