自然地理学大气圈与气候系统ppt课件.ppt

教学目的和要求1. 掌握大气的组成，特性2. 了解大气水分和降水 3. 掌握大气的运动规律4. 了解主要的天气系统 5. 掌握气候形成和变化的规律6. 理解未来气候变化趋势 第三章第三章 大气圈与气候系统大气圈与气候系统本章的基本概念大气大气：指围绕着地球的厚层气体指围绕着地球的厚层气体大气圈大气圈：指大气所形成的连续圈层指大气所形成的连续圈层大气过程大气过程：指大气圈中存在的各种物理过程，如辐：指大气圈中存在的各种物理过程，如辐射过程、增温冷却过程、蒸发凝结过程等射过程、增温冷却过程、蒸发凝结过程等气象（天气现象）气象（天气现象）：指由大气过程所形成的风、云：指由大气过程所形成的风、云、雨、雪、雾、露、霜、冰等千变万化的物理现象、雨、雪、雾、露、霜、冰等千变万化的物理现象第三章第三章 大气圈与气候系统大气圈与气候系统本章的基本概念第三章第三章 大气圈与大气圈与气候系统气候系统天气天气：某地区：某地区短时间短时间内大气过程和现象的综合即内大气过程和现象的综合即短时间内风、云、降水、温度和气压等气象要素连短时间内风、云、降水、温度和气压等气象要素连续变化的综合现象其特点是续变化的综合现象。

其特点是多变多变气候气候：指某地区：指某地区多年间多年间常见的和特有的大气过程和常见的和特有的大气过程和现象的综合现象的综合一、大气的一、大气的成分成分第三章第三章 大气圈与气候系统大气圈与气候系统 第一节大气的组成和热能第一节大气的组成和热能一、大气的一、大气的成分成分第三章第三章 大气圈与气候系统大气圈与气候系统 第一节大气的组成和热能第一节大气的组成和热能一、大气的一、大气的成分成分（一）（一） 干洁空气（干空气）：干洁空气（干空气）： 通常把除水汽、液体和固体杂质外的整个混合通常把除水汽、液体和固体杂质外的整个混合气体气体称为称为干洁干洁空气，简称干空气空气，简称干空气 主要成分：主要成分： N N2 2、OO2 2、ArAr，占干空气容积的，占干空气容积的 99.9799.97、占干、占干 空气质量的空气质量的 99.9599.95； 次要成分：次要成分： COCO2 2、OO3 3、COCO、CHCH4 4、HH2 2S S、SOSOx x 等等 85km85km以下大气运动和分子扩散使空气充分混合，干空气成分以下大气运动和分子扩散使空气充分混合，干空气成分比例维持常定，可以将干空气作为单一气体处理，分子质量为比例维持常定，可以将干空气作为单一气体处理，分子质量为28.96428.964 第三章第三章 大气圈与气候系统大气圈与气候系统 第一节大气的组成和热能第一节大气的组成和热能一、大气的一、大气的成分成分（一）（一） 干洁空气（干空气）：干洁空气（干空气）： 干干空气中，以空气中，以氮、氧、二氧化碳、臭氧氮、氧、二氧化碳、臭氧最重要。

