环境科学概论课件 大气环境1-1
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• 当然，也有人将整个宇宙航行叫做航天的。
2. 大气的结构与组成
(1) • 地球最外层是大气，其质量约 大 3.9×1015t. 它占地球总质量的百万分之
气 一。
的
• 大气质量在垂直方向上分布不平均，受 地球引的力作用，主要集中在下部。
质 • 50%的质量位于距地球表面5km以内
量 • 75%的质量位于距地球表面10km以内
• 大气由稳定组分、可变组分和不定组分组成
• 稳定的，氮78.09%、氧20.95%、氩0.93%，这 三者共占空气总体积的99.97%，加上微量的氖、 氦、氪、氙、氡等稀有气体，就是空气中的恒 定组分，这一组分的比例，在地球表面上任何 地方几乎是可以看作不变的。
大气层的结构-中间层Mesosphere
• 特点； • 气温又随高度的增加而下降，最低可降
到-83℃左右， • 厚度约35千米。
热层（Thermosphere）
• 最顶层是热层（Thermosphere）。 • 因其中的原子氧吸收太阳能使温度急剧
上升，而且，其中有一个带电粒子的稠 密带，因此，又称为电离层（Ionsphere）。 • 它能使无线电反射回地面，这对远距离 通讯极为重要。本层厚度约630千米。
大气与环境
1. 几个名词理解：大气与空气
• 空气，对于室内和特指某个地方（如车间、厂 区等）供动植物生存的气体。习惯上称为空气。 对这类场所的空气污染就用空气污染一词，并 规定相应的质量标准和评价方法。
• 大气，在大气物理、大气气象和自然地理的研 究中，是以大区域或全球性的气流作为研究对 象，因此常用大气一词，同时，对这种范围的 空气污染就称之为大气污染。也对它规定相应 的质量标准和评价方法。
• 太阳光线通过大气圈时，不能使气温升高，而晒热 的地壳，却能从下面加热大气圈，使其温度上升。 因此，在对流层中，高度愈高，气温愈低。
• 这一层大气对人类的影响最大，通常所谓空气（大 气）污染就是指这一层。特别是厚度2千米以内的 大气，受到地形和生物的影响，局部空气更是复杂 多变。
对流的原因
• 对流层的特点是直接与水圈和岩石圈靠近。 这一层的空气是对流的，引起对流的原因:
wk.baidu.com气层的结构-平流层Stratosphere
• 位置：对流层上面是平流层，
• 特点：
• 温度随高度的增加而上升，并且经常保持稳定。 在25-30千米高度处，气温均为-55℃。
• 在该层内，臭氧会吸收阳光的紫外线，分解成 氧分子和氧原子，它们很快又重新化合成臭氧， 放出热量。
• 顶部的气温可上升到-3℃以上，由于阳光自上 面加热，所以高度愈高，气温就愈高，此层厚 度约38千米。
• 在均质层中，根据气体的温度沿地球表面垂直 方向的变化，分为对流层、平流层和中间层。
大气层的结构-对流层Troposphere
• 位置：是大气圈的最低一层，其厚度平均约12千米 （两极薄、赤道厚），整个大气圈的质量约有８０ －９５％来自这一层。
• 特点：气温随高度增加而递减，大约增高100m,温 度降低0.6℃；密度大，大气质量的3/4在本层。
分 • 90%的质量位于距地球表面30km以内
布
(2)大气的结构 均质层
大气层的结构（1）
• 从地球表面向上，大约到90千米的高度，大气 的主要成分氧和氮和组成比例几乎没有什么变 化，具有这样特性的大气层，称它为均质大气 层（简称为均质层），
• 在均质层以上和外层空间的大气层（如热层）， 其气体的组成随高度的升高有很大变化，这个 圈层我们称它为非均质层。
航天、航宇、宇航如何划分
• 由于历史上的原因，人们对人类在不同范围内的活 动给于不同的称呼，以示区别。如在海洋上的活动 叫“航海”，在地球大气层中活动叫“航空”，冲 出地球大气层，到广袤的宇宙空间活动叫“宇宙航 行”，简称“宇航”。
