第一节大气的组成与热能1.ppt

等压面 空间气压相等的各点所组成的曲面叫等压面。由于在同一高度上各点的气压值并不完全相同，所以等压面并不是一个平面，而是象地形一样是一个曲面。在这个曲面上，向上突出的地方表示在同一高度上其气压值比四周高，凹下的地方表示在同一高度上其气压值比四周低。 既然等压面不是一个平面，那么它一定能与等高面相交，其交线就是等高面上的等压线。 气压场的基本型式 （一）低气压 简称低压，是由闭合等压线构成的低气压区。气压值由中心向外逐渐增高。空间等压面向下凹陷，形如盆地。 （二）低压槽 简称槽，是低气压延伸出来的狭长区域。在低压槽中，各等压线弯曲最大处的连线称槽线。气压值沿槽线向两边递增。槽附近的空间等压面类似地形中狭长的山谷，呈下凹形。? （三）高气压 简称高压，由闭合等压线构成，中心气压高，向四周逐渐降低，空间等压面类似山丘，呈上凸状， （四）高压脊 简称脊，是由高压延伸出来的狭长区域，在脊中各等压线弯曲最大处的连线叫脊线，其气压值沿脊线向两边递减，脊附近空间等压面类似地形中狭长山脊。? （五）鞍形气压场 简称鞍，是两个高压和两个低压交错分布的中间区域。鞍形区空间的等压面形似马鞍。 （三）大气的分层结构 由于地球引力作用，大气密度随高度的增加逐渐减小，到大气上界，逐渐过渡为星际气体密度。 从地面到高空，不仅大气的密度、成分不同，大气的温度也存在着明显的变化。可以这么认为：地球大气在垂直方向上形成三个相对的暖层和两个相对的冷层。 世界气象组织（WMO）根据气温从地面到高空垂直方向的分布，将整个大气分成对流层、平流层以及中间层、暖层和散逸层。 按照分子组成，大气可分为两个大层次，即均质层和非均质层。均质层为从地表至85km高度的大气层，除水汽有较大变动外，其他组成较均一。 根据大气中的温度、水汽、成分、及大气垂直运动等情况，一般将大气分为五层。 1）. 对流层（Troposphere） 厚度从赤道向两极减少，低纬：15-18 ㎞；中纬：10-12 ㎞；高纬：8-9 ㎞。 特征：① 气温随高度升高而降低； γ=0.65℃/100m ② 垂直对流运动 ③ 对流层集中了约75%的 大气质量和90%以上的水汽 云、雾、雨、雪等主要天气现象 在对流层内，按气流和天气现象分布特点又可分为三层。 下层：又称摩擦层或扰动层。它的范围自地面到2km高度。下层受地面强烈影响摩擦作用、湍流交换十分明显，各气象要素具有明显的日变化。由于本层的水汽、尘粒含量多，因而低云、雾、霾、浮尘等出现频繁。 中层：从摩擦层顶到6km左右高度。这一层受地表影响较小，气流的状况基本上可以表征整个对流层空气运动的趋势。大气中的云和降水现象大都产生在这一层。 上层：从6km高度到对流层顶。由于这一层离地面更远，受地表影响更小，水汽含量极少，气温常在0℃以下，各种云多由冰晶和过冷水滴组成。在中、低纬度地区上层，常有风速＞30m/s的强风带出现。 2） 平流层（Stratosphere） 从对流层顶到55km左右的大气层气流稳定 ①温度随高度升高而增加 在平流层内，随着高度的增高，气温最初保持不变或微有上升，自25km以上气温随高度增加而明显上升，到平流层顶可达-3℃左右，平流层这种气温分布的特征，主要是臭氧对太阳紫外线的强烈吸收。虽然25km以上臭氧的含量已逐渐减少，但紫外辐射的强度随高度逐渐增强，而空气密度随高度升高又迅速减小，致使高层吸收的有限辐射可以产生较大的温度增量。 ②没有强烈的对流运动 ③水汽、尘埃含量很少 平流层远离地面，加之有逆温层存在，空气无对流运动，水汽、尘埃很少，使得平流层天气晴朗，大气透明程度好。但有时在20-30km处可看到贝母云，它常出现在冬季极区。 3） 中间层（Mesosophere) 从平流层顶到85km高度的气层，亦成为高空对流层 ①气温随高度增加迅速降低： 顶界温度可降至-83℃ -113℃，几乎成为大气层中的最低温。其原因是这里没有臭氧吸收太阳紫外辐射，而氮和氧等气体所能吸收的波长更短的太阳辐射又大部分被更上层的大气吸收了。因此，这里的气温随高度是递减的。 ②有相当强烈的垂直运动： 这种下暖上凉的气温垂直分布，有利于导致空气的垂直运动，又称“高空对流层”。该层的80-90km高度上有一个只在白天出现的电离层，叫做D层。 4) 暖层（Thermosphere） 中间层顶至800km高度的气层，亦称为电离层。 ①温度随高度增加迅速上升： 据探测，在300km高度上