第1章_大气的组成和结构

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大气分层图
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二、大气垂直分层结构 1、对流层
对流层（Troposphere）是紧贴地面的一层，它受 地面的影响最大。因为该层中的空气有强烈的对流作 用，故得名对流层。
对流层顶高度： 平均说来，低纬度对流层顶高、高纬度对流层 顶低。 同一地区对流层顶高度夏季高于冬季。 中国民航大学 空管学院
水汽是成云致雨的物质基础，故大多数复杂 天气均出现在中低空，高空晴朗。
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水汽之对天气的影响：
水汽对天气的影响：
水汽相变产生云、雾、露、霜、雨、雪、雹等天气现
象。 相变过程中放出或吸收热量，影响地面和空气的温度。 水汽与气温及天气变化关系密切：大气运动中的水汽 通过状态变化传输热量。
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1、干洁空气
N2占大气质量的78%，O2占大气质量的21%. O3：主要分布于10~50km高度的平流层大气中，极大值在 20~30km之间。 强烈吸收太阳紫外线辐射而使臭氧层增温，改变大气温度 的垂直分布，同时也使地球生物免受了过多紫外线 （Ultraviolet）的照射。
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干洁大气之不同纬度臭氧浓度平均垂直分布曲线
（a）4月
（b）10月
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干洁大气之臭氧含量随纬度分布曲线
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干洁大气之 CO2
CO2：吸收地面受热后放出的长波辐射，对地球具有“温室
效应”（Green House Effect）的作用。
大气的状态用气温、气压、湿度、风、云、降水、能 见度等气象要素 （Meteorological Element）表示。
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第一节 大气组成
1、干洁空气（Dry Air）
2、水汽（Water Vapor）
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，悬浮的固体烟粒、盐粒、尘粒、 各种凝结核以及带电离子等。
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3、大气气溶胶
（1）定义 气溶胶 (Aerosols) 质粒：指悬浮在大气中的固体和液体粒子。 （2）对天气的影响： 固体杂质可充当水汽的凝结核，在云、雾、降水等的 形成过程中起着重要的作用。 在一定的天气条件下，气溶胶粒子常聚集在一起，形 成霾、风沙浮尘等视程障碍现象，使大气透明度变差；
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习题：
一、单选题：
1、中纬度地区对流层上界的高度通常是（ ） A： 8 - 9 千米 B： 10 - 12 千米 C： 15 - 17 千米 D： 17 - 18 千米
2、在标准大气中飞机在空中测得的气温是-24℃，则飞机所在 高度是（ ） A： 3000米 B： 4000米 C： 6000米 D： 8000米
2、平流层具有哪些特性？
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本章小结：
大气由干洁空气、水汽、大气杂质三部分组成。
在干洁空气中，对大气温度影响较大的是二氧化碳
和臭氧，而水汽和大气杂质在天气变化中起了重要作
百度文库用。
以气层气温的垂直分布特征为主要依据，将大气分
成了五层，航空活动主要在对流层和平流层中进行。
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习题
二、填空：
1、大气的成分由_______ 、________ 、________三部分组成。
2、大气垂直结构分为以下______ 、______ 、______ 、 ______ 、_____ 五个部分。 3、标准大气海平面气压、气温分别是________ 、_________。 三、简答题： 1、对流层具有哪些特性？
对于对流层和平流层的基本特征，我们应有充分认
识。
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4 、 在 平 均 海 平 面 上 ， 气 温 为 T0=15º C=288.16K ； 气 压 为
P0=1013.25hPa=760mmHg=1个大气压；空气密度为ρ0=1.225kg/m3；
5、 处于流体静力平衡状态； 6 、气温的垂直递减率，在海拔 11000m 以下为 0.65℃/100m ， 11~20 公 里气温随高度不变，为-56.5 ℃，20~30公里为–0.1℃/100m。
试验数据和空气动力数据。
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标准大气主要特性：
由国际民航组织(ICAO)统一采用的30公里以下标准大气的主要数据是： 1、干洁大气，垂直方向上成份（各种气体的比例）不改变，平均分子 量为28.9644； 2、具有理想气体的性质；
3、标准海平面的重力加速度为g0=9.80665m/s2；
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3、中间层、热层、外逸层
中间层在50~85km高度， 是大气中最冷的部分。水汽 极少，虽然不稳定，但是没 有什么天气现象。
热层在85km~800km以
上，太阳辐射中的强紫外辐 射造成了热层的高温。虽然 温度是最高，但是大气极其 稀薄。
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3、中间层、热层、外逸层
暖层顶以上的大气统称为外逸层，又叫外层。
它是大气的最高层，高度离地表 80km 以上，厚
度可达2000~3000km。 外逸层中温度很高，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。
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2018/6/25
第四章气象
第一节
大气的组成和结 构
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第一节 大气组成
第二节 大气结构
第三节 标准大气
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地球大气
地球表面的外层是多种气体混合组成的空气，受地球 重力作用，围绕地球占有一定的空间，称为地球大气，简 称大气 （Atmosphere）。 大气不停地运动，不断地变化，呈现出各种各样的天 气 （Weather）现象。
吸收、散射和反射地面和太阳辐射，影响大气温度；
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第二节 大气结构
1、大气垂直分层依据
2、大气分层及各层特征
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一、大气垂直分层的依据——气温垂直递减率
气温垂直递减率的定义：
∆T ∆Z
γ= –
∆ T 为温度变化量
∆ Z 为高度变化量
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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
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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意义。
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2、水汽
水汽的分布： 大气中的水汽含量随高度的增加而逐渐减少： 约50%的水汽集中在约2km以下，约大于 90%的水汽集中在5km以下。99%的水汽集中在 对流层。
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对流层三大重要特征：
温度随高度升高而降低。 气温、气压、湿度水平分 布不均匀。
空气有强烈的垂直混合。
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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）。
平流层顶的气压约1hPa。
平流层下部温度随高度变化很 小，平流层上部因为存在臭氧 层，臭氧吸收太阳紫外辐射使 大气温度增加。
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平流层的重要特征：
大气很稳定，空气的垂直 运动很微弱，多为平流运动 。 水汽和杂质含量很少，几 乎没有对流层中所出现的各
种天气现象。
大气透明度高，天气晴朗
，飞行气象条件好。
影响各管制区域的主要天气：
高空管制区 中低空管制 区
进近、塔台 管制区
• 对流层顶附近高空急流 • 对流云系、火山灰
• 雨云区、强降水 • 雷暴、冰雹 • 低空风切变、大风 • 低能见度、雷暴
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第四节 标准大气
标准大气是铅直方向上，温度、气压和密度按一种假定的 规律分布的模式大气，是根据实测资料，用简化方式近似的 表示大气温度、压力和密度的平均分布。 制作目的：出于比较飞机性能和设计大气数据仪表的需要。 在设计飞行器、飞行器的设备和仪表时，在订正飞行试验 数据时，都要以预先规定好的，随高度固定分布的大气物理 状态为根据，这样才能得到可以相互比较的仪表示度、飞行