• 由于宇宙航行的范围过于宽广，我国著名科学家 钱学森在1980年《宇宙学报》的创刊辞中指出， 宇宙航行应划分为两个阶段，第一阶段在地球大气 层以外，太阳系范围以内活动，叫“航天”；第二 阶段冲出太阳系，在银河系乃至河外星系活动，叫 “航宇”。钱学森还指出，人类要实现航宇的理想， 在科学技术上还必须有几次大的飞跃。
• 上述两类污染，也可统称为大气污染。
天空与太空
• “天空”是与“地面”对应的，其原有的含义是 日月星辰罗列的广大空间。但是，航空航天事 业的发展，将“天”与“空”区分开来了， “空”是指地球大气层空间，“天”是指地球 大气层以外的广大宇宙空间。
• 汉语“太空”的原有含义是指很高的天空。这 与现在所称的“天”的含义相同。大概是由于 “天”这个词的语音短促、生硬等原因，在多 数情况下，人们将地球大气层以外广大宇宙空 间称为“太空”，并与英语“space”对应。
• 由于岩石圈与水圈的表面被太阳晒热，面热 辐射将下层空气烤热，冷、热空气发生垂直 的对流现象。还有地面有海、陆之分，昼、 夜之别，以及纬度高低之关，因而不同地面， 温度也有差别，这样就形成了水平方向的对 流。
• 对流可以是垂直的，也可以是水平的，结果 形成风的搅混，空气就被混合得均匀了。
• 近地空气层的化学成分大致是相同的。
平流层以上总的特点
• 平流层以上的大气层，几乎没有水蒸气 和尘埃，因而一般气流平衡，大气透明 度好，极少狂风暴雨等现象。
3.大气的组成（1）
• 大气是气体的混和物 • 除含有各种气体元素和化合物外，还含
有水滴、冰晶、尘埃和花粉等杂质。 • 干洁空气：大气中除去水气和杂质的空
气为干洁空气
大气的组成（2）
• 地球大气层以外的宇宙空间实在太宽广了， 在实际使用中，又出现了“深空”、“外 空”和“空间”等与“太空”同义的词。
• 将太空细分一下是科学的需要。不过， “空间”是宇宙空间的总称，它与“时间” 对应，再将空间的一部分叫做“空间”显 然是不适合的。而深空、外空等词则缺乏 准确的物理含义界定。为适应需要，我们 克服与现有一些名词的物理含义，在适当 增补一些新的名词，如以地球大气层空间， 即以“空”为基准，往外依次可称太阳系 空间为“太空”，银河系空间为“因空”， 河外星系空间为“外空”等等。
2. 大气的结构与组成
(1) • 地球最外层是大气，其质量约 大 3.9×1015t. 它占地球总质量的百万分之
气 一。
的
• 大气质量在垂直方向上分布不平均，受 地球引的力作用，主要集中在下部。
质 • 50%的质量位于距地球表面5km以内
量 • 75%的质量位于距地球表面10km以内
• 大气由稳定组分、可变组分和不定组分组成
• 稳定的，氮78.09%、氧20.95%、氩0.93%，这 三者共占空气总体积的99.97%，加上微量的氖、 氦、氪、氙、氡等稀有气体，就是空气中的恒 定组分，这一组分的比例，在地球表面上任何 地方几乎是可以看作不变的。
大气层的结构-中间层Mesosphere
• 特点； • 气温又随高度的增加而下降，最低可降
到-83℃左右， • 厚度约35千米。
热层（Thermosphere）
• 最顶层是热层（Thermosphere）。 • 因其中的原子氧吸收太阳能使温度急剧
上升，而且，其中有一个带电粒子的稠 密带，因此，又称为电离层（Ionsphere）。 • 它能使无线电反射回地面，这对远距离 通讯极为重要。本层厚度约630千米。
大气与环境
1. 几个名词理解：大气与空气
• 空气，对于室内和特指某个地方（如车间、厂 区等）供动植物生存的气体。习惯上称为空气。 对这类场所的空气污染就用空气污染一词，并 规定相应的质量标准和评价方法。
• 大气，在大气物理、大气气象和自然地理的研 究中，是以大区域或全球性的气流作为研究对 象，因此常用大气一词，同时，对这种范围的 空气污染就称之为大气污染。也对它规定相应 的质量标准和评价方法。
• 太阳光线通过大气圈时，不能使气温升高，而晒热 的地壳，却能从下面加热大气圈，使其温度上升。 因此，在对流层中，高度愈高，气温愈低。
• 这一层大气对人类的影响最大，通常所谓空气（大 气）污染就是指这一层。特别是厚度2千米以内的 大气，受到地形和生物的影响，局部空气更是复杂 多变。
