chap11大气圈.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第十一章,大气圈地球的蓝色外壳,本章主要内容：,大气圈的物质成分与分层,臭氧层与臭氧层“空洞”,大气环流,风与沙漠,第11章 大气圈地球的蓝色外壳,氧,氮,氩,0.93%,二氧化碳,0.03%,水蒸气,0.0-4.0%,微量,氦,甲烷,氪,氙,氢,臭氧,氖,大气圈的物质成分,1、大气圈的物质成分与分层,太阳辐射的30被反射回太空，仅20被大气直接吸收。大气热量的大部分来自地面的热辐射,主要根据温度特征进行划分,海拔高度（公里）,温度（）,1、大气圈的物质成分与分层,大气圈的分层,对流层,平流层,中间层,散逸层,暖层,臭氧浓度最高,电离层,对流层,占大气圈质量的 80%,含有大气圈几乎所有的水蒸气,大部分捕集热量的气体(,CO,2,CH,4,等),与上覆平流层很少有物质混合,(,例外,:,极端气候,火山喷发,),各种天气现象主要产生于该层下部,平流层,含有大气圈质量的约 19%,具高的臭氧（,O,3,）,含量,对物质的,全球再分布,起着重要作用:,被抛入平流层的气体、液体和固体趋于在区域或全球范围内再分布,2、臭氧层与臭氧层“空洞”,海拔高度（公里）,臭氧浓度（,ppm,）,对流层,平流层,中间层,臭氧层“空洞”,O,3,含量通常用道布森单位（,Dobson Units DU),表示:,100 DU,相当于标准状况下(,T=25,P=1,大气压)厚度为 1,mm,的一层纯臭氧,“,空洞,”,：臭氧含量,小于,220 DU,(,正常值为 350,DU),在北极和南极均形成了,“,空洞,”,；南极的空洞更显著,在春季空洞更明显,2、臭氧层与臭氧层“空洞”,1950-2000,年南极春季（10月份）臭氧浓度的变化,（Halley,站）,臭氧总量（道布森单位）,年份,南极上空的臭氧层空洞,臭氧层空洞：南极上空臭氧含量的变化,紫外线使氟利昂分子分解,释放出的氯原子使臭氧分子分解,一个氯原子与一个氧原子结合，留下一个氧分子,自由氧原子（高能的太阳紫外线辐射使氧分子分裂而形成）使氯氧键断开,释放出的氯原子使另一个臭氧分子分解,氟氯化碳（氟利昂）,氟利昂对臭氧的破坏,1个,氟利昂分子能破坏,10万个,氧分子！,臭氧层“空洞”产生的原因:,带来的问题是什么?,平流层臭氧的损耗将导致地表紫外辐射的增强,过度暴露于紫外线会导致：,皮肤灼伤,皮肤癌,抑制免疫系统,人类患白内障的危险增加,蒙特利尔协议（1987）,在19892000年之间逐步停止氟氯化碳的生产,(,这曾经是一个数十亿美元的产业),2002,得到188个国家的认可,对这一威胁的回应:,若蒙特利尔协议得以实现会怎样?,扭转过去对臭氧层的破坏,蒙特利尔协议科学评估委员会称至,2050,年,臭氧层将会恢复到1980年以前的水平。,所有的协议签署国逐步停止使用能使臭氧消耗的化学剂。,起作用了吗?,氟氯化碳的生产已经停止,其它化学剂几乎已完全停止生产,臭氧层空洞还在那里,有些气体能在大气层中存在超过 50年，所以问题并未完全解决,3、大气环流,赤道,南极,北极,不同纬度处得到的太阳辐射量不同,赤道及其附近阳光直射，单位面积地表得到的太阳辐射量较其它纬度处更多。,因此，赤道及其附近地表的空气受热更多。被加热的空气因体积膨胀、密度变小而上升,极地及其附近的空气因受热较少而较冷。较冷的空气因密度较大而下沉并沿地表流动。,3、大气环流,假若地球是静止不动的,，则将分别在北半球和南半球各形成一个大的空气对流环,（由赤道处上升的热空气在高空因温度降低而逐渐变冷后，将在继续上升的热空气推动下向两极流动，在两极处下沉至地表后，沿地表向赤道流动。）,北半球,南半球,赤道,向右偏转,向左偏转,在赤道无偏转,北极,南极,由于地球自转产生,自转偏向力,（科里奥利力），使得沿地表流动的气流发生偏转：,在北半球,向右,偏转,在南半球,向左,偏转,在,自转偏向力,的影响下，结果形成三圈式大气环流：,极地东风运行至南北纬,60,o,后向上升起，在空中流向极地后沉降,南北纬,60,o,至,30,o,之间：,北半球地表为西风,南半球地表为西风,南北纬,30,o,至,赤道,之间：,北半球地表为东北,信风,南半球地表为东南,信风,亚热带高压带,亚热带高压带,赤 道低压带,西风,西风,东北信风,东南信风,暖空气上升,冷空气下沉,冷空气下沉,亚极地低压带,亚极地低压带,“沙漠”：,年降雨量 25,cm，,被风成沙大片覆盖,-沙漠占全球陆表面积的30以上！