最重要 氮氮 含量：大气体积的含量：大气体积的78%78% 性质：化学性质不活泼，不能直接被植物吸收，需性质：化学性质不活泼，不能直接被植物吸收，需要通过豆科植物固氮菌固定在土壤中要通过豆科植物固氮菌固定在土壤中 影响：对太阳辐射的远紫外线具有选择性吸收影响：对太阳辐射的远紫外线具有选择性吸收第三章第三章 大气圈与气候系统大气圈与气候系统 第一节大气的组成和热能第一节大气的组成和热能一、大气的一、大气的成分成分（一）（一） 干洁空气（干空气）：干洁空气（干空气）： 氧氧 含量：大气质量的含量：大气质量的23%23%，大气体积的，大气体积的21%21% 性质：化学性质活泼，有游离氧、原子氧、臭氧、性质：化学性质活泼，有游离氧、原子氧、臭氧、化合物氧等形式化合物氧等形式 影响：生命存在的必要条件影响：生命存在的必要条件第三章第三章 大气圈与气候系统大气圈与气候系统 第一节大气的组成和热能第一节大气的组成和热能一、大气的一、大气的成分成分（一）（一） 干洁空气（干空气）：干洁空气（干空气）： 二氧化碳二氧化碳 含量：大气体积的含量：大气体积的0.03%0.03% 来源：有机物燃烧、腐烂、生物呼吸来源：有机物燃烧、腐烂、生物呼吸 影响：大气保温作用（吸收地面长波辐射）、温室影响：大气保温作用（吸收地面长波辐射）、温室效应效应第三章第三章 大气圈与气候系统大气圈与气候系统 第一节大气的组成和热能第一节大气的组成和热能一、大气的一、大气的成分成分第三章第三章 大气圈与气候系统大气圈与气候系统 第一节大气的组成和热能第一节大气的组成和热能一、大气的一、大气的成分成分第三章第三章 大气圈与气候系统大气圈与气候系统 第一节大气的组成和热能第一节大气的组成和热能一、大气的一、大气的成分成分（一）（一） 干洁空气（干空气）：干洁空气（干空气）： 臭氧臭氧 分布：分布：10-40km10-40km高空，极大值高空，极大值20-25km20-25km（臭氧层）（臭氧层） 影响：强烈吸收太阳紫外线影响：强烈吸收太阳紫外线 臭氧层空洞：制冷剂（氟氯烃）大量使用臭氧层空洞：制冷剂（氟氯烃）大量使用第三章第三章 大气圈与气候系统大气圈与气候系统 第一节大气的组成和热能第一节大气的组成和热能一、大气的一、大气的成分成分（二）水汽：（二）水汽： 含量：占地球总水量的含量：占地球总水量的0.001%0.001%，相当于，相当于24mm24mm的水层。

随时的水层随时间、地点而变，与大气运动、海陆分布有关间、地点而变，与大气运动、海陆分布有关 来源：水面蒸发（海洋蒸发尤甚）、植物蒸腾来源：水面蒸发（海洋蒸发尤甚）、植物蒸腾 分布：分布：3km 3km 高度高度以内，随高度的增大，水汽含量减少以内，随高度的增大，水汽含量减少 更新周期：更新周期：11d11d 性质：大气性质：大气中唯一可以发生相变的大气中唯一可以发生相变的大气组分组分 影响：吸收、放出长波辐射；相变过程中释放和吸收热量；影响：吸收、放出长波辐射；相变过程中释放和吸收热量；是天气变化的重要因子是天气变化的重要因子第三章第三章 大气圈与气候系统大气圈与气候系统 第一节大气的组成和热能第一节大气的组成和热能一、大气的一、大气的成分成分（三）三）固体杂质固体杂质、液体颗粒（气溶胶）液体颗粒（气溶胶） 组成：大气组成：大气中悬浮着的各种固体杂质和液体微粒（如大气尘中悬浮着的各种固体杂质和液体微粒（如大气尘埃、小冰晶埃、小冰晶） 分布：集中分布：集中分布于大气层分布于大气层底部底部 来源：来源： 自然源（火山灰、宇宙尘埃、陨石灰烬、植物花粉孢子自然源（火山灰、宇宙尘埃、陨石灰烬、植物花粉孢子、岩石风化后的粉尘、森林着火后的灰烬等）、岩石风化后的粉尘、森林着火后的灰烬等） 人工源（人类活动和工业生产中排放的烟、粉尘等）人工源（人类活动和工业生产中排放的烟、粉尘等） 影响：吸收太阳辐射，改变大气透明度；成云致雨必要条件影响：吸收太阳辐射，改变大气透明度；成云致雨必要条件第三章第三章 大气圈与气候系统大气圈与气候系统 第一节大气的组成和热能第一节大气的组成和热能第三章第三章 大气圈与气候系统大气圈与气候系统 第一节大气的组成和热能第一节大气的组成和热能第三章第三章 大气圈与气候系统大气圈与气候系统 第一节大气的组成和热能第一节大气的组成和热能二、大气的结构二、大气的结构（一）（一）大气质量大气质量 1 1. .大气上界大气上界 理论上是气压为理论上是气压为0 0或接近或接近0 0的高度的高度 气象学家气象学家认为，只要发生在最大高度上的某种现象认为，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。

