- 大气的组成和垂直分层
- 大气的组成
- 低层大气中除去水汽和杂质以外的混合气体，称为干洁空气。
组成成分 | 作用 | |
干洁空气 | 氧（21%） | 是人类和其他生物维持生命活动所必需的物质 |
氮（78%） | 地球上生物体的基本元素 | |
二氧化碳 （0.038%） | 是绿色植物进行光合作用的基本原料，它吸收地面辐射的能力强，使气温升高 | |
臭氧 | 能吸收太阳光中的紫外线，使大气增温，对生物具有保护作用 |
- 二氧化碳二氧化碳体积分数的增加基本上都来自化石燃料的燃烧和土地利用的变化（主要是毁林）。
- 化石燃料燃烧，会释放二氧化碳；森林面积缩小，会减少森林对二氧化碳的吸收量。
- 大气中二氧化碳和臭氧含量虽少，但对地球上的生命活动和自然环境有着重要作用。
- 大气中的水汽和杂质含量很少，却在天气变化中扮演重要角色。水的相变，产生云、雨、雾、雪等一系列天气现象；杂质作为凝结核，是成云致雨的必要条件。
- 大气的垂直分层
- 划分依据：温度、运动状况及密度的差异。
- 大气自下而上可以划分为对流层、平流层和高层大气。
垂直分层 | 气温特点 | 大气运动 | 天气状况 | 与人类活动的关系 |
对 流 层 | 气温随高度的升高而递减 | 上部冷、下部热，有利于大气的对流运动 | 近地面的水汽和杂质通过对流运动向上输送，在上升过程中随着气温降低，容易成云致雨，天气现象复杂多变。 | 人类生活在对流层的底部 与人类关系最为密切 |
平 流 层 | 气温随高度升高而升高 这是因为平流层中的臭氧吸收大量太阳紫外线，使大气增温。 | 上部热、下部冷，主要以平流运动为主 | 该层大气中水汽和杂质含量很少，无云雨现象，能见度好 | 适合航空飞行。 |
平流层以上的大气统称为： 高层大气 | 由于没有吸收紫外线的臭氧，气温会下降；随后，由于大气吸收了更短波长的太阳紫外线，温度又持续上升，在300千米的高空，温度可达1000℃以上。 | 在80-500千米的高空，有若干电离层。电离层大气在太阳紫外线和宇宙射线的作用下，处于高度电离状态，能反射无线电波，对无线电通信有重要作用。 |
- 高层大气空气密度很小，在2000-3000千米的高空，大气的密度已经和星际空间的密度非常接近，这个高度可以看作是地球大气的上界。
- 目前，人类面临的全球性环境问题，如全球变暖、臭氧层破坏等，都需要国际合作才能解决。保护臭氧层的成功，成为全球合作成功解决这类问题的典范。
- 大气受热过程和大气运动
- 大气的受热过程
- 大气的受热过程
- 太阳辐射是地球大气最重要的能量来源。
- 太阳辐射在传播过程中，小部分被大气吸收或反射，大部分到达地球表面。（如下图中字母A所示）
- 到达地球表面的太阳辐射，被地面吸收和反射。地面因吸收太阳辐射而增温，同时又以长波辐射的形式把热量传递给近地面大气。（如下图中字母B所示）
- 从大气的受热过程来看，地面长波辐射是近地面大气主要的、直接的热源，对流层大气的热量主要也是来源于此。
- 大气对地面的保温作用
- 对流层中的水汽、二氧化碳等，吸收长波辐射的能力很强，大气在吸收地面长波辐射后会增温。
- 大气辐射除一小部分向上射向宇宙空间外，大部分向下射向地面，其方向与地面辐射方向相反，故称为大气逆辐射。
- 大气逆辐射把热量传给地面，一定程度上补偿地面辐射损失的热量，对地面起到了保温作用。天空有云，特别是浓密的低云时，大气逆辐射更强。
保温过程 | 具体过程 | 热量来源 |
过程1 太阳暖大地 | 太阳辐射到达地面，地面吸收后增温 | 太阳是地面的直接热源 |
过程2 大地暖大气 | 地面增温后形成地面辐射，大气吸收后增温 | 地面是近地面大气的直接热源 |
过程3 大气还大地 | 大气增温后形成大气辐射，其中向下的部分称为大气逆辐射，它将大部分热量还给地面 | 通过大气逆辐射把热量还给地面 |
- 大气热力环流
- 大气热力环流
- 大气运动有垂直运动和水平运动之分。
- 大气的垂直运动表现为气流上升或气流下沉，大气的水平运动即是风。
- 由于地面冷热不均而形成的空气环流，成为大气热力环流。它是大气运动的一种最简单的形式。
- 形成过程：
