包围地球的空气
大气为地球生命的繁衍和人类的发展提供了必要条件
是多种气体的混合物
主要由干洁空气、水汽和杂质三部分组成
主要成分是氮气和氧气
占78%,是地球上生物体的基本成分
占21%,是人类和其他好氧生物维持生命活动必需的物质,并参与有机物的燃烧、腐败和分解过程
是绿色植物进行光合作用的基本原料,对地面起保温作用
二氧化碳是温室气体,浓度上升,会导致全球变暖
能强烈吸收太阳紫外线,可保护地球上的生物免受紫外线的伤害
海洋上空高于陆地上空,湿润地区上空高于干旱地区上空
地面向高空逐渐减少
可发生固、液、气三态的转化,产生云、雾、雨、雪等天气现象
随时间、地点、天气条件而变化
陆上多于海上,城市多于乡村,冬季多于夏季
会使大气能见度变差
作为凝结核,是成云致雨的必要条件
当空气中所含水汽超出饱和量,并有足够的凝结核存在时,多余的水汽便会凝结出来,变成小水滴或冰晶。
大气中因悬浮的水气凝结,水平能见度低于1千米时,称之为雾
悬浮于大气中的大量微小尘粒、烟粒或盐粒的集合体,使空气浑浊
水平能见度降低到10千米以下时,称之为霾
组成霾的粒子极小,不能用肉眼分辨,是一种大气污染状态
直径小于或等于2.5微米的颗粒物,是造成霾的元凶
根据大气温度、密度、运动状况、垂直方向上的差异分层
贴近地面的大气最低层
整个大气质量的3/4,和几乎全部的水汽、杂质,都集中在这一层
低纬度厚、高纬度薄
夏季厚、冬季薄
地面是直接热源
随着空气的对流运动,近地面的水汽和杂质向上空输送,遇冷凝结,成云致雨
自对流层顶向上至50-55千米高度的范围为平流层
平流层大气以水平运动为主,因此得名
平流层水汽、杂质含量稀少,天气现象少见
平流层大气平稳,天气晴朗,有利于航空飞机飞行
平流层顶以上的大气
高层大气气压很低,密度很小
在60-500千米的高空,有若干电离层
在太阳紫外线和宇宙射线的作用下,大气分子被分解为离子,使大气处于高度电离状态
电离层能反射无线电波,对远距离无线电通信有重要作用
大气中的云层和较大颗粒的尘埃,能反射太阳辐射
云的反射作用最为显著,云层越低、越厚,云量越多,反射越强
当太阳辐射在大气中遇到空气分子或微小尘埃时,太阳辐射的一部分便以这些质点为中心,向四面弥散
在太阳辐射的可见光中,蓝光、紫光的波长较短,容易被空气分子散射,因而晴朗的天空呈现蔚蓝色
大气对太阳辐射的吸收具有选择性
大气中的水汽和二氧化碳,主要吸收波长较长的红外线
大气中的臭氧,主要吸收波长较短的紫外线
大气对太阳辐射中能量最强的可见光吸收得很少,大部分可见光能够透过大气射到地面上
对于对流层大气来说,太阳辐射不是主要的直接热源
到达地面的太阳辐射不是均匀分布的,是由低纬度向两极递减
低纬度地区太阳高度大,辐射经过大气的路程短,被大气削弱少,到达地面的太阳辐射多;两极地区则相反
地面吸收太阳辐射后升温,同时又向外释放辐射能量,形成地面辐射
物体温度越高,辐射中最强部分的波长越短;反之越长
地面温度比太阳低得多,因此地面辐射波长比太阳辐射要长得多,主要集中在红外线部分
根据辐射波长的差异,将太阳辐射称为短波辐射,地面辐射称为长波辐射
对流层大气中的水汽和二氧化碳等,可强烈地吸收地面辐射
地面辐射除极少一部分返回宇宙空间外,绝大部分被截留在对流层大气中,使大气增温,因此,地面是对流层大气主要的直接热源
大气吸收地面辐射增温的同时,也向外辐射能量
大气温度比地面低,所以大气辐射也是长波辐射
大气辐射一部分向上射向宇宙空间,大部分射到地面
射向地面的大气辐射,其方向与地面辐射相反,故称为大气逆辐射
大气逆辐射把热量归还给地面,补偿了地面辐射损失的热量,对地面起到保温作用
天空中有云或空气中湿度较大时,大气逆辐射就会增强
太阳辐射分布的差异,造成不同地区气温不同,并导致水平方向上各地间的气压差异,引起大气运动
表现为气流上升或下沉
表现为风
由于地面冷热不均而形成的空气环流
是大气运动的一种最简单的形式
热力环流是一种常见的自然现象
如:陆地与海洋之间、山坡与山谷之间都可能形成热力环流