標籤: 暫無標籤

大氣,是圍繞地球的空氣包層,與海洋、陸地共同構成地球體系,天氣從現象上來講,絕大部分是大氣中水分變化的結果。大氣的運動變化是由大氣中熱能的交換所引起的,在太陽輻射、下墊面強迫作用和大氣環流的共同作用下,形成的天氣的長期綜合情況稱為氣候。

1 大氣 -概述

大氣地球

 大氣,包圍地球的空氣稱為大氣,我們人類生活在地球大氣的底部,並且一刻也離不開大氣,大氣為地球生命的繁衍,人類的發展,提供了理想的環境,它的狀態和變化,時時處處影響到人類的活動與生存,大氣科學是研究大氣圈層的一門科學,它研究大氣的具體情況,包括組成大氣的成分、這些成分的分佈和變化、大氣的結構、大氣的基本性質和主導狀態的運動規律。

2 大氣 -形成過程

地球大氣是伴隨著地球的形成過程,經過了億萬年的不斷「吐故納新」,才演變成今天的這個樣子。一般認為,地球大氣的演變過程可以分為三個階。 

原始大氣階段
大氣大氣

大約在50億年前,大氣伴隨著地球的誕生就神秘地「出世」了。也就是拉普拉斯所說的星雲開始凝聚時,地球周圍就已經包圍了大量的氣體了。原始大氣的主要成分是氫和氦。當地球形成以後,由於地球內部放射性物質的衰變,進而引起能量的轉換。這種轉換對於地球大氣的維持和消亡都是有作用的,再加上太陽風的強烈作用和地球剛形成時的引力較小,使得原始大氣很快就消失掉了。

次生大氣階段

地球生成以後,由於溫度的下降,地球表面發生冷凝現象,而地球內部的高溫又促使火山頻繁活動,火山爆發時所形成的揮發氣體,就逐漸代替了原始大氣,而成為次生大氣。次生大氣的主要成分是二氧化碳、甲烷、氮、硫化氫和氨等一些分子量比較重的氣體。這些氣體和地球的固體物質之間,互相吸引,互相依存。氣體沒有被地球偌大的離心力所拋棄,而成為大氣的第二次生命棗次生大氣。 

今日大氣階段

隨著太陽輻射向地球表面的縱深發展,光波比較短的紫外線強烈的光合作用,使地球上的次生大氣中生成了氧,而且氧的數量不斷地增加。有了氧,就為地球上生命的出現提供了極為有利的「溫床」。經過幾十億萬年的分解、同化和演變,生命終於在地球這個襁褓中誕生了。今天的大氣雖然是由多種氣體組成的混合物,但主要成分是氮,其次是氧,另外還有一些其它的氣體,但數量則極其微小的。

大氣大氣

3 大氣 -主要組成

干潔大氣成份

干潔空氣是指大氣中除去水汽、液體和固體微粒以外的整個混合氣體,簡稱干空氣。它的主要成分是氮、氧、氬、二氧化碳等,其容積含量佔全部干潔空氣的99.99%以上。其餘還有少量的氫、氖、氪、氙、臭氧等。 

成份表

氣 體 
 
按容積百分比  按質量百分比分子量 
 氮 78.084 75.52 28.0134
 氧 20.948 23.15
 31.9988
 氬 0.934 1.28
 39.948
 二氧化碳 0.033
 0.05 44.0099

水汽

水汽在大氣中含量很少,但變化很大,其變化範圍在0-4%之間,水汽絕大部分集中在低層,有一半的水汽集中在2公里以下,四分之三的水汽集中在4公里以下,10-12公里高度以下的水汽約佔全部水汽總量的99%。大氣中的水汽來源於下墊面,包括水面、潮濕物體表面、植物葉面的蒸 發。由於大氣溫度遠低於水面的沸點,因而水在大氣中有相變效應。水汽含量在大氣中 變化很大,是天氣變化的主要角色,雲、霧、雨、雪、霜、露等都是水汽的各種形態。 水汽能強烈地吸收地表發出的長波輻射,也能放出長波輻射,水汽的蒸發和凝結又能吸收和放出潛熱,這都直接影響到地面和空氣的溫度,影響到大氣的運動和變化。 

