备课资料（第一节 冷热不均引起大气运动）VIP免费

备课资料一、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层，有一半的水汽集中在2千米以下，3/4的水汽集中在4千米以下，10—12千米高度以下的水汽约占全部水汽总量的99%。大气中的水汽来源于下垫面，包括水面、潮湿物体表面、植物叶面的蒸腾。由于大气温度远低于水的沸点，因而水在大气中有相变效应。水汽含量在大气中变化很大，是天气变化的主要角色，云、雾、雨、雪、霜、露等都是水汽的各种形态。水汽能强烈地吸收地表发出的长波辐射，也能放出长波辐射，水汽的蒸发和凝结又能吸收和放出潜热，这都直接影响到地面和空气的温度，影响到大气的运动和变化。二、大气的垂直结构——特殊的“五层楼”结构就整个地球来说，愈靠近核心，组成物质的密度就愈大。大气圈是地球的一部分，若与地球的固体部分相比较，密度要比地球的固体部分小得多，全部大气圈的重量大约为5×10万吨，还不到地球总重量的1%；以大气圈的高层和低层相比较，高层的密度比低层要小得多，而且越高越稀薄。假如把海平面上的空气密度作为1，那么在240千米的高空，大气密度只有它的一千万分之一；到了1600千米的高空就更稀薄了，只有它的一千万亿分之一。整个大气圈质量的90%都集中在高于海平面16千米以内的空间里。距海平面80千米的高度以内，大气圈质量的99.999%都集中在这个界线以下，而所剩无几的大气却占据了这个界限以上的极大的空间。探测结果表明，地球大气圈的顶部并没有明显的分界线，而是逐渐过渡到星际空间的。高层大气稀薄的程度虽说比人造的真空还要“空”，但是在那里确实还有气体的微粒存在，而且比星际空间的物质密度要大得多，然而，它们已不属于气体分子了，而是原子及原子再分裂而产生的粒子。以80—100千米的高度为界，在这个界线以下的大气，尽管有稠密稀薄...