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（过去曾把极光出现的最大高度（1200km1200km）定为大气）定为大气上界 高层大气高层大气物理学中常把大气上界定在物理学中常把大气上界定在3000km3000km左右第三章第三章 大气圈与气候系统大气圈与气候系统 第一第一节大气的组成和热能节大气的组成和热能二、大气的结构二、大气的结构（一）（一）大气质量大气质量 2. 2.大气大气质量质量 理论上大气质量：假定大气是均质的，大气高度为理论上大气质量：假定大气是均质的，大气高度为8000m8000m，整个大气柱的质量为，整个大气柱的质量为其中其中 0 0为为T=0T=0，P=1013.25hPaP=1013.25hPa时的大气密度则整个时的大气密度则整个地球大气的质量为地球大气的质量为5.14105.14108 8kgkg第三章第三章 大气圈与气候系统大气圈与气候系统 第一第一节大气的组成和热能节大气的组成和热能二、大气的结构二、大气的结构第三章第三章 大气圈与气候系统大气圈与气候系统 第一第一节大气的组成和热能节大气的组成和热能36km二、大气的结构二、大气的结构（二）大气压力（二）大气压力 1. 1.气压气压 定义定义：从观测高度到大气上界单位从观测高度到大气上界单位面积（面积（1cm1cm2 2）上垂）上垂直直空气柱的重量为大气压强，简称空气柱的重量为大气压强，简称气压气压 单位单位：毫米汞柱和毫米汞柱和帕斯卡（帕斯卡（PaPa）（国际单位）（国际单位），气象气象学采用百帕（学采用百帕（hPahPa）为单位，）为单位，1 hPa 1 hPa 1010-2 -2 N Ncmcm2 2 测量方法：测量方法：水银气压表、空盒气压计水银气压表、空盒气压计第三章第三章 大气圈与气候系统大气圈与气候系统 第一第一节大气的组成和热能节大气的组成和热能二、大气的结构二、大气的结构（二）大气压力（二）大气压力第三章第三章 大气圈与气候系统大气圈与气候系统 第一第一节大气的组成和热能节大气的组成和热能二、大气的结构二、大气的结构（二）大气压力（二）大气压力 1. 1.气压气压 标准大气压：标准大气压： 温度温度为为 0 0 ，纬度为，纬度为 4545的的海平面气海平面气压压为为 1013.25 hPa1013.25 hPa，称为一个，称为一个标准大气压标准大气压 变化：变化：地面地面气压在气压在980 1040 hPa 980 1040 hPa 之间变化，平均之间变化，平均为为 1013 hPa 1013 hPa 周期性变化（日变化、年变化）与非周期性变化周期性变化（日变化、年变化）与非周期性变化第三章第三章 大气圈与气候系统大气圈与气候系统 第一第一节大气的组成和热能节大气的组成和热能二、大气的结构二、大气的结构（二）大气压力（二）大气压力 1. 1.气压气压 水平分布：水平分布：第三章第三章 大气圈与气候系统大气圈与气候系统 第一第一节大气的组成和热能节大气的组成和热能二、大气的结构二、大气的结构（二）大气压力（二）大气压力 1. 1.气压气压 气压场与气压系统：气压场与气压系统： 等压线：等压线：某一水平面上气压相等各某一水平面上气压相等各点的点的连连线线 等压面：空间等压面：空间气压相等各点组成气压相等各点组成的面，是的面，是一个起伏一个起伏不平的不平的曲面曲面 气压气压场：气压的场：气压的空间分布空间分布第三章第三章 大气圈与气候系统大气圈与气候系统 第一第一节大气的组成和热能节大气的组成和热能二、大气的结构二、大气的结构（二）大气压力（二）大气压力 1. 1.气压气压 气压场与气压系统：气压场与气压系统： 低气压低气压：简称低压，其等压线闭合，中心气：简称低压，其等压线闭合，中心气压低压低，等压面向下凹陷如盆地，空气向中心辐合等压面向下凹陷如盆地，空气向中心辐合，气流上升，气流上升 高气压高气压：简称高压，其等压线闭合，中心：简称高压，其等压线闭合，中心气压高气压高，等压面向上凸出如山丘，空气向四周辐散等压面向上凸出如山丘，空气向四周辐散，气流下沉，气流下沉第三章第三章 大气圈与气候系统大气圈与气候系统 第一第一节大气的组成和热能节大气的组成和热能二、大气的结构二、大气的结构第三章第三章 大气圈与气候系统大气圈与气候系统 第一第一节大气的组成和热能节大气的组成和热能二、。