特点:
(1)空气稀薄,随高度增加,温度降低。
4
速升高。
部分分子发生电离。
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(2)有强烈的对流运动。 (3)距离地面85km处,温度达最低值,出现中间层顶。 、热层:是指中间层顶到70km处的大气。 特点: (1)空气更稀薄,高度80~90km处,温度不变;90km以上,温度迅(2)空气处于高度电离状态。由于阳光和宇宙射线作用,空气中的大(3)该层对无线电通信有重大意义。 、外逸层:是指700~3000km处的大气区域。
特点:
(1)空气更稀薄,温度随高度升高而升高。
(2)空气和微粒可以从该层进入宇宙。由于地心引力太小。
二、大气组分及浓度表示法
(一) 气体组分 n2、o2、co2、h2o、he、ne、
大气组分 ar、ch4、h2、so2、no2
颗粒物 尘 埃:d﹥10μm
1、尘埃:气溶胶:d<10μm
2、气溶胶:是指固态或液态微粒均匀分散在气体中而形成的稳定体系。 来源:天然源:火山喷发、森林火灾、流星碎屑等
人为源:硫酸盐、硝酸盐、碳氢化合物等
危害:(1)引起地面或物体表面积尘;
(2)降落在金属器件上,加速器件腐蚀;
(3)与大气中的so2等形成酸雾或酸性沉降物;
(4)引发感冒、支气管炎等人体疾病;
(5)成为影响气候的重要因素之一。如促成雨、雾的形成,增加云
层对阳光的反射能力等。
消除过程:(见复印198、199页)
大气中粒子被消除的过程语其本身大小有关,最大的粒子有相当大的沉降速度,并可用斯托克斯定律来定量描述。
例题:已知温度为273k时,空气的粘度和密度分别为170 μ和0.0013
3, 求粒径d=1μm的细菌类颗粒物在空气中的沉降速度(颗粒物密度为23)(6.4*10-4)
三、温室效应和地球暖化
最早提出温室效应的是法国数学家傅立叶,此后人们在对水、二氧化碳吸收光谱的基础上,建立了有关温室效应的基本理论。
(一)太阳和地球辐射间的能量平衡
地球表面在白天受日照后,温度升高,地面就成为一个长波辐射体。太阳、地球和大气低层的云层在各自的温度范围内可看作黑体(即能全部吸收外来电磁辐射而毫无反射和透射的理想物体)。黑体的辐射度(即每单位面积和单位时间内发射的辐射能)可用普朗克定律表示:
当辐射度对波长全微分是,就可得出累积辐射度的表达式:
该表达式为斯蒂芬—波尔茨曼辐射定律,并可用曲线来表示(如图 ),每条曲线下面的面积等于绝对黑体在一定温度下单位面积上所发生的累积辐射度。辐射度的最大值所在位置的波长可按下式确定:
根据以上理论,我们可以说,由太阳所发的是短波辐射;由地球表面所发的是长波辐射。并且由于两者温度差别太大,所以这两种辐射波实际上是不会互相重叠的。如图所示。整个太阳辐射波谱是在波长小于4微米的范围内;而整个地球辐射波谱是在4~30微米的范围内。因此4微米是区分这两种辐射的界限。但就辐射度来说,太阳辐射仅以很小的立体角投射到地球上,并且在途中很大一部分被大气层吸收、反射,所以从年平均情况来说,为地球所吸收的能量和发射的能量正好抵消(如图 )。
(二)温室效应