大气和海水成分及结构
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三．大气中的水物质
特点：含量少（占空气的 0.1-2.5%） 但变化无常。
重要性：1. 形成云和降水 2. 影响大气热力学特性 3. 影响电磁波（光和辐 射）的传输 4. 大气化学中的活跃物质
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四．大气中的微粒和污染物
（1） 微尘：来源于 ① 宇宙灰尘（流星等）。 ② 自然界的土壤微尘、植物花 粉、火山灰尘、岩石风化、 森林起火、海水溅沫的蒸发。 ③ 人类活动：燃烧、爆炸工程、 水泥生产等。
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四．大气压强随高度的分布： 1． 流体静力学方程：
PV nRT
式中 n 气体的摩尔数。 R 为通用气体常数。
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大气可近似为理想气体。 如大气的平均分子量定义为 M = m/n ， 其中 m 为大气质量，则上式可写为：
P R T
M
P RdT
干空气的状态方程，
Rd =287.05 J·kg-1·K-1 ,
称为干空气的比体常数, 常简写为 R
Z(km) 55 65 85 100 150 200 400 T(ºC) -5 -25 -55 -40 10 500 1000
清按温度分布确定对流层、平流层、中间层和热 层的位置。
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二.海洋的垂直结构：
海水温度的垂直分布和分层 1.大洋暖水区和上均匀层 2.主温跃层 3.冷水区
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海水中的溶解氧和二氧化碳系统 海洋是一个很大的碳容库，由工业生 产排入大气的 CO2 有 40%进入了海 洋。
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§2. 海水的盐度和氯度
一． 海水的盐度： 定义：在 1000 克海水中，碳酸盐
全部转变为氯化物，溴和碘以氯代替， 所有的有机物质全部氧化后所得固体 物质的总克数。它基本上表示海水的 含盐量。
§1. 大气和海水的组成
一． 大气的基本成分： （1） 干空气的混合物 （2） 处于三种物理状态中的任一 种的水物质 （3） 大气气溶胶—悬浮在空气中 的固体和液体粒子
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二. 干洁空气的成分
干空气的主要成分： 常定成分： 氮（78%), 氧（21%), 氩（0.9%). 可变成分：二氧化碳（0.033%) 干空气的次要成分： 定常成分：氖，氦，氪，氙。 可变成分：一氧化碳，甲烷，甲醛，氨， 氮氧化物，硫化物，氯，氢，臭氧等。
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(3). 海水的饱和水汽压随盐度增加而下降。盐 度使 海水沸点升高，冰点降低。
(4). 盐度增加时热传导略有减小，但粘滞系数 略有增大，盐度分布不均匀有利于扩散作 用的增强。
(5). 盐度增加使表面张力加大，导电能力大大 增强，
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§3. 大气和海水的垂直结构
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可溶解物质： 溶解无机盐，有机化合物 气体
不溶解物质： 以固相存在的无机或有机物， 气泡。
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海水中的溶解无机盐：
1. 主要成分：11 种，以离子的形式存在于水中： 氯，硫酸根，碳酸根，溴，硼酸根，氟，钠， 镁，钙，钾，锶。 它们的含量占海水总盐分的 99.9% 以上。
2. 营养盐：如硅，磷和无机氮化合物。 3. 微量元素：如汞，铅，铜，铁，锰，砷等
单位：g/kg, 符号表示：S ‰ 通常海水的盐度为 35‰ 左右。
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二．海水组成的恒定性：
不论海水中含盐量多少，各主要 成分之间的浓度比值基本上是恒 定的。
只要测出一种主要成分的含量便 可按比例求出其他成分的含量，也 可求出海水的盐度。
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பைடு நூலகம்
三．海水的氯度：
定义：1000 克海水中，将溴和 碘以氯代替后所含氯的总克数为海 水的氯度。
单位：g/kg 符号：Cl ‰ 通常海水的氯度值为 19.38‰ 左 右。
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四．海水盐度与氯度的关系：
1．通过对天然海水的实验室测量得： S‰ = 0.030+1.805 Cl‰
2.通过氯度与海水电导率的关系得： S‰ = 1.80655 Cl‰
