冷热不均引起的大气运动一、大气的组成成分 过去人们认为地球大气是很简单的,直到 19 世纪末才知道地球上的大气是由多种气体组成的混合体,并含有水汽和部分杂质。它的主要成分是氮、氧、氩等。在 80—100 千米以下的低层大气中,气体成分可分为两部分:一部分是“不可变气体成分”,主要指氮、氧、氩三种气体。这几种气体成分之间维持固定的比例,基本上不随时间、空间而变化。另一部分为“易变气体成分”,以水汽、二氧化碳和臭氧为主,其中变化最大的是水汽。总之,大气这种含有各种物质成分的混合物,可以大致分为干洁空气、水汽、微粒杂质和新的污染物。 干洁空气是指大气中除去水汽、液体和固体微粒以外的整个混合气体,简称干空气。它的主要成分是氮、氧、氩、二氧化碳等,其容积含量占全部干洁空气的 99.99%以上。其余还有少量的氢、氖、氪、氙、臭氧等。 由于大气中存在着空气运动和分子扩散作用,不同高度、不同地区的空气得以进行交换和混合。从地面向上至 80—100 千米高处,干洁空气的各种成分的比例基本上是不发生变化的。干洁大气的主要成分和比例气体按容积百分比按质量百分比分子量氮78.08475.5228.0134氧20.94823.1531.9988氩0.9341.2839.948二氧化碳0.0330.0544.0099其中对人类活动及天气变化有影响的大气成分为:(1)氧气:氧气占大气质量的 23%,它是动植物生存、繁殖的必要条件。氧的主要来源是绿色植物的光合作用。有机物的呼吸和腐烂、矿物燃料的燃烧需要消耗氧而放出二氧化碳。(2)氮气:氮气占大气质量的 76%,它的性质很稳定,只有极少量的氮能被微生物固定在土壤和海洋里变成有机化合物。闪电能把大气中的氮氧化(变成二氧化氮),被雨水吸收落入土壤,成为植物所需的肥料。(3)二氧化碳:二氧化碳含量随地点、时间而异。人烟稠密的工业区占大气质量的万分之五,农村大为减少。同一地区冬季多夏季少,夜间多白天少,阴天多晴天少。这是因为植物的光合作用需要消耗二氧化碳。(4)臭氧:臭氧是分子氧吸收短于 0.24 微米的紫外线辐射后重新结合的产物。臭氧的产生必须有足够的气体分子密度,同时有紫外线辐射,因此臭氧密度在 22—35 千米处最大。臭氧对太阳紫外辐射有强烈的吸收作用,加热了所在高度(平流层)的大气,对平流层温度场和流场起着决定作用,同时臭氧层阻挡了强紫外线辐射,保护了地球上的生命。 水汽在大气中含量很少,但变化很大,其变化范围在 0—4%之间,水汽绝大部分集中在低...