ch1大气的成分状态与结构.ppt

气象学与气候学 关于甲烷 甲烷俗称沼气，与二氧化碳同属温室气体。在大气层中，甲烷所产生的温室效应是二氧化碳的20倍以上。如果你穿行在稻田中，你会发现稻田的水里一直冒着大量的泡泡，它们中大多数是甲烷。水稻是一种厌氧性的作物，水稻田会释放大量的甲烷，养牛同样会释放温室气体。 据统计，全球温室气体排放量中，甲烷至少占20%，而甲烷的排放中，有一半来自稻米种植，另一半来自垃圾分解以及反刍类动物的肠胃涨气，例如牛打嗝、放屁。即：水稻种植和养牛是甲烷最大的排放源。 2007年联合国粮农组织发表了一个长达400页的报告——《牲畜的巨大阴影：环境问题与选择》，指出全球10.5亿头牛排放的废气，是导致全球变暖的最大元凶。因为牛群的屁等排泄物会产出100多种污染气体，其中氨的排放量就占全球总量的2/3，而氨正是导致酸雨的原因。此外，牛屁中有大量甲烷，甲烷的排放量占全球总量1/3，其暖化地球的速度比二氧化碳快20倍。 臭氧（O3）： 时空变化： 时间变化：最大值出现在春季，最小值出现在秋季。 空间变化： 水平：由赤道向两极增加。 垂直： 来源： 太阳紫外线对氧气分子的辐射、分解，产生氧原子并与氧分子结合而形成。 55以上，含量极少。 20～25km，达最大值，形成臭氧层； 12～15km以上，含量增加特别显著； 从10km向上，逐渐增加； 近地面，含量很少 臭氧层阻挡了到达地面的紫外线，保护了地球生物免受过量紫外线的伤害。 O3 1％ 紫外线 1％ 皮肤癌 2－3％ 作用： 对紫外线具有显著的吸收作用。 对高层大气有明显的增温作用，影响大气温度垂直分布，对大气环流和气候产生重要影响。 来源： 主要来自江、河、湖、海、潮湿陆面的水分蒸发以及植物表面的蒸腾。 水汽（H2O）： 大气中的水汽含量、分布极不固定，随时间、地点等条件而不同，其所占体积在0～4％范围内变化不等。 时间：夏季多于冬季 空间：一般低纬多于高纬，低层多于高层。 时空变化： 作用： 水汽含量虽然不多，但在大气中可以发生汽态、液态和固态三相转化，云、雾、雨、雪等天气现象，都是水汽相变的表现。所以水汽在天气气候变化中扮演了重要的角色。 观测表明，在1.5～2km高度上，水汽含量仅及地面的1/2；在5km高度，只相当于地面的1/10，再往上更少。 能强烈吸收地面放射的长波辐射并向地面和周围大气放出长波辐射，显著影响大气和地表的温度。 大气中的水汽含量 全球有140万万亿吨的水 海水(咸水)97% 淡水3% 冰雪2% 其它1% 地下水98.8% 地表水1% 空中水0.2% 约28万亿吨 水汽95% 云雨5% 悬浮颗粒物（固体杂质）： 大气中悬浮着的各种固体和液体微粒就是悬浮颗粒物(包括气溶胶粒子和大气污染物两部分)。 气溶胶粒子： 定义： 大气中沉降速率极小、尺度在10-4μm到102μm之间的固态和液态微粒。 固体质粒的来源： 有机质数量较少，大多为植物花粉、微生物和细菌等； 无机质数量较多，主要来源于：尘粒、烟粒、海洋中浪 花飞溅的盐粒，流星飞逝后留下的灰烬，火山尘埃等。 作用： 吸收太阳辐射，使空气温度增高，但也削弱了到达地 面的太阳辐射； 缓冲地面辐射冷却，部分补偿地面因长波有效辐射而 失去的热量； 降低大气透明度，影响大气能见度； 充当水汽凝结核，对云、雾及降水形成有重要意义。 大气中的污染物质： 定义： 由于人类活动或自然过程，使局部甚至全球范围的大气成分发生对生物界有害的变化。大气污染物主要有粉尘、烟尘、SOx、NOx、CO、CO2、H2S等。 分布： 空间上 垂直：主要集中在3km以下的低层大气中； 水平：城市多，农村少；陆地多，海洋少。 时间上：冬季多，夏季少；清晨和夜间多，午后少。 火山爆发、风吹扬沙和沙尘暴、雷击森林失火等。 来源： 自然过程形成 人为过程造成 工业和交通上煤炭、石油、天然气的使用，农业上化肥、农药的喷施，生活上制冷采暖的排放与泄漏等。 二次污染物： 分类： 一次污染物： 直接从污染源排出来的污染物。 进入大气的一次污染物互相作用或与大气正常成分发生化学反应，以及在太阳辐射的参与下引起光化学反应而产生的新的污染物。 成云致雨的必要条件 主要 成分 次要 成分 水 汽 悬浮颗粒物 生物体的基本成分 维持生物活动的必要物质 植物光合作用的原料；对地面保温 吸收紫外线，使地球上的生物免遭过量紫外线的伤害；对地面保温 成云致雨的必要条件；对地面保温 大气成分 主 要 作 用 干 洁 空 气 O3 N