《大气的组成和性质.》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大气的组成和性质.（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、大气环境化学 第二章 大气环境化学 n教学目标 n1 掌握大气的组成和结构 n2 掌握大气温度层结、气温垂直递减率、大气 稳定度等概念 n3 了解影响大气污染物迁移的因素 n4 掌握大气中重要吸光物质的光解作用。掌握 自由基、 硫氧化物、氮氧化物、碳氢化合物 等在大气中的化学转化 n5 了解光化学烟雾的形成机理和危害。 n6 了解酸雨、温室效应、臭氧层破坏、汽车尾 气污染等大气环境问题的产生机理和危害 第二章 大气环境化学 n第一节 大气的组成结构和性质 n一 大气的范围 n大气：地球表面受空气引力作用，随 地球旋转的空气层 n厚度:1000Km 4400Km n质量：5.31018 Kg 高
2、度 范围 大气含 量 5Km以 下 50% 10Km以 下 75% 30Km以 下 95% 分布状况 1、提供生命所需的氧气等 2、保护地球上的生物免受紫外线的伤害 3、维持一定的温度,不至地球表面的温度过高过低. 4、大气层是地球上液态、气态、固态的转化场所和必须. 第二章 大气环境化学 n第一节 大气的组成结构和性质 n二 大气的组成 二、大气的组成 大气是由干洁空气、水汽和微小尘埃组成的混合物。 第二章 大气环境化学 n第一节 大气的结构和性质 n二 大气的组成 n按成分的可变性划分 n稳定成分：N2 O2 Ar n可变成分: CO2 SO2 H2O等 n不确定成分：污染性气体 n按含量
3、划分 n主要成分： N2 O2 Ar（99.96%） n微量成分： CO2 CH4 He Ne Kr(10-6%-1% ) n痕量成分: H2 NO Xe NH3 SO2 (10-6%以下） n（清洁干燥大气的组成见教材Page13 表2-1 ） 第二章 大气环境化学 n第一节 大气的结构 和性质 n三 大气的垂直结构 n 世界气象组织（WMO ）建议的分层结构（ 按温度变化规律):对 流层、平流层、中间 层、热层、逸散层 特点: （1）气温随高度升高而降低。 （2）空气密度大。 （3）天气复杂多变。 （4）对流层下部湍流。 对流层: 平均厚度12km,赤道19km，两极8- 9km，云雨主要
4、发生层，夏季厚，冬季薄 特点： （1） 空气基本无对流，平流 运动占显著优势。 （2） 空气比下层稀薄，水 汽、尘埃含量很少，很少有天气现 象，透明度极高。 （3） 在15-35km的范围内 （平流层上层），厚度约20km的臭 氧层。 2、平流层: 对流层顶到约50km的地方 3、中间层 从平流层顶到约85km的高度。 （1） 空气更稀薄 （2） 无水分 （3） 温度随高度增加而降低，中间层顶，气温最低 （-100） （4） 中间层中上部，气体分子（O2、N2）开始电离。 4、热（成）层 从80km到约800km的地方 (1)温度随高度增加迅速增高； (2)大气更为稀薄; (3)大部分空气分子
5、被电离成为离子和自由电子，又称电 离层，可以反射无线电波 5、逸散层 （1） 800km以上高空 （2） 空气稀薄，密度几乎与太空相同 （3） 空气分子受地球引力极小，所以 气体及其微粒可以不断从该层逃逸出去 序 号 大气层平均厚度温度变化气象特征 1 对流层12Km气温随高度 上升而下降 空气对流 有大气现象 2平流层 17 50Km 等温层至25Km温度不变 上部气体 密度小 气体无垂 直运动 没有天气 现象 污染物不 易扩散 逆温层 至平流层 顶 温度随高度 上升 臭氧层 15 35Km 3中间层至80Km气温随高度 降低 有强烈对流 4热层至800Km(电离层)气温随高度 上升 大量气
