大气环境化学-第二次课程

1第一章大气环境化学了解大气层的结构，大气的运动规律，大气了解大气层的结构，大气的运动规律，大气中的主要污染物迁移。掌握污染物遵循这些规律中的主要污染物迁移。掌握污染物遵循这些规律而发生的迁移过程，光化学反应基础，重要的大而发生的迁移过程，光化学反应基础，重要的大气污染化学问题及其形成机制，特别重要的是污气污染化学问题及其形成机制，特别重要的是污染物参与光化学烟雾和硫酸型烟雾的形成过程和染物参与光化学烟雾和硫酸型烟雾的形成过程和机理。还应了解酸雨、温室效应以及臭氧层破坏机理。还应了解酸雨、温室效应以及臭氧层破坏等全球性环境问题。等全球性环境问题。2第一节大气中污染物的迁移大气的结构和性质大气的结构和性质地球的辐射平衡地球的辐射平衡大气的组成大气的组成3一、大气中结构和性质1.11.1大气温度层结大气温度层结由于地球旋转作用以及距地面由于地球旋转作用以及距地面不同高度的各层次大气对太阳不同高度的各层次大气对太阳辐射吸收程度上的差异，使得辐射吸收程度上的差异，使得温度、密度等气象要素在垂直温度、密度等气象要素在垂直方向上呈不均匀的分布。人们方向上呈不均匀的分布。人们把静大气的温度和密度在垂直把静大气的温度和密度在垂直方向上的分布方向上的分布称为大气温度称为大气温度层结和大气密度层结。层结和大气密度层结。4一、大气中结构和性质对流层对流层（tropospheretroposphere）对流层的特点是对流层的特点是：气温随高度升高而降低气温随高度升高而降低，大约每上升约每上升100100m，温度降温度降0.6℃。空气密度大空气密度大。对流层平均厚对流层平均厚度为度为1010~1212kmkm，仅是大气层仅是大气层厚度的厚度的1%，但是大气总质量但是大气总质量的3/4以上和几乎所有水汽以上和几乎所有水汽集中在此层集中在此层。天气现象复杂多变天气现象复杂多变。5一、大气中结构和性质平流层（平流层（stratosphere）特点）特点:空气没有对流运动，平流运动占显空气没有对流运动，平流运动占显著优势。著优势。空气比下层稀薄得多，水汽、尘埃空气比下层稀薄得多，水汽、尘埃的含量甚微，很少出现天气现象，透的含量甚微，很少出现天气现象，透明度高。明度高。在高约在高约15~35km范围内，有厚约范围内，有厚约20km的一层臭氧层，因为臭氧具有的一层臭氧层，因为臭氧具有吸收太阳短波紫外线（吸收太阳短波紫外线（UV-B、UV-C）的能力，故使平流层的温度随高度升的能力，故使平流层的温度随高度升高，也防止了地球生命遭受高能辐射高，也防止了地球生命遭受高能辐射的伤害。的伤害。61.21.2大气垂直递减率和逆温大气垂直递减率和逆温随高度升高气温的降低率称为大气垂直递减随高度升高气温的降低率称为大气垂直递减率。率。T--------绝对温度，绝对温度，Kz--------高度高度在对流层中，在对流层中，<0<0，Γ=0.6K/100m=0.6K/100m一、大气中结构和性质ddTddT7左图白天的层结曲线为左图白天的层结曲线为ABCABC，夜晚近地面空气冷却较快，层结晚近地面空气冷却较快，层结曲线变为曲线变为FECFEC，其中其中FEFE为逆为逆温层。以后随着地面温度降低，层。以后随着地面温度降低，逆温层加厚，在清晨达到最厚，逆温层加厚，在清晨达到最厚，如DBDB段。日出后地面温度上段。日出后地面温度上升，逆温层近地面处首先破坏，升，逆温层近地面处首先破坏，自下而上逐渐变薄，最后消失。自下而上逐渐变薄，最后消失。lnPCBEDFA一、大气中结构和性质1.2大气垂直递减率和逆温大气垂直递减率和逆温图1-2辐射逆温辐射逆温