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五．海洋盐度的分布
一．大气的垂直结构
1．按分子组成分层： 均匀层和非均匀层
2. 按温度的垂直结构分层： 对流层，平流层，中间层，热层， 散逸层。
3．按电学性质分层： 非电离层，电离层，磁层。
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练习1
气温的观测资料如下表所示：
Z(km) 0 1 3 5 10 12 14 20 T(ºC) 30 20 3 -10 -42 -55 -55 -45
0 1000 2000 3000 4000
h
15
25
T
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§4. 大气和海洋的温度， 密度，压强及盐度 之间的关系
第27页/共62页
一． 大气和海洋温度的水平分布 和季节变化
二． 大气压强的水平分布 和季节变化
第28页/共62页
三． 大气温度，密度和压强的关系， 大气状态方程
对于理想气体，其压强（P）、温度 (T) 和体积 (V) 满足状态方程
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(2). 气溶胶粒子 悬浮在空气中的固体和液体粒子
作用: 凝结核—加速水汽凝结 影响大气对太阳光的吸收和散射—
影响大气和地面的温度和能见度。
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(3). 污染物： CO, SO2, NO, NO2, CO2，H2S 等。 造成酸雨和温室效应。
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五． 海水的组成：
1． 大洋表面盐度的分布：
与降水量和蒸发量之差（P-E）的分布规律一致。 在热带和中高纬，P-E ＞0， 盐度小 在副热带，P-E ＜0， 盐度大
与大陆径流有关 大陆径流使盐度降低，所以在大江大河入海的 海区一般盐度小。
大陆边沿的某些海盆如死海，里海，红海， 地中海，波斯湾等盐度都很大。
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大洋表面盐度的分布图
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2． 盐度的垂直分布 在热带和中高纬地区，表面盐度低，向下增大。 副热带地区表面盐度大，向下先是迅速减小，然 后又逐渐增大。上图为太平洋准经向断面的盐度 分布。
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3．盐度对海水物理性质的影响 (1). 海水的定压比热 (Cp) 和定容 比热（Cv）随盐度增大而减 小。 (2). 海水的蒸发潜热（L）受盐度 影响不大。和纯水差不多。
三．大气中的水物质
特点：含量少（占空气的 0.1-2.5%） 但变化无常。
重要性：1. 形成云和降水 2. 影响大气热力学特性 3. 影响电磁波（光和辐 射）的传输 4. 大气化学中的活跃物质
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四．大气中的微粒和污染物
（1） 微尘：来源于 ① 宇宙灰尘（流星等）。 ② 自然界的土壤微尘、植物花 粉、火山灰尘、岩石风化、 森林起火、海水溅沫的蒸发。 ③ 人类活动：燃烧、爆炸工程、 水泥生产等。
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四．大气压强随高度的分布： 1． 流体静力学方程：
PV nRT
式中 n 气体的摩尔数。 R 为通用气体常数。
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大气可近似为理想气体。 如大气的平均分子量定义为 M = m/n ， 其中 m 为大气质量，则上式可写为：
P R T
M
P RdT
干空气的状态方程，
Rd =287.05 J·kg-1·K-1 ,
称为干空气的比体常数, 常简写为 R
Z(km) 55 65 85 100 150 200 400 T(ºC) -5 -25 -55 -40 10 500 1000
清按温度分布确定对流层、平流层、中间层和热 层的位置。
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二.海洋的垂直结构：
海水温度的垂直分布和分层 1.大洋暖水区和上均匀层 2.主温跃层 3.冷水区
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海水中的溶解氧和二氧化碳系统 海洋是一个很大的碳容库，由工业生 产排入大气的 CO2 有 40%进入了海 洋。
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§2. 海水的盐度和氯度
一． 海水的盐度： 定义：在 1000 克海水中，碳酸盐
全部转变为氯化物，溴和碘以氯代替， 所有的有机物质全部氧化后所得固体 物质的总克数。它基本上表示海水的 含盐量。
§1. 大气和海水的组成
一． 大气的基本成分： （1） 干空气的混合物 （2） 处于三种物理状态中的任一 种的水物质 （3） 大气气溶胶—悬浮在空气中 的固体和液体粒子