6、体分 子被电离 5逸散层800Km以上空气稀薄 质点太空中逸散 第二章 大气环境化学 n第一节 大气的结构和性质 n 四 大气温度层结 n1 大气温度层结：静大气温度在垂直方向上的分布 n2 气温垂直递减率：单位高度差气温变化的负值 n =-dt/dz n存在以下三种情况：气温随高度递减 递减层结 n 气温不随高度变化 = 等温层结 n 气温随高度增加 逆温层结 n 第二章 大气环境化学 n第一节 大气的结构和性质 n 四 大气温度层结 n3 逆温现象： 因形成过程不同可分为辐射逆 温、平流逆温、融雪逆温、地形逆温、下沉逆温、锋 面逆温等。 n最常见地面逆温：辐射逆温 地面因辐射而失去热量，近
7、地气层冷却强烈，较 高气层冷却较慢，形成从地面开始向上气温递增，称 为辐射逆温。 n。 随着夜深地面失热愈多，逆温层愈厚，日出后，地面增热，逆 温逐渐消失。辐射逆温在大陆上常年均可出现，以冬季最强、夏季 较弱。山谷和盆地因冷空气沿斜坡流入，常使辐射逆温加强。云顶 因夜间辐射冷却，也可形成空中辐射逆温层。 晴朗无云，无风夜晚，没有云层阻挡，地面辐射丧失大量能量，温 度降低过多，易于形成辐射逆温（地面冷）； 若风速在2-3m/s，辐射逆温不易形成，若风速大于6m/s，则可完全 阻止辐射逆温的形成，这是由于风带来气流运动，使外界较暖气团 运动过来后补充了当地地面辐射的热量损失 逆温形成的条件：高度：
8、距地面100150m 气象条件：晴朗、无风的夜晚 第二章 大气环境化学 n第一节 大气的结构和性质 n四 大气温度层结 n4 大气稳定度 n 气块：大气中微小的气团 n 绝热过程：和环境间没有能量交换。 n 绝热上升：大气中气块上升时由于 n 外界压力减小而膨胀， n 其对外所作功需要消耗内能完成。所以温度下降。 n 干绝热垂直递减率： d=0.98100m 20 21 100m 第二章 大气环境化学 n第一节 大气的结构和性质 n大气中气团受外力作用发生垂直位移，外力消失后气团的运动可 分为三种状况:气团返回原位趋势明显大气稳定 d n 仍按原方向运动大气不稳定d n 随外力运动中性。=d
9、n大气稳定度分类 符号ABCDEF 稳定度极不稳不稳微不稳中性微稳稳 第二章 大气环境化学 第一节 大气的结构和性质 五 影响大气污染物迁移的因素 主要有气象动力因素（风和湍流）、天气形势 、地形地貌、污染物自身性质。 1 气象动力因素的影响 风 风向：决定污染物扩散的方向 风速：决定污染物扩散的速度 湍流：大气无规律运动的流体状态，可造成 风速的脉动和风向的摆动。 第二章 大气环境化学 n五 影响大气污染物迁移的因素 n2 地形地貌的影响 n地形地貌造成的局部空气环流，对大气 污染影响较大。主要有海陆风、山谷风 、城市热岛效应等 。 海洋和大陆在白天和夜间的热力差异， 导致的白天和夜间海洋和
10、陆地之间的风向转换。 白天：海风，夜晚：陆风 对污染扩散的影响： 白天海风吹向陆地，海风处于下层，温度较低，易于形成逆温。 夜间陆风吹向海洋，陆风处于下层，温度和海洋差别不大，不易 形成逆温 易造成污染物往返，海陆风转换期间，原随陆风吹向海洋的污染 物又会被吹会陆地。循环作用，如果污染源处于海路风交界处，并 处于局地环流，则污染物很难扩散出去，不断累积达高的浓度。 1、海陆风 2、山谷风 n白天：山坡升温快，山坡气流快速上升，空气由谷底 补充山坡谷风 n夜间：山坡降温快，山坡冷空气流向谷底山风 n处于山谷地区的污染源很难扩散，早期一些大气污染 事件都发生在山区，马斯河谷烟雾事件。如今人们认 识到这一常识，山区成为旅游胜地，而不再是建造工 业企业的胜地。 主要动力是城市热岛效应造成 的 城市空气从上层流向郊区，郊 区温度较低的空气从下部流向城 市，形成城市和郊区间的大气局 地环流。 使得污染物在城区很难扩散出 去，形成城市烟幕，导致市区 大气污染加剧。 3、城郊风
