第三章 大气环境.doc

第三章大气环境
陆地生物与大气的关系,就像鱼与水一样,须弓不得离开。就是水生生
物,也离不了大气,如果地球上没有了大气,也就没有了生命。因此,就决定了
大气环境在整个环境中的重要地位。
第一节大气概述
这一节的内容同学们在“自然地理学”中已经学过了,这一节我只做一个简
单的介绍。
一、大气的成分
大气是由多种成分组成的混合气体,通常认为应包括如下几部分。
(一)、干洁气体
干洁气体即清洁空气。没有水汽和悬浮物。它的主要成分为氮、氧、氩,它
%。干洁空气各组分的比例,在地球表面(85公
里以下)几乎是不变的,因此可看作为大气中的不变组成。看教材表3。
(二)、二氧化碳
主要来自于生物的呼吸作用,有机体的燃烧与分解。化石燃料(煤、石油、
天然气)燃量的增加,森林覆盖面积的减少,二氧化碳在大气中有含量有增加的
趋势。
(三)、臭氧
臭氧是氧分子离解为氧原子,氧原子再与另外的氧分子结合,形成的一种无
色剧臭的气体。在20——30公里高度达到最大值,常压下厚度达8公里,形成
明显的臭氧层,臭氧能吸收太阳紫外线,使地面生物避免过量的紫外线辐射,
(四)、水汽
水汽主要来自海洋、地面蒸发与植物蒸腾,在大气温度变化范围内水汽可发
生相变,形成云、雾、雨、雪等多种大气现象。大气中的水汽含量,比起氮、氧
等主要成分含量,所占的百分比要低得多,但它在大气中的含量随时间、地域、
气象条件的不同而变化很大,%,而在潮湿地带可高达6%。大气中的水汽的含量虽然不大,但在太阳辐射的近红外和远红外区域,对地球长波辐射有较强的吸收带。大气中的水汽含量对生物的生长和发育有重大影响。因而也是大气中重要组成之一。
(五)、悬浮微粒
大气中的悬浮微粒(固体微粒)主要来源于火山爆发、沙土飞扬、物质燃烧
的颗粒、细菌、微生物、植物的孢子花粉等。无论是它的含量、种类,还是化学
成分都是变化的。大气中的悬浮微粒增加会影响太阳辐射传输,使能见度变低,
有的能起凝结核的作用。
二、大气的分层
地球表面覆盖着多种气体组成的大气,称谓大气层。一般是将随地球旋转的
大气层叫做大气圈。
大气在垂直方向上的温度组成、物理性质也是不均的。根据大气温度垂直分布的特点,在结构上将大气分为五个气层,见课本图3。
(一)、对流层
对流层是大气圈中最接近地面的一层,对流层平均厚度约为12公里。对流
层集中了占大气总质量75%的空气和几乎全部的水蒸汽量,是天气变化最复杂的层次。对流层具有两个特点;
1、气温随高度增加而降低。每上升100米,℃。
2、空气具有强烈的对流运动。
(二)、平流层
对流层顶上是平流层,其上界伸展到约55公里处。这一层的特点是:存在
臭氧层:大气温度随高度的增加而升高;无线电探空气球,飞机都在这一层活动。
(三)、中间层
由对流层顶至85公里处。气温随高度的增加而降低。
(四)、热成层
又称暖层,位于85--800公里处。这一层空气密度小,气体在宇宙线作用下处于电离状态,又称电离层。电离后的氧能吸收太阳的短波辐射,因此,电离能反射无线电波,对远距离通讯极为重要。
(五)、散逸层
热成层顶以上的大气,统称散逸层,也称外层大气。该层大气极为稀薄,气
温高,分子运动速度快。有的高速运动的粒子能克服地球的引力作用而逃逸到太
空中去,所以称为散逸层。
三、大气边界层主要特征
—。因为贴近地面摩擦作用影响,又称摩擦层。这一层是人类活动的主要场所,进入大气的污染物质绝大部分在此层活动。所以,边界层气象条件和大气污染物的迁移的扩散有着密切关系。主要特征有以下几点:
(一)、湍流运动
大气的无规则运动称为大气湍流。根据湍流形成的原因不同,可分为热力湍
流和机械湍流。热力湍流是由于垂直方向温度分布不均匀引起的,它的强度取决
于大气稳定度。机械湍流是由于垂直方向风速分布不均匀及地面粗糙度引起的,
它的强度取决于风速梯度和地面粗糙度。湍流有极强的扩散能力,它比分子扩散
快105—106倍。风速越大,湍流越强,污染物的扩散速度就越快,污染物的浓度
就越低。因此,边界层大气湍流性对污染物的扩散稀释起着重要作用。
(二)、风
风是大气在各种力的作用下产生的运动。作用在大气上的力有气压梯度力、
重力、地转偏向力、磨擦力、惯性离心力。作用于大气的力,以气压梯度力和重
力最为重要,这是引起大气运动的直接动力。气压梯度力是指单位质量的空气在
气压场中受到的作用力。这一力可分解为垂直和水平方向