,4、风与沙漠,沙漠的分布,沙漠集中分布于三类地区（基本受气候控制）：,低纬度地区：亚热带高压带,中纬度地区的内陆干旱盆地,寒流经过的沿海地区,（如南美的西海岸）,1）沙漠的分布与成因,全球沙漠的分布,低纬度沙漠的成因,由赤道,上升,的暖空气膨胀、冷却,在南、北纬30,o,再次,沉降,沉降的空气受到其上空气的,压缩,而,变热,被,加热,的沉降空气能够容纳更多的,水蒸,气,，从而造成地面水分,蒸发,这部分水蒸气极少成为,雨水,降下,4、风与沙漠,1）沙漠的分布与成因,低纬度沙漠：北非、中东半岛、墨西哥西部、澳大利亚西部,4、风与沙漠,中纬度沙漠的成因,位于被山脉包围的大陆腹地，远离海洋，得到的海洋水,汽很少,“,焚风效应,”,盛行风带来的潮湿海洋空气因山脉的阻挡而被迫向上运动时，变冷并失去水分。这种冷空气在越过山脉后，被压缩而变热，导致地表水分大量蒸发、很少或没有降雨。,1）沙漠的分布与成因,塔克拉玛干沙漠,中纬度沙漠：中亚细亚、蒙古、我国西北地区、美国西部,塔克拉玛干沙漠,4、风与沙漠,与寒流有关的沙漠的成因,冷的洋流沿大陆西海岸流动时，使上覆空气冷却。这种冷的海洋空气流过大陆表面时被加热，导致海岸地区水分大量蒸发、极少降雨。,1）沙漠的分布与成因,与寒流有关的沙漠：地处热带的南美太平洋沿岸、非洲大西洋沿岸,不及湿热地区有效,以物理风化作用为主,但一些化学风化作用的确产生,粘土,薄的土壤层,氧化矿物,4、风与沙漠,2）沙漠中的地质作用,风化作用,4、风与沙漠,2）沙漠中的地质作用,侵蚀作用,沙漠河流,大多为暂时性的,夏季雷阵雨期间雨水来不及渗入地下，大部分形成地表径流,缺乏植被意味着水很快进入河道,可形成,闪洪/泥石流,沙漠中的大部分侵蚀作用是由流水完成的！,闪洪,雷阵雨,缺乏植被,地表沉积物不能将水很快吸入,汇集地表的大量雨水形成洪流,持续时间短,很容易侵蚀起大量沉积物而形成泥石流,4、风与沙漠,2）沙漠中的地质作用,风,沙漠环境中经常性的侵蚀营力,风的侵蚀作用分为：,吹蚀（吹扬）,磨蚀,4、风与沙漠,2）沙漠中的地质作用,与,流水相比风是沙漠中相对次要的侵蚀营力,风的侵蚀作用:,吹蚀,风的迎面冲击力和上举力将地面碎屑物质扬起或剥离原地,吹蚀形成,风蚀洼地,和,戈壁滩,4、风与沙漠,2）沙漠中的地质作用,风蚀洼地的形成,风蚀洼地,风蚀前的地表,风蚀洼地,戈壁滩的形成,吹蚀,吹蚀,（无进一步吹蚀）,细小的碎屑颗粒被风带走，形成砾石覆盖的地表,戈壁滩,风的侵蚀作用:,磨蚀,被风吹扬起的碎屑物质，在沿地表运动时对地面岩石的碰撞和磨损,风速越大，风中携带的磨蚀,“,工具,”,（碎屑物）越多，磨蚀越强,距地面0.5-1.5,m,的高度以内磨蚀作用最强,磨蚀形成,风棱石,等,4、风与沙漠,2）沙漠中的地质作用,风棱石,磨蚀作用形成的棱角明显、表面光滑的砾石。,盛行风,磨蚀面,侵蚀形迹:沙漠地貌,沙漠发育各式各样的侵蚀形迹.,其中绝大部分都与某种形式的物理风化作用有关.,例如:,雅丹,风蚀残丘,戈壁滩,风蚀垅槽（雅丹）,雅丹（,Yardang,）,伸长状的风蚀脊,风沿地面裂隙吹蚀而成,风蚀残丘,洪流冲刷地面 冲沟,风力使冲沟扩大,“,风蚀谷,”,风蚀谷 风蚀残丘,风蚀残丘,David,Muench,戈壁滩,悬浮,跳跃,滑动,滚动,风运物的运动方式：,风的搬运作用,只有很小的颗粒(20,m),能够长时间保持悬浮,离地面的高度,相对风速,长期悬浮,短期悬浮,滑动/滚动,跳跃,搬运过程中的大量碰撞与摩擦使风成沙具有较高的,磨圆度并形成,“,毛玻璃状,”,表面,4、风与沙漠,2）沙漠中的地质作用,沉积作用,沙漠环境中的主要沉积物可归为三类:,风成沉积物,由风力作用搬运的沉积物,洪积物,闪洪形成的沉积物(泥石流,碎屑流,等,),蒸发盐类,蒸发作用形成的沉积物,两类:,1),沙丘,丘状或脊状的松散沙堆积,常为不对称形态,迎风面缓，背风面（,滑落面,）陡,风成沉积物,2)黄土,颗粒组成为粉沙和尘土,未风化、棱角状的石英、长石和其它矿物颗粒被碳酸钙弱胶结而成,在中国和美国有广泛沉积,滑落面,沙的供给有限,沙的供给较多,沙的供给中等,沙的供给充足；有些植被,多风向,锥形沙丘,纵向沙垅,新月形沙丘,横向沙垅,新月形沙丘链,锥形沙丘,纵向沙垅,纵向沙垅,（沙特阿拉伯）,盛行风,沙丘的迁移与交错层理的形成,风向,滑落面,跃移和滚动的砂粒停歇在滑落面上,逐渐形成不稳定的砂粒堆积,砂粒堆积顺滑落面垮塌，沙丘向前迁移,陕北的黄土沉积,我国是世界上黄土最发育的地区，黄土分布面积约,40 万平方公里,，最大厚度,400米,。,美国伊利诺斯州密西西比河附近的黄土崖,形成于位于沙漠盆地最低处的盐湖,蒸发盐类沉积,石块在干盐湖的表面运动！,