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二. 干洁空气的成分
干空气的主要成分： 常定成分： 氮（78%), 氧（21%), 氩（0.9%). 可变成分：二氧化碳（0.033%) 干空气的次要成分： 定常成分：氖，氦，氪，氙。 可变成分：一氧化碳，甲烷，甲醛，氨， 氮氧化物，硫化物，氯，氢，臭氧等。
第17页/共62页
(3). 海水的饱和水汽压随盐度增加而下降。盐 度使 海水沸点升高，冰点降低。
(4). 盐度增加时热传导略有减小，但粘滞系数 略有增大，盐度分布不均匀有利于扩散作 用的增强。
(5). 盐度增加使表面张力加大，导电能力大大 增强，
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§3. 大气和海水的垂直结构
第19页/共62页
可溶解物质： 溶解无机盐，有机化合物 气体
不溶解物质： 以固相存在的无机或有机物， 气泡。
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海水中的溶解无机盐：
1. 主要成分：11 种，以离子的形式存在于水中： 氯，硫酸根，碳酸根，溴，硼酸根，氟，钠， 镁，钙，钾，锶。 它们的含量占海水总盐分的 99.9% 以上。
2. 营养盐：如硅，磷和无机氮化合物。 3. 微量元素：如汞，铅，铜，铁，锰，砷等
单位：g/kg, 符号表示：S ‰ 通常海水的盐度为 35‰ 左右。
第10页/共62页
二．海水组成的恒定性：
不论海水中含盐量多少，各主要 成分之间的浓度比值基本上是恒 定的。
只要测出一种主要成分的含量便 可按比例求出其他成分的含量，也 可求出海水的盐度。
第11页/共62页
பைடு நூலகம்
三．海水的氯度：
定义：1000 克海水中，将溴和 碘以氯代替后所含氯的总克数为海 水的氯度。
单位：g/kg 符号：Cl ‰ 通常海水的氯度值为 19.38‰ 左 右。
第12页/共62页
四．海水盐度与氯度的关系：
1．通过对天然海水的实验室测量得： S‰ = 0.030+1.805 Cl‰
2.通过氯度与海水电导率的关系得： S‰ = 1.80655 Cl‰
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五．海洋盐度的分布
一．大气的垂直结构
1．按分子组成分层： 均匀层和非均匀层
2. 按温度的垂直结构分层： 对流层，平流层，中间层，热层， 散逸层。
3．按电学性质分层： 非电离层，电离层，磁层。
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练习1
气温的观测资料如下表所示：
Z(km) 0 1 3 5 10 12 14 20 T(ºC) 30 20 3 -10 -42 -55 -55 -45
0 1000 2000 3000 4000
h
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T
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§4. 大气和海洋的温度， 密度，压强及盐度 之间的关系
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一． 大气和海洋温度的水平分布 和季节变化
二． 大气压强的水平分布 和季节变化
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三． 大气温度，密度和压强的关系， 大气状态方程
对于理想气体，其压强（P）、温度 (T) 和体积 (V) 满足状态方程
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(2). 气溶胶粒子 悬浮在空气中的固体和液体粒子
作用: 凝结核—加速水汽凝结 影响大气对太阳光的吸收和散射—
影响大气和地面的温度和能见度。
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(3). 污染物： CO, SO2, NO, NO2, CO2，H2S 等。 造成酸雨和温室效应。
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五． 海水的组成：
1． 大洋表面盐度的分布：
与降水量和蒸发量之差（P-E）的分布规律一致。 在热带和中高纬，P-E ＞0， 盐度小 在副热带，P-E ＜0， 盐度大
与大陆径流有关 大陆径流使盐度降低，所以在大江大河入海的 海区一般盐度小。
大陆边沿的某些海盆如死海，里海，红海， 地中海，波斯湾等盐度都很大。
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大洋表面盐度的分布图
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2． 盐度的垂直分布 在热带和中高纬地区，表面盐度低，向下增大。 副热带地区表面盐度大，向下先是迅速减小，然 后又逐渐增大。上图为太平洋准经向断面的盐度 分布。
第16页/共62页
3．盐度对海水物理性质的影响 (1). 海水的定压比热 (Cp) 和定容 比热（Cv）随盐度增大而减 小。 (2). 海水的蒸发潜热（L）受盐度 影响不大。和纯水差不多。