大气的组成是什么?

大气组成指的是干空气的化学成分。氮气占干空气的体积比最大,约为78%。其次是氧气,约占干空气体积的21%。剩下的1%由其它各种气体构成。

其中氧气是生命不可或缺的成分;二氧化碳作用也很大,可以用于植物的呼吸作用,还可以灭火,干冰(固体二氧化碳)可以制造舞台效果等;其他气体都有着很重要的作用。

其他

水汽主要是来自海洋、湖泊、河流、土壤、潮湿的物体等的蒸发以及植物的蒸腾。大气中水汽含量随着时间、地点、条件的不同而不同。我们生活中的云雾雨雪等天气现象都有着水汽的功劳。

大气之中的固体杂质主要有尘埃、烟粒、盐粒等。来源一个是火山喷发、森林大火、流星燃烧的尘埃等,盐粒来自海洋和内陆盐湖水汽进入大气,水滴被蒸发以后形成的。另一个就是人为制造的,各种工厂、汽车尾气等制造出来的。

以上内容参考:百度百科-大气组成

一、大气的组成

大气是由多种气体混合组成的,按其成分可以概括为三部分:干燥清洁的空气、水汽和悬浮微粒。干洁空气的主要成分是氮、氧、氩、二氧化碳气体,其含量占全部干洁空气的 99.996% (体积);氖、氦、氪、甲烷等次要成分只占 0.004% 左右,如表 5 - 1 所示。

由于空气的垂直运动、水平运动以及分子扩散,使得干洁空气的组成比例直到 90 - 100km 的高度还基本保持不变。也就是说,在人类经常活动的范围内,任何地方干洁空气的物理性质是基本相同的。例如,干洁空气的平均分子量为 28.966 ,在标准状态下( 273.15K , latm )密度为 1.293kg /m3。

大气中的水蒸汽主要来自海水的蒸发,少量来自江河、湖泊水的蒸发以及因土壤、植物的蒸腾作用。大气中的水汽含量,随着时间、地点、气象条件等不同而有较大变化,在正常状态下其变化范围为 0.02-6% 。大气中的水汽含量虽然很少,但却导致了各种复杂的天气现象:云、雾、雨、雪、霜、露等。这些现象不仅引起大气中湿度的变化,而且还引起热量的转化。同时,水汽又具有很强的吸收长波辐射的能力,对地面的保温起着重要的作用。

大气中的悬浮微粒,除水汽凝结物如云、雾滴、冰晶等,主要是大气尘埃和悬浮在空气中的其他杂质。

二、大气圈的结构

根据大气在垂直方向上温度、化学成分等物理性质的差异,同时考虑到大气的垂直运动状况,可将大气圈分为五层(图 5 - 1 )。

(一)对流层

对流层是大气的最低层,其厚度随纬度和季节而变化。在赤道低纬度区为 17 ~ 18km ;在中纬度地区为 10 ~ 12km ;两极附近高纬度地区为 8 ~ 9km 。夏季较厚,冬季较薄。

这一层的显著特点:一是气温随高度升高而递减,大约每上升 100m ,温度降低 0.6 ℃ ~ 0.65 ℃ 。由于贴近地面的空气受地面辐射增温的影响而膨胀上升,上面冷空气下沉,故在垂直方向上形成强烈的对流;二是密度大,对流层虽然相对于大气圈的总厚度来说很薄,但是它的质量却占大气总质量的 3/4 以上。

(二)平流层

对流层顶到 50km 的大气层为平流层。在平流层下层,即 30 ~ 35km 以下,温度随高度降低变化较小,气温趋于稳定,所以又称同温层;在 30 ~ 35km 以上,温度随高度升高而升高。这是因为,在高约 15 ~ 35km 的范围内,有厚约 20km 的一层臭氧层。因臭氧具有吸收太阳光短波紫外线的能力,同时在紫外线的作用下可被分解为原子氧和分子氧。当它们重新化合生成臭氧时,可以热的形式释放出大量的能量,使平流层的温度升高。平流层能大量吸收紫外线,使地球生物免受紫外线的照射,同时又对地球起保温作用。平流层的空气没有垂直对流运动,平流运动占显著优势,空气比对流层稀薄得多且干燥,水汽、尘埃的含量甚微,大气透明度好,很难出现云、雨等天气现象。

(三)中间层

从平流层顶到 80km 高度的一层称为中间层,该层空气更为稀薄,有强烈的垂直对流运动,气温随高度增加而下降,该层顶部温度可降至 -83 ~ -113 ℃ 。

(四)热成层

从 80km 到约 500km 的高空称为热成层。该层的下部基本上是由分子氮所组成,而上部是由原子氧所组成。原子氧层可吸收太阳辐射出的紫外光,因而在这层中的气体温度随高度增加而迅速增加。层内温度很高,昼夜变化很大。由于太阳和宇宙射线的作用,该层大部分空气分子发生电离,使其具有较高密度的带电粒子,故又称为电离层。电离层能反射地面发射的电磁波,对地面的无线电通讯起到十分重要的作用。

(五)逸散层

热成层以上的大气层作为逸散层,该层空气在太阳紫外线和宇宙射线的作用下,大部分分子发生电离,使质子的含量大大超过中性氢原子的含量。逸散层空气极为稀薄,其密度几乎与太空密度相同。由于空气受地心引力极小,气体及微粒可以从这层被碰撞出地球重力场而进入太空逸散。对逸散层的高度还没有一致的看法,实际上地球大气与星际空间并没有截然的界限。该层的温度也是随高度增加而略有增加的。

大气层可分为几个层,对流层、平流层、中间层、热层、电离层,而对我们关系最密切的是从10-12公里以内的这一层空气对流层,主要天气现象云、雨、雪、雹等都发生在这一层里,而北极光出现在离地面80-500公里这些区域里,500公里以上叫外大气层,也叫磁力层,是大气层向星际空间过渡的区域.

通常把1000千米之内,即电离层之内作为大气的高度,即大气层厚1000千米

大气的组成,在120公里以下的高空中,大气的主要组成为:氮分子占78.00%(N2)和氧分子占(O2)20.25%的均匀混合体,其次为0.93%的氩(Ar)与0.03%的二氧化碳(CO2).再其次的组成元素(按含量的递减而排列)为氖、氦、氪、氙、氢、氯、氧化亚氮、臭氧、二氧化硫、二氧化氮、氨、一氧化氮及碘.二氧化碳及臭氧在大气中的含量虽然很少,但它们确是大气中之重要成分,因为二氧化碳可保持环境温度,臭氧则可防止太阳的某种有害人类之短波辐射至地面.大气中的水蒸汽及微尘之含量,则是随高度之增加而降低,它们对于大气之变化,都有重要的作用.它们可使天气有雨、云、雾等的变化.大气组成元素的分布,在120公里以上的高空,随原子量的不同而异.在120公里以下的高空,大气组成为氮分子及氧分子的混合气体;由120公里至1000公里,氧原子占主要位置;1000至2500公里为氮层,2500公里以上的太空中为氢气,而且氢气由此一直延伸至星际太空中.


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