大气和海水的成分及结构

( 2 ) . 气 溶 胶 粒 子 悬 浮 在 空 气 中 的 固 体 和 液 体 粒 子
作 用 : 凝 结 核 — 加 速 水 汽 凝 结 影 响 大 气 对 太 阳 光 的 吸 收 和 散 射 —
影 响 大 气 和 地 面 的 温 度 和 能 见 度 。
(3). 污染物：
CO, SO2, NO, NO2, CO2，H2S，CH4, HCl (Cl, ClO ) 等。
氨， 氮氧化物，硫化物，氯，氢， 臭氧等。
三．大气中的水物质
水汽，液态水，冰晶
特点：含量少（占空气的 0.1-2.5%） 但变化无常。
重要性：1. 形成云和降水 2. 影响大气热力学特性 3. 影响电磁波（光和辐 射）的传输 4. 大气化学中的活跃物质
四．大气中的微粒和污染物
（ 1 ） 微 尘 ： 来 源 于 ① 宇 宙 灰 尘 （ 流 星 等 ） 。 ② 自 然 界 的 土 壤 微 尘 、 植 物 花 粉 、 火 山 灰 尘 、 岩 石 风 化 、 森 林 起 火 、 海 水 溅 沫 的 蒸 发 。 ③ 人 类 活 动 ： 燃 烧 、 爆 炸 工 程 、 水 泥 生 产 等 。
§1. 大气和海水的组成
一. 大气的基本成分：
（1） 干空气的混合物 （2） 处于三种物理状态中的任一
种的水物质 （3） 大气气溶胶—悬浮在空气中
的固体和液体粒子
二. 干洁空气的成分
干空气的主要成分： 常定成分：
氮（78%), 氧（21%), 氩（0.9%). 可变成分：二氧化碳（0.033%) 干空气的次要成分： 定常成分：氖，氦，氪，氙。 可变成分：一氧化碳，甲烷，甲醛，
1.按分子组成来分层
均 匀 层 ： 地 面 到 9 0 K m 之 间 。 此 层 由 于 风 和 湍
流 作 用 的 结 果 ， 除 水 汽 和 微 量 成 分 外 ， 主 要 成 分 的 组 成 是 均 匀 的 。 按 物 理 性 质 ， 此 层 的 干 空 气 可 当 作 单 一 气 体 来 处 理 。
形成原因：太阳辐射使地面加热，地面向大气放 射热辐射和热传导，离地面越近，受影响越大。
(2). 平流层：
( 4 ) . 盐 度 增 加 时 热 传 导 略 有 减 小 ， 但 粘 滞 系 数 略 有 增 大 ， 盐 度 分 布 不 均 匀 有 利 于 扩 散 作 用 的 增 强 。
( 5 ) . 盐 度 增 加 使 表 面 张 力 加 大 ， 导 电 能 力 大 大 增 强 ，
§3. 大气和海水的垂直结构
一.大气的垂直结构
1 . 按 分 子 组 成 分 层 ： 均 匀 层 和 非 均 匀 层
2 . 按 温 度 的 垂 直 结 构 分 层 ： 对 流 层 ， 平 流 层 ， 中 间 层 ， 热 层 ， 散 逸 层 。
3 ． 按 电 学 性 质 分 层 ： 非 电 离 层 ， 电 离 层 ， 磁 层 。
➢ 单位：g/kg, 符号表示：S ‰ ➢ 通常海水的盐度为 35‰ 左右。
二．海水组成的恒定性
不论海水中含盐量多少，各主要 成分之间的浓度比值基本上是恒 定的。
只要测出一种主要成分的含量 便可按比例求出其他成分的含量， 也可求出海水的盐度。
三．海水的氯度
➢ 定义：1000 克海水中，将溴和碘 以氯代替后所含氯的总克数为海 水的氯度。
非 均 匀 层 ： 9 0 K m 以 上 气 层 。
分 子 自 由 程 很 大 ， 扩 散 过 程 逐 渐 显 著 ， 各 种 气 体 不 再 Βιβλιοθήκη Baidu 匀 混 合 ， 出 现 重 力 分 离 ， 较 轻 的 趋 于 上 层 ， 较 重 的 在 下 层 。
2. 按温度的垂直结构来分层
定义大气温度的垂直递减率
T z
温度向上增加时Г 0 温度向上减小时Г 0
高 度
热层
热
层 中间中层顶
中间间层 层
平流层顶
平流层
对流层顶
对流层
温度
大气层的垂直热力结构
(1). 对流层：
一般高度: 低纬 16—18 km， 中纬 10—12 km ， 高纬 7— 9 km， 其最上部称为对流层顶。
特点: ① 温度向上递减，平均Г= 6℃/km ② 它包括了大气总质量的 75%以上和几乎 全部水汽，云和降水出现在此层。 ③ 垂直方向对流混合很强，故称为对流层。 ④ 下部 1—2 km 为行星边界层，受地面摩 擦和热力作用强烈影响
与大陆径流有关 大陆径流使盐度降低，所以在大江大河入海的 海区一般盐度小。
大陆边沿的某些海盆如死海，里海，红海， 地中海，波斯湾等盐度都很大。
大 洋 表 面 盐 度 的 分 布 图
全球降水量和蒸发量之差（P-E）的分布图。（引自杨殿荣，1986）
2
( 3 ) . 海 水 的 饱 和 水 汽 压 随 盐 度 增 加 而 下 降 。 盐 度 使 海 水 沸 点 升 高 ， 冰 点 降 低 。
➢ 单位：g/kg, 符号：Cl ‰ ➢ 通常海水的氯度值为 19.38‰ 左
右。
四．海水盐度与氯度的关系
1.通过对天然海水的实验室测量得： S‰ = 0.030+1.805 Cl‰
2.通过氯度与海水电导率的关系得： S‰ = 1.80655 Cl‰
五．海洋盐度的分布
1． 大洋表面盐度的分布：
与降水量和蒸发量之差（P-E）的分布规律一致。 在热带和中高纬，P-E ＞0， 盐度小 在副热带，P-E ＜0， 盐度大
造成酸雨和温室效应, 破坏臭氧。
五. 海水的组成：
可溶解物质： 溶解无机盐，有机化合物， 气体
不溶解物质： 以固相存在的无机或有机物， 气泡。
海水中的溶解无机盐：
1. 主要成分：11 种，以离子的形式存在于水中： 氯，硫酸根，碳酸根，溴，硼酸根，氟，钠，镁， 钙，钾，锶。 它们的含量占海水总盐分的 99.9% 以上。
2. 营养盐：如硅，磷和无机氮化合物。 3. 微量元素：如汞，铅，铜，铁，锰，砷等
海水中的溶解氧和二氧化碳系统
§2. 海水的盐度和氯度
一．海水的盐度：(*)
➢ 定义：在 1000 克海水中，碳酸盐全 部转变为氯化物，溴和碘以氯代 替，所有的有机物质全部氧化后 所得固体物质的总克数。它基本 上表示海水的含盐量。