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（大气的基本知识）

一、地球大气成分由三个部分组成

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）Moisture

③ 悬浮在大气中的固液态杂质Impurity

二、低层大气的各种主要成分

① 氮气（N2）：

存在方式：以蛋白质的形式存在于有机体中。

作用：是有机体的基本组成部分，也是合成氮肥的基本原料。

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；

积极参加大气中的许多化学过程；

对有机物质的燃烧、腐败和分解起着重要的作用。

③ 臭氧（O3）：

时空变化:

最大值出现在春季，最小值出现在夏季

空间变化：

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 〜15k m 以上，含量增加特别显著;

从10km 向上，逐渐增加；

近地面，含量很少；

臭氧的作用：

a.对紫外线有着极其重要的调控制作用。

温室气体能吸收地表长波辐射•使大气变暖，与“温室 件用相似。

若无“温室效应S 地球表面平均温度是-18匕，而非现彳

b.对高层大气有明显 的增

温作用。

④二氧化碳

(CO2)

空间变化:

I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. 绿色植物进行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），使地面保持较高的温度，产生

“温室效应”。

三、水汽

①来源：主要来自江、河、湖、海、潮湿陆面的水分蒸发以及植物表面的蒸腾

②时空变化:

C 时间：夏季多于冬季

般低纬多于高纬，下层多于上层。

空

间：

③作用:

a. 在天气气候变化中扮演了重要角色。

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种固体和液体微粒（包括气溶胶粒子和大气污染物质两

大部分）。

气溶胶的作用:

①吸收太阳辐射，使空气温度增高，但也削弱了到达地面的太阳辐射；

②缓冲地面辐射冷却，部分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，影响大气能见度；

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定义：表示大气冷热程度的物理量，反映一定条件下空气分子平均动能大小。

通常指距地面高处百叶箱中的空气温度。

②单位：摄氏度（C）温标；绝对温标，以K表示；华氏温标：下，水的沸点为212?

③单位换算：

④百叶箱的设置条件:

1.全为白色

2.四周全为百叶

3.离地面

4.窗扇向北（因为太阳东升西落，以避免开窗时温度计受到阳光直接照射，使得温度计的读数

失真）

六、气压

a. 定义：单位面积上所承受到的整个空气柱的质量一一大气的压强。实质：气压的大小决定于整个空

气

柱质量的多少。

b. 标准大气压：在纬度为45 的海平面上，温度为0C时，所测得的水银柱高高为760mn t勺大气压

强，

为一个标准大气压（1atm=）o

C.单位：1Pa=1N/m2 m—毫巴，Pa—帕斯卡

1mb=100Pa=1hPa （百帕）；

1atm = 101325Pa= =760mmHg

d.气压的垂直分布

由于大气层的厚度随高度的增高而变薄，空气密度也随高度增高而迅速减小，所以，气压随咼度增咼

而急剧减小

大气总质量：由于地表大气平均压力为1个大气压，相当于每cm2地球表面包围103g空气。地球总表

面积为x 108km i,故大气总质量约为x 1015吨x 1021g）,相当于地

球总质量的

10 -6倍（百万分之）

七、湿度

1、定义：表示大气中水汽量多少的物理量称大气湿度。

2、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。

3、湿度的表示方法

「水汽压（e）及饱和水汽压（E）:

水汽压（e）:水汽和其它气体一样也有压力，大气中水汽产生的那一部分压力。

单位：hPa（百帕）

饱和水汽压（E）:温度一定，单位体积空气中的水汽含

量是有一定限度，空气达到

此限度时为饱和湿空气，饱和湿空气中

的水汽所产生的那部分

压力，即最大水汽压。

相对湿度（f）:表示空气中的实有水汽压（e）与同温度下饱和水气压（E）的百分比。

f=e/E *100%

意义:直接反映了空气距离饱和的程度。 f 越大，越接近饱和，

当达到 f =100%时，空气就达饱和状态，此时水汽就要

开始凝结。

饱和差（d）:在一定温度下，饱和水汽压（E）与实际空气水汽压（e）之差。即: d=E-e

意义: d 越大，越不饱和；

d=0 ，空气达饱和状态；

d > 0,说明不饱和；d v 0,过饱和。

比湿（q）:在一团湿空气中，水汽的质量与该团空气总质量（水汽质

量加上干空气质量）的比

值，q=m水/（m干+ m水），其单位是g/g。