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自然地理学

PhysicalGeography

第三章大气和气候

口第一节大气的组成和热能

口第二节大气水分和降水

口第三节大气运动和天气系统

口第四节气候的形成

口第五节气候变化

口教学重点：认识大气的的组成、特性及其运

动规律，掌握气候的形成和变化规律。

口教学难点：气候的形成和变化规律

口检索分析：在图书馆文献信息系统或者网络

上，检索大气”、气候,分题名检索和关键词检索，看有哪些图书、论文和网站与之有关，并了解该领域的新进展。

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□一、大气的成分

口二、大气的结构口三、大气的热能口四、气温

第一节大气的组成和热能

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两类。一类称为定常成分；另一类称可变成

分。

□(一)干洁空气

通常把除水汽、液体和固体杂质外的整个混

合气体称为干洁空气。简称干空气。

一、大气的成分AtmosphericComposition

口地球大气是多种物质的混合物，由干洁空气、

水汽、悬浮尘粒或杂质组成。在距地表

气得主体

此外遠署感氢豨箸气体。

、氧、氖、氪、

5

它氩氙

■■

5

表3-1干洁空气的成分及其性质

空气中的含量/%

分子量

临界温度/C和临界压力

/大气压

沸点温度/℃

(气压为760mm)

气体种类和分子式

按容积

按质量

氮N

78.09

75.52

28.016

-147.2

33.5

-195.8

氧₂

20.95

23.15

32.000

-118.9

49.7

-183.1

氢Ar

0.93

1.28

39.944

-122.0

48.0

-185.6

二氧化碳C₂

0.03

0.05

44.010

31.0

73.0

-78.2

臭氧0₃

0.000001

48.000

5.0

92.3

-I1.1

干洁空气

100,00

100.00

28.964

-140.7

37.2

-193.0

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干洁空气成分及其性质

1、氮和氧

N²约占大气容积的78%。常温下，N₂的化学

性质不活泼，不能被植物直接利用只能通过植物的根瘤菌，部分固定于土壤中。N₂对太阳辐射远紫外区0.03～0.13μm具有选择性吸收。

0₂占地球大气质量的23%,按体积比占21%。

除了游离态外，氧还以硅酸盐、氧化物、水等

化合物形式存在。

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2、二氧化碳(co₂)

只占大气容积的0.03%,多集中在20km高度以下，主要由有机物燃烧、腐烂和生物呼吸过程产生。二氧化碳对太阳短波吸收很少，但能强烈吸收地表长波辐射，致使从地表辐射的热量不易散失到太空。

对地球有保温作用，但近年来随着工业的发展和人口的增长，全球二氧化碳含量逐年增加改变了大气热平衡，导致地面和低层大气平均温度升高，引起严重的气候问题。8

□3、臭氧

口主要分布在10~40km的高度处，极大值在20～25km附近，称为臭氧层。臭氧虽在大气中的含量很少，但具有强烈吸收紫外线的能力。研究表明，人们大量使用氮肥以及作冷冻剂和除臭剂使用的碳氟化合物(氟利昂)所造成的污染使平流层的臭氧遭到破坏。臭氧层的破坏能引起一系列不利于人类的气候生物效应，因而受到广泛关注。

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(二)水汽

口整个大气包含的水汽平均为1.24×10kg,

相当于24mm厚的水层。而大气总降水量为780mm,大气中的水汽每年更替约32次，即11天更替一次。

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汽

陆面或洋面

(二)水

汽

水汽的蒸发水蒸气

来源和去向

的

降水

大气中的

水

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(三)固、液体杂质

口大气悬浮固体杂质和液体微粒，也可称为气

溶胶粒子。除由水汽变成的水滴和冰晶外，主要是大气尘埃和其他杂质。

口大的水溶性气溶胶粒子最易使水气凝结，是

成云致雨的重要条件。气溶胶粒子能吸收部分太阳辐射并散射辐射，从而改变大气透明度。它对太阳辐射的影响和增大散射辐射、大气长波逆辐射，都有可能破坏地球的辐射

平衡。

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二、大气的结构Atmosphericstructure

口(一)大气质量

□1、大气上界

口大气按其物理性质来说是不均匀的，特别是在铅直方向变化急剧。在很高的高度上空气十分稀薄，气体分子之间的距离很大。在理论上，当压力为零或接近于零的高度为大气顶层，但这种高度不可能出现。因为在很高的高度渐渐到达星际空间，不存在完全没有空气分子的地方。

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气象学家认为，只要发生在最大高度上的某种现象与地面气候有关，便可定义这个高度为大气上界。

过去曾把极光出现的最大高度(1200km)定为大气上界。物理学家、化