第二章　大氣的成分.pptVIP

第二章　大氣的成分 本章學習重點 2－1 大氣的形成與演化 2－2 今日大氣的成分 2－3 空氣污染 本章學習重點 大氣的形成與演化 (1)大氣的形成：逸散與累積。 (2)大氣的演化：溫度、水與生物的影響。 今日大氣的成分 (1)主要成分：氮、氧。 (2)微量氣體：水氣、二氧化碳、甲烷、臭氧?等。 (3)氣懸粒子：海鹽粒子、煤煙、塵埃、花粉?等。 空氣污染 (1)局部空氣污染：霾害、酸雨。 (2)背景大氣污染：溫室氣體增加、臭氧洞。 2－1 大氣的形成與演化 地球形成時的大氣大部分都逸散了 (1)地球形成過程中無法凝結的氣體，主 要是氫、氦、甲烷和氨。 (2)由於行星形成初期表面溫度相當高， 加上太陽風（由太陽表面發出的帶電 粒子）的影響，這些質量輕的氣體很 容易逃離行星表面，只有少量留存下 來。 大氣的形成與演化 原始大氣 大氣的演化 臭氧層誕生 原始大氣 火山活動釋放氣體形成原始大氣 (1)地球形成初期溫度很高，火山活動旺盛， 原先存留在岩石內的易揮發物質便以氣體 型態逸出，形成地球的原始大氣。 (2)一般認為原始大氣成分應該和目前火山活 動釋出的氣體成分相似。 根據火山釋出氣體的分析資料，推測原始大氣應該含有相當多的水氣和二氧化碳。 大氣的演化 因為有水而不同 (1)原始大氣中的水氣大多凝結成雲並形成降雨， 大海於是誕生。 (2)大海形成後，溶解大量二氧化碳並形成碳酸根， 碳酸根又和海水中的陽離子結合成碳酸鹽類沉 澱（如石灰岩）。 生物改造大氣 (1)三十多億年前地球上出現能行光合作用的原始 生物，氧氣於是形成。 (2)氧氣含量增加也造成嗜氧新物種的出現，綠色 植物更能有效製造氧氣，使得大氣中的氧氣更 多了。 臭氧層誕生 氧氣累積造成大氣中臭氧量的增加 (1)臭氧層出現，對致命的紫外線產生屏障作 用，使得生物能夠脫離對海洋的依賴而在 陸地上生存與演化。 (2)生物族群大量繁衍，大氣中氧氣濃度達到 高峰，二氧化碳的含量也更少了。 隨著植物的大量繁衍，氧氣和臭氧的濃度逐漸升高，約在石炭紀達到接近目前的濃度。 圖2－1 2－2 今日大氣的成分 主要成分：氮、氧、氬 (1)氮、氬既重又穩定，難溶於水。 (2)氧氣主要由生物所製造。 水氣、二氧化碳、臭氧等微量氣體和氣懸粒子，含量雖少卻對天氣和氣候變化有重要的影響。 圖2－2 小百科：臭氧的形成與消滅 臭氧的形成與消滅都會吸收紫外線，並藉著碰撞而將能量轉移給其它分子，以致加熱了大氣。 臭氧的形成與消滅圖示 微量氣體對天氣與氣候的影響 水氣、二氧化碳、甲烷可以吸收地表的紅外線輻射，是地球大氣中最主要的溫室氣體。 臭氧的形成與消滅過程都會吸收紫外線並且加熱大氣，造成臭氧層附近氣溫較高，同時也保護地表活動的生物免於紫外線傷害。 氮氧化物由生物活動、閃電和光化作用產生，人類發電和交通活動也是來源之一；氮氧化物會影響臭氧的形成與消滅，這些人為化合物也是活躍的空氣污染物。 氣懸粒子 大氣中懸浮著許多粒子，包括氣懸粒子和雲中的水滴、冰晶。 氣懸粒子包括海鹽粒子、塵埃、花粉、孢子、煤煙、酸性微粒等。 氣懸粒子會造成酸雨、散射陽光，並且影響雲霧的形成，對自然生態、地球輻射能量的收支平衡及天氣變化都有影響。 圖2－3 2－3 空氣污染 大氣成分在近數億年內才逐漸趨向一個穩定狀態，然而隕石撞擊和火山爆發等偶發事件仍會造成大氣成分的變動。 人類學會用火之後就已經開始污染空氣，但真正顯著的破壞始於18世紀中葉的工業革命。 近年來許多國家為了開拓農地，大規模砍伐或燃燒森林，不但削弱大自然自我清潔能力，燃燒森林所產生的二氧化碳、二氧化硫、氮氧化合物等氣體以及氣懸粒子，也使得空氣污染更嚴重。 圖2－4 空氣污染 局部空氣污染 霾 酸雨 污染物的傳送 全球大氣污染 局部空氣污染 空氣污染物主要包括一氧化碳、二氧化硫、揮發性有機化合物、氮氧化合物、臭氧和氣懸粒子，主要來源是汽機車和工廠排放的廢氣。 (1)臺灣地區空氣品質不良的最嚴重污染物是 氣懸粒子和臭氧。 (2)環保署依據儀器所測量各種指標污染物的 濃度，建立了空氣污染指標（簡稱PSI）， 以作為污染物對健康影響的參考。 小百科　圖一 圖2－5 霾 當空氣中懸浮粒子含量高時，會散射陽光而影響能見度，此種現象稱為「霾」。 1997～1998年印尼發生森林大火，造成嚴重霾害，連馬來西亞、新加坡和泰國等鄰近地區都受波及，造成居民健康受損，觀光事業也因此停擺。 圖2－6 酸雨 大氣中原本就存在著一些酸性氣體，例如二氧化碳和二氧化硫，因此自然界的雨水通常也略帶酸性，平均pH值約在5左右；一旦空氣污染物中的酸性物質使雨水的pH值低於5，便稱為酸雨。 酸雨除了會腐蝕建築物與石雕之外，最大的壞處就是使土壤酸化。土壤酸化會造成礦物質大量流失，除了影響植物成長，鋁離子還會對水中生