大氣大氣
雜質微粒

大氣中除了氣體成分以外,還有很多的液體和固體雜質、微粒。雜質是指來源於火山爆發、塵沙飛揚、物質燃燒的顆粒、流星燃燒所產生的細小微粒和海水飛濺揚入大氣后而被蒸發的鹽粒,還有細菌、微生物、植物的孢子花粉等。它們多集中於大氣的底層。

液體微粒,是指懸浮於大氣中的水滴、過冷水滴和冰晶等水汽凝結物。

大氣中雜質、微粒,聚集在一起,直接影響大氣的能見度。但它能充當水汽凝結的核心,加速大氣中成雲致雨的過程;它能吸收部分太陽輻射,又能削弱太陽直接輻射和阻擋地面長波輻射,對地面和大氣的溫度變化產生了一定的影響。 

大氣污染物

隨著人類社會生產力的高度發展,各種污染物大量地進入地球大氣中,這就是人們所說的「大氣污染」。大氣中污染物已經產生危害,受到人們注意的污染物大致有一百種左右,主要污染物如表所示。 

分 類 
 
成 份 
 
 粉塵微粒碳粒、飛灰、碳酸鈣、氧化鋅、二氧化鉛 
 硫化物 SO2、SO3、H2SO4(霧)、H3S等
 氮化物 NO、NO2、NH3等
 鹵化物 Cl2、HCl、HF等
 碳氧化物 CO、CO2等
 氧化劑 O、過氧醯基硝酸脂(PAN)等

4 大氣 -主要分層

大氣大氣分層
按物理性質

1、對流層是緊貼地面的一層,它受地面的影響最大。因為地面附近的空氣受熱上升,而位於上面的冷空氣下沉,這樣就發生了對流運動,所以把這層叫做對流層。它的下界是地面,上界因緯度和季節而不同。

2、在對流層的頂部,直到高於海平面50-55公里的這一層,氣流運動相當平衡,而且主要以水平運動為主,故稱為平流層

3、平流層之上,到高於海平面85公里高空的一層為中間層。這一層大氣中,幾乎沒有臭氮,這就使來自太陽輻射的大量紫外線白白地穿過了這一層大氣而未被吸收,所以,在這層大氣里,氣溫隨高度的增加而下降的很快,到頂部氣溫已下降到-83℃以下.由於下層氣溫比上層高,有利於空氣的垂直對流運動,故又稱之為高空對流層或上對流層。

4、從中間層頂部到高出海面800公里的高空,稱為暖(熱)層,又叫電離層。這一層空氣密度很小,在700公里厚的氣層中,只含有大氣總重量的0.5%。暖層里的氣溫很高,據人造衛星觀測,在300公里高度上,氣溫高達1000℃以上。所以這一層叫做暖層或者熱層。

5、暖層頂以上的大氣統稱為散逸層,又叫外層。它是大氣的最高層,高度最高可達到3000公里。這一層大氣的溫度也很高,空氣十分稀薄,受地球引力場的約束很弱,一些高速運動著的空氣分子可以掙脫地球的引力和其它分子的阻力散逸到宇宙空間中去。

6、地球大氣圈之外還有一層極其稀薄的電離氣體,其高度可伸延到22000公里的高空,稱之為地冕。地冕也就是地球大氣向宇宙空間的過渡區域。

按特徵分

1、按著大氣的化學成分來劃分。這種劃分是以距海平面90公里的高度為界限的。在90公里高度以下,大氣是均勻地混合的,組成大氣的各種成分相對比例不隨高度而變化,這一層叫做均質層。在90公里高度以上,組成大氣的各種成分的相對比例,是隨高度的升高而發生變化的,比較輕的氣體如氧原子、氦原子、氫原子等越來越多,大氣就不再是均勻的混合了,因此,把這一層叫做非均質層。

2、是按著大氣被電離的狀態來劃分,可分為非電離層和電離層。在海平面以上60公里以內的大氣,基本上沒有被電離處於中性狀態,所以這一層叫非電離層。在60公里以上至1000公里的高度,這一層大氣在太陽紫外線的作用下,大氣成分開始電離,形成大量的正、負離子和自由電子,所以這一層叫做電離層,這一層對於無線電波的傳播有著重要的作用。

