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3.1大气的组成与垂直分层
大气的垂直分层
大气垂直分层的依据大气温度、密度和运动状况的差异对流层平流层高层大气高层大气平流层对流层
(1)对流层:与人类关系最密切范围:近地面至对流层顶高层大气平流层对流层大气圈最底层,集中了约75%的大气和90%以上的水汽、固体杂质,大气中的污染物也集中在这一层。
对流层高度和气温变化图高度(千米100流层高层大气平流层温度(摄氏度)对流层的主要特点气温随高度增加而递减,每上升100米约降低0.6℃(热量来自于地面辐射)。空气对流运动显著(下热上冷)。常出现云、雨、雾、雪等天气。(具备成云致雨的必要条件,水汽杂质含量多,对流运动显著,气流上升气温降低,水汽凝结,成云致雨。)
低纬地区:17-18千米0°30°60°90°N30°60°90°S5101520千米中纬地区:10-12千米高纬地区:8-9千米高层大气平流层对流层厚度:空间:低纬厚,高纬薄 季节:夏季厚,冬季薄
逆温的形成及其影响逆温:对流层中气温随高度增加而上升,或者地面上随高度的增加,降温变化率小于0.6°C/100 m。 原理:同一高度上热下冷,空气不对流,发生平流运动,不遵循气温垂直递减率。气温随高度升高而递减气温高度气温随高度升高而递增气温高度正常逆温
逆温生消过程,自下而上出现和消失辐射逆温:经常发生在晴朗无云的夜空,近地面气温迅速下降,而高处大气层降温较少,从而出现下冷上暖的逆温现象。这种逆温黎明前最强,日出后自下而上消失。
平流逆温:暖空气水平移动到冷的地面或气层上,由于暖空气的下层受到冷地面或气层的影响而迅速降温,上层受影响较少,降温较慢,从而形成逆温。主要出现在中纬度沿海地区。地形逆温:主要在盆地和谷地中。由于山坡散热快,冷空气循山坡下沉到谷底,谷底原来的较暖空气被冷空气抬挤上升。 动力 热力
成雾易造成早晨多雾,能见度降低,影响交通。大气污染大气对流运动受阻,使近地面污染物不能及时扩散,危害人体健康。影响航空在低空:多雾天气影响飞机起降;在高空:大气以平流运动为主,利于飞机飞行。有利:抑制沙尘暴发生;应用于作物种植,提高产量及质量。
2)平流层:适合飞机飞行范围:对流层顶向上至50-55千米。高层大气平流层对流层
平流层的主要特点气温随高度升高而升高。(平流层上部臭氧(15-35千米)吸收紫外线,使大气增温)对流运动弱,平流运动显著(下冷上热)。大气平稳,天气晴朗,能见度好,利于高空飞行。平流层高度和气温变化图高度(千米)200120601008040-100流层高层大气平流层温度(摄氏度)
Q:飞机起飞从对流层飞入平流层的过程中,坐在飞机里的乘客有何感受?气压降低,出现耳鸣等现象。向上飞入平流层过程中飞机较颠簸(对流层水汽杂质多,天气多变),进入平流层后飞机平稳。
南极臭氧空洞20世纪70年代,科学家发现南极地区上空的臭氧量下降严重,出现了南极臭氧洞。2006年“南极臭氧洞”面积已经超过北美洲的面积。在新型制冷设备的推广下,2019年南极臭氧洞面积已缩至近四十年最小值,目前南极臭氧洞正在慢慢缩小。影响:1.增加皮肤癌。2.损害眼睛,增加白内障患者。3.削弱免疫力,增加传染病患者。措施:研发新型制冷设备,控制氟氯烃的产生。
3)高层大气:地球大气上界范围:自平流层顶至2000~3000千米高空高层大气平流层对流层
高层大气的主要特点气温随高度升高先降低,再上升。空气运动:自下而上先对流后平流天气现象:稳定少变气压低,空气密度小,易出现极光、流星现象。有若干电离层(60-500千米的高空),能反射无线电波,适于无线电通信。高层大气高度和气温变化图高度(千米)200120601008040-100流层高层大气平流层温度(摄氏度)自平流层顶部开始,由于没有吸收紫外线的臭氧,气温下降;其后,由于大气吸收了更短波长的太阳紫外线,温度又开始上升。
大气垂直分层的特点分层高度范围主要特点特点成因与人类的关系对流层低纬17~18 km中纬10~12 km高纬8~9 km气温随高度的升高而递减地面是对流层大气的直接热源,离地面越近,受热越多人类生活在对流层底部,与人类关系最密切空气对流运动显著下热上冷,利于空气对流运动天气现象复杂多变几乎全部的水汽、杂质都集中在该层,对流运动易成云致雨
分层高度范围主要特点特点成因与人类的关系平流层从对流层顶部至50~55 km气温随高度升高而升高臭氧吸收太阳紫外线人类生存环境的天然屏障;利于高空飞行以平流运动为主下冷上热,大气稳定天气晴朗,利于高空飞行水汽、杂质少能见度好,大气稳定
分层高度范围主要特点特点成因与人类的关系高层大气从平流层顶到3 000km的高空气压很低,密
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