大气化学-1 绪论.ppt

* CO2浓度降低的另一个原因是陆地绿色植物的吸收，绿色植物约出现在4亿多年以前 280ppmV(工业革命前) (主要是第一过程) 有资料表明，4.5亿年以前，4×103-6×103 ppm, 2千万年前， 380 ppm, 40万年前，180-300 ppm * b) N2浓度的变化 (1)由次生大气的氮气积累起来的，不过难以解释； （2）可能与生物活动有关。 c) O2浓度 生物活动有关。地球上的生命始于无氧环境（38亿年以前）,那时的氧气只有0.1％，大约6亿年前时约1％，臭氧O3明显增加，紫外线减少，生物出现在水面上。 * SOURCES OF TROPOSPHERIC OZONE ? ? ? Fires Biosphere Human activity Lightning Ocean physics chemistry biology Nitrogen oxides (NOx) CO, Hydrocarbons hn Ozone (O3) hn, H2O Hydroxyl (OH) The Pacman of the atmosphere! Complex non-linear chemistry Tropopause (8-18 km) Stratospheric ozone STRATOSPHERE TROPOSPHERE O2 + hn Jacob * 对流层活性卤素化学: 充满机遇和挑战的研究领域 （地球科学进展） 大气化学过程 * * * * 从保留时间或寿命来分，成分： （1）准定常成分: 1000年,N2、O2、 惰性气体； （2）可变成分: 几年到几十年,CO2、 CH4、H2、N2O等； (3）变化很快的成分: 〈1年。 一般来说除惰性气体外，浓度和寿命是密切相关的,浓度越大的成分寿命越长:??C 主要研究微量成分（短寿命） * 1.4 大气的结构 化学过程(反应)，k=f (I, T, P) 从地面到80（或100km）以分子形式存在,称中性或均质层（60km以上白天有电离现象，数量还不多）。 在均质层中，大气的主要成分是氮和氧，占99％。干空气的平均分子量M＝28.973. * 大气的分层： (1) 对流层 对流层的垂直运动和水平运动都具有湍流运动特征，湍流运动有利于混合，垂直输送，包括气溶胶和微量成分的干沉降. 对流层包括边界层和自由对流层； 边界层：从地面到1～2km 的一层大气，受地表面状况的影响很大，形成一些与地面特征密切相关的特征。 * M. D. Eastin The Boundary Layer * 对流层顶高度：赤道附近18km,两极8km，变化量是不连续的，这种不连续的变化形成几个“缺口”，对流层与其上层大气的物质进行交换。 (2) 平流层:对流层顶以上到大约50km 左右的一层大气叫做平流层。 * 为什么在50km? O3在25km附近有一个峰，涉及到光化学理论。地表辐射影响的减少和O2及O3对太阳辐射的吸收加热，大气温度随高度的增加而上升，这种温度结构抑制了大气的垂直运动，只有水平运动,垂直运动（分子扩散），no convection. Uh 随高度增加而减少，随后随高度增加而增加，光化学重要. * (3) 中间层 从平流层顶到大约80km的高空，中间层有垂直运动 中间层顶气温达到极低值，比对流层还要低，是大气中最冷的一层。 60～80km过渡层。 * (4) 热层 中间层顶以上的大气层称为热层，气体密度很低，能量就不能被再辐射，通过热导扩散。热层中，空气分子几乎都被离解.(～800 km) 电离层 (5) 外层 800km 以上的一层，称为外层。 * 大气压随高度指数降低 温度随高度的变化 * 在80km, Pa≈ 0.01 hPa, Ta≈-90 oC 以80-100 km为界，以下的大气成分大概是一致的，以N2和O2为主。 100-1000 km 以氧为主 -2400 km 以氦为主 - 主要是氢 3000 km以上，跟星际空间的物质密度差不多了。 * 80km 以上，大气成分的相当分子被电离，随