5 大氣 -溫室效應

大氣大氣污染

全球的地面平均溫度約為15℃。可是,如果沒有大氣,根據地球獲得的太陽熱量和地球向宇宙空間放出的熱量相等,可以計算出地球的地面平均溫度應為-18℃。因此,這33℃大體就是因為地球有大氣,大氣像被子一樣造成溫室效應之故。

原理

世界上,宇宙中任何物體都輻射電磁波。物體溫度越高,輻射的波長越短。太陽表面溫度約6000K,它發射的電磁波長很短,稱為太陽短波輻射(其中包括從紫到紅的可見光)。地面在接受太陽短波輻射而增溫的同時,也時時刻刻向外輻射電磁波而冷卻。地球發射的電磁波長因為溫度較低而較長,稱為地面長波輻射。短波輻射和長波輻射在經過地球大氣時的遭遇是不同的:大氣對太陽短波輻射幾乎是透明的,卻強烈吸收地面長波輻射。大氣在吸收地面長波輻射的同時,它自己也向外輻射波長更長的長波輻射(因為大氣的溫度比地面更低)。其中向下到達地面的部分稱為逆輻射。地面接受逆輻射后就會升溫,或者說大氣對地面起到了保溫作用。這就是大氣溫室效應的原理。

作用氣體

大氣中每種氣體並不是都能強烈吸收地面長波輻射。地球大氣中起溫室作用的氣體稱為溫室氣體,主要有二氧化碳(CO2)、甲烷、臭氧、一氧化二氮、氟里昂以及水汽等。它們幾乎吸收地面發出的所有的長波輻射,其中只有一個很窄的區段吸收很少,因此稱為「窗區」。地球主要正是通過這個窗區把從太陽獲得的熱量中的70%又以長波輻射形式返還宇宙空間,從而維持地面溫度不變,溫室效應主要是因為人類活動增加了溫室氣體的數量和品種,使這個70%的數值下降,留下的餘熱使地球變暖的。

目前大氣中CO2的含量是355ppm,即百萬分之355,把它換算成標準狀態,將是2.8米厚。在8000米厚的大氣中就占這2.8米厚這一點點。甲烷含量是1.7ppm,相應是1.4厘米厚。臭氧濃度是400ppb(ppb為ppm的千分之一),換算后只有3毫米厚。一氧化二氮是310ppb,2.5毫米厚。氟里昂有許多種,但大氣中含量最多的氟里昂12也只有400ppt(ppt又為ppb的千分之一),換算到標準狀態只有3微米。由此可見大氣中溫室氣體之少。也正因為如此,所以人為釋放如不加限制,便很容易引起全球迅速變暖。 

6 大氣 -大氣污染

大氣大氣

 中國大氣環境形勢依然十分嚴峻,城市大氣環境質量仍不盡如人意,以臭氧、灰霾污染為特徵的複合型污染日益顯現。應加強污染減排及污染防治工作,要積極實施工程減排、結構減排、管理減排三大措施,2010年SO2排放總量比2005年下降了14.29%,污染減排工作取得了積極進展,圓滿實現了減排目標。

尤其在長三角、珠三角等重點區域,大氣污染物排放高度集中、城市間大氣污染物相互影響、區域污染特徵呈現高度的趨同性和一致性,大氣污染防治工作還將面臨前所未有的壓力。「十二五」期間要繼續加強污染減排及污染防治工作,將區域污染聯防聯控戰略作為推進中國大氣污染防治工作的重要手段和主攻方向,把深化區域污染聯防機製作為改善環境空氣質量的有效途徑,切實提升人民群眾的生活環境質量。

大氣污染對大氣物理狀態的影響,主要是引起氣候的異常變化。這種變化有時是很明顯的,有時則以漸漸變化的形式發生,為一般人所難以覺察,但任其發展,後果有可能非常嚴重。大氣是在不斷變化著的,其自然的變化進程相當緩慢,而人類活動造成的變化禍在燃眉,已引起世界範圍的殷切關注,世界各地都已動員了大量人力、物力,進行研究、防範、治理。控制大氣污染,保護環境,已成為當代人類一項重要事業。

上一篇[大黃枳殼湯]    下一篇 [大阿膠丸]

相關評論

同義詞:暫無同義詞