对流的原因
• 对流层的特点是直接与水圈和岩石圈靠近。 这一层的空气是对流的，引起对流的原因:
wk.baidu.com气层的结构-平流层Stratosphere
• 位置：对流层上面是平流层，
• 特点：
• 温度随高度的增加而上升，并且经常保持稳定。 在25-30千米高度处，气温均为-55℃。
• 在该层内，臭氧会吸收阳光的紫外线，分解成 氧分子和氧原子，它们很快又重新化合成臭氧， 放出热量。
• 顶部的气温可上升到-3℃以上，由于阳光自上 面加热，所以高度愈高，气温就愈高，此层厚 度约38千米。
• 在均质层中，根据气体的温度沿地球表面垂直 方向的变化，分为对流层、平流层和中间层。
大气层的结构-对流层Troposphere
• 位置：是大气圈的最低一层，其厚度平均约12千米 （两极薄、赤道厚），整个大气圈的质量约有８０ －９５％来自这一层。
• 特点：气温随高度增加而递减，大约增高100m,温 度降低0.6℃；密度大，大气质量的3/4在本层。
分 • 90%的质量位于距地球表面30km以内
布
(2)大气的结构 均质层
大气层的结构（1）
• 从地球表面向上，大约到90千米的高度，大气 的主要成分氧和氮和组成比例几乎没有什么变 化，具有这样特性的大气层，称它为均质大气 层（简称为均质层），
• 在均质层以上和外层空间的大气层（如热层）， 其气体的组成随高度的升高有很大变化，这个 圈层我们称它为非均质层。
航天、航宇、宇航如何划分
• 由于历史上的原因，人们对人类在不同范围内的活 动给于不同的称呼，以示区别。如在海洋上的活动 叫“航海”，在地球大气层中活动叫“航空”，冲 出地球大气层，到广袤的宇宙空间活动叫“宇宙航 行”，简称“宇航”。
• 由于宇宙航行的范围过于宽广，我国著名科学家 钱学森在1980年《宇宙学报》的创刊辞中指出， 宇宙航行应划分为两个阶段，第一阶段在地球大气 层以外，太阳系范围以内活动，叫“航天”；第二 阶段冲出太阳系，在银河系乃至河外星系活动，叫 “航宇”。钱学森还指出，人类要实现航宇的理想， 在科学技术上还必须有几次大的飞跃。
• 上述两类污染，也可统称为大气污染。
天空与太空
• “天空”是与“地面”对应的，其原有的含义是 日月星辰罗列的广大空间。但是，航空航天事 业的发展，将“天”与“空”区分开来了， “空”是指地球大气层空间，“天”是指地球 大气层以外的广大宇宙空间。
• 汉语“太空”的原有含义是指很高的天空。这 与现在所称的“天”的含义相同。大概是由于 “天”这个词的语音短促、生硬等原因，在多 数情况下，人们将地球大气层以外广大宇宙空 间称为“太空”，并与英语“space”对应。
• 由于岩石圈与水圈的表面被太阳晒热，面热 辐射将下层空气烤热，冷、热空气发生垂直 的对流现象。还有地面有海、陆之分，昼、 夜之别，以及纬度高低之关，因而不同地面， 温度也有差别，这样就形成了水平方向的对 流。
• 对流可以是垂直的，也可以是水平的，结果 形成风的搅混，空气就被混合得均匀了。
• 近地空气层的化学成分大致是相同的。
平流层以上总的特点
• 平流层以上的大气层，几乎没有水蒸气 和尘埃，因而一般气流平衡，大气透明 度好，极少狂风暴雨等现象。
3.大气的组成（1）
• 大气是气体的混和物 • 除含有各种气体元素和化合物外，还含
有水滴、冰晶、尘埃和花粉等杂质。 • 干洁空气：大气中除去水气和杂质的空
气为干洁空气
大气的组成（2）
• 地球大气层以外的宇宙空间实在太宽广了， 在实际使用中，又出现了“深空”、“外 空”和“空间”等与“太空”同义的词。
• 将太空细分一下是科学的需要。不过， “空间”是宇宙空间的总称，它与“时间” 对应，再将空间的一部分叫做“空间”显 然是不适合的。而深空、外空等词则缺乏 准确的物理含义界定。为适应需要，我们 克服与现有一些名词的物理含义，在适当 增补一些新的名词，如以地球大气层空间， 即以“空”为基准，往外依次可称太阳系 空间为“太空”，银河系空间为“因空”， 河外星系空间为“外空”等等。