《气象气候学（赵昕奕）第三讲.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《气象气候学（赵昕奕）第三讲.ppt（34页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、第三讲 大气的基本化学过程,大气化学：研究大气中温室气体、痕量气体浓度的变化、气溶胶化学过程、大气海洋中这些物质的循环以及它们的气候效应。 是大气环境研究的基础，是大气科学的进步,1大气中温室气体的循环 1.1 二氧化碳(CO2)在大气中的循环 源: 矿物燃料的燃烧 释放速率: 6.0109t/a, 有一半生命史 100a 95%的排放集中在北半球 土地利用和森林破坏 释放速率: 1.5109t/a 自然释放, 生物呼吸作用, 火山活动,汇 海洋的吸收: 限于海洋表层100m,吸收量2.0X109t/a 生物圈的吸收: 植物的光合作用,吸收量 0.5X1091.5X109t/a 地表岩石风化的
2、吸收,大气中CO2的空间变化,南极冰芯观测到的CO2浓度变化,夏威夷观测到的CO2浓度变化,夏威夷观测到的CO2浓度变化和全球释放量,近千年CO2的变化与150年来化石燃料的释放,1970年到2004年人为温室气体的排放及来源,未来百年CO2浓度变化,未来千年的CO2,大气中CO2空间变化 垂直混合均匀 纬向均匀, 经向稍有变化 95%在北半球,1.2 甲烷(CH4)在大气中的循环 源: 释放量 410X106 660X106t/a 自然:水田 湿地 白蚁 海洋 淡水 人为:煤矿开采 天然气 石油开采与运输 牛和其它家畜 稻田 垃圾处理 汇: 吸收和破坏量 375X106 575X106t/a
3、 85%在对流层被破坏,10%进入平流层,少量被土壤吸收,随时间的变化,甲烷浓度变化和增长速度,青藏高原(2821N, 8546E;海拔7200m) 冰芯记录的甲烷变化,1.3 氧化亚氮(NO)在大气中的循环 源: 化工生产,北半球氧化亚氮的浓度变化,1.4 温室气体与气候变化,温室效应比重: CO2 70% CH4 23,其它7%,气候变化的作用,2 大气气溶胶 源: 自然 -地表扬尘 森林火灾 火山爆发 人为工业生产 汽车尾气(光化学烟雾) 辐射强迫: -1.0w/m2 气溶胶减弱太阳辐射：反射短波、散射长波辐射 云雾的形成,城市雾,3 平流层臭氧（O3） 3.1 臭氧的分布 低纬地区 2
4、5km; 中高纬地区 20km 3.2 臭氧对太阳辐射的影响 吸收紫外辐射 80-240nm,臭氧：对流层增温作用 臭氧耗损：平流层降温 臭氧洞：平流层南极地区10-11月的低浓度 臭氧吸收紫外辐射的分解，春季分解加强，夏季从热带补充 极地地区的平流层为高大的西风环流分割，不易得到补充 南极地区平流层具备-80C的环境 人类活动增加卤素作为催化剂：冷冻剂、泡沫剂、杀虫剂,2010冬季至2011年3月底，由于大气平流层气温过低等因素，北极上空的臭氧层有40%受损，破损程度且改写先前的30%纪录，创下历史新高。 “世界气象组织”指出，北极地表温度在刚过去的这个冬季非同寻常的暖和。但在大气层的高处，
5、却非常寒冷，从而引发史上最为严重的平流层臭氧耗竭。 另外，工业产生的化学物质也对臭氧层造成损害，在冬季尤为严重,臭氧的形成,臭氧密度随高度变化,3.3 臭氧的破坏与臭氧洞,臭氧的减少与皮肤癌发病率的关系,氟里昂类对臭氧的破坏,臭氧洞,臭氧洞: 春季南极平流层上空可观测到的臭氧比正常减少一半的现象 1985年发现 现存: 南极上空 中纬度地区 青藏高原,人类保护臭氧层的计划: “蒙特利尔议定书”,4 酸雨 4.1 酸雨的危害 水资源酸化 影响土壤酸度 影响农作物森林生长 腐蚀建筑物和金属材料 危害人体健康,4.2 酸雨的形成 降水溶液PH值小于5.6 形成过程: 云中凝结核(海盐HNO硫酸盐),云滴周围的CO2SO2NH2 降雨过程与酸性气溶胶的碰撞、吸收 风对酸雨的影响 降水对酸雨的影响 地表土壤对酸雨的影响,4.3 酸雨的分布,世界三大酸雨区: 欧洲 北美 东亚,1993年中国酸雨的分布,