自然地理学
PhysicalGeography
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o教学重点：认识大气的的组成、特性及其运动规律，
掌握气候的形成和变化规律。
o教学难点：气候的形成和变化规律
o检索分析：在图书馆文献信息系统或者网络上，检索“大气”、“气候”，分题名检索和关键词检索，看
有哪些图书、论文和网站与之有关，并了解该领域的
新进展。;
o一、大气的成分
o二、大气的结构
o三、大气的热能
o四、气温;
o地球大气是多种物质的混合物，由干洁空气、水汽、悬浮尘粒或杂质组成。在距地表85km以下的各种气体成分中，一般可分为两类。一类称为定常成分；另一类称可变成分。
o（一）干洁空气
o通常把除水汽、液体和固体杂质外的整个混合气体称为干洁空气。简称干空气。
o它是地球大气得主体，主要成分是氮、氧、氩、二氧化碳等，此外还有少量氢、氖、氪、氙、臭氧等稀有气体。;;
1、氮和氧
N2约占大气容积的78％。常温下，N2的化学性质不
活泼，不能被植物直接利用只能通过植物的根瘤菌，
部分固定于土壤中。N2对太阳辐射远紫外区0.03~
0.13μm具有选择性吸收。
02占地球大气质量的23％，按体积比占21％。除了游离态外，氧还以硅酸盐、氧化物、水等化合物形式存在。;
2、二氧化碳（co2）
只占大气容积的0.03％，多集中在20km高度以下，主要由
有机物燃烧、腐烂和生物呼吸过程产生。二氧化碳对太阳短波吸收很少，但能强烈吸收地表长波辐射，致使从地表辐射的热量不易散失到太空。
对地球有保温作用，但近年来随着工业的发展和人口的增
长，全球二氧化碳含量逐年增加，改变了大气热平衡，导致地面和低层大气平均温度升高，引起严重的气候问题。;
o3、臭氧
o主要分布在10～40km的高度处，极大值在20～25km附近，
称为臭氧层。臭氧虽在大气中的含量很少，但具有强烈吸收紫外线的能力。研究表明，人们大量使用氮肥以及作冷冻剂和除臭剂使用的碳氟化合物（氟利昂）所造成的污染使平流层的臭氧遭到破坏。臭氧层的破坏能引起一系列不利于人类的气候生物效应，因而受到广泛关注。;
o整个大气包含的水汽平均为1.24×107kg，相当??
24mm厚的水层。而大气总降水量为780mm，大气中的水
汽每年更替约32次，即11天更替一次。;;
o大气悬浮固体杂质和液体微粒，也可称为气溶胶粒子。除由水汽变成的水滴和冰晶外，主要是大气尘埃和其他杂质。
o大的水溶性气溶胶粒子最易使水气凝结，是成云致雨的重要条件。气溶胶粒子能吸收部分太阳辐射并散射辐射，从而改变大气透明度。它对太阳辐射的影响和增
大散射辐射、大气长波逆辐射，都有可能破坏地球的辐射平衡。;
o（一）大气质量
o1、大气上界
o大气按其物理性质来说是不均匀的，特别是在铅直方向变化急剧。在很高的高度上空气十分稀薄，气体分子之间的距离很大。在理论上，当压力为零或接近于零的高度为大气顶层，但这种高度不可能出现。因为在很高的高度渐渐到达星际空间，不存在完全没有空气分子的地方。;
气象学家认为，只要发生在最大高度上的某种现象与地面
气候有关，便可定义这个高度为大气上界。
过去曾把极光出现的最大高度（1200km）定为大气上界。
物理学家、化学家则从大气物理、化学特征出发，认为大气上界至少高于1200km，但不超过3200km，因为在这个高度上离心力以超过重力，大气密度接近星际气体密度。所以在高层大气物理学中，常把大气上界定在3000km。;
o大气高度虽然不易确定，大气质量却可以从理论上求得。
假定大气是均质的，则大气高度约为8000m，整个大气柱的质量为
om0＝p0H
o=1.125×10－3×8×105
o=1013.3g/cm2
op0为标准情况下（T＝0℃,气压为1013.25hPa）大气密度。;
o1、气压
o定义从观测高度到大气上界上单位面积上（横截面积1cm2）铅直空气柱的重量为大气压强，简称气压。
o地面的气压值在980～1040hPa之间变动，平均为
1013hPa。气压有日变化和年变化，还有非周期变化。气压非周期变化常与大气环流和和天气系统有关，且变化幅度大。;
气压日变化，一昼夜有两个最高值（9-10时，21-22时）
和两个最低值（3-4时，15-16时）。
热带的日变化比温带明显。
赤道地区气压年变化不大，高纬地区较大；大陆和海洋也
有显著差别，大陆冬季气压高，夏季最低，而海洋相反。;
2·气压的垂直分布
气压大小取决于所在水平面的大
气质量，随高度的上升，大气柱质量减少，所以气压随高度升高而降低。其一般情况如右图所示：;;
按照分子组成，大气可分为两个大的层次，即均质层和非
均质层。
均质层为从地表至