航空氣象第二章地球大氣

第二章地球大氣第一節(jié)大氣的成分第三節(jié)標(biāo)準(zhǔn)大氣第二節(jié)大氣的結(jié)構(gòu)第一節(jié)大氣成分地球表面的外層是多種氣體混合組成的空氣，受地球重力作用，圍繞地球占有一定的空間－－地球大氣，簡稱大氣(Atmosphere)。

大氣不停地運(yùn)動，不斷地變化，呈現(xiàn)出各種各樣的天氣

(Weather)現(xiàn)象。大氣的狀態(tài)----

氣象要素（Meteorologicalelement）

一、地球大氣地球和大氣地球大氣

干潔空氣

（Dryair） 無水汽、無雜質(zhì)的混合氣體,氮(78%)、氧(21%)、氬、二氧化碳、臭氧占干空氣總體積含量的99.97%；

水汽

（Watervapor） 大氣中唯一能發(fā)生相變的成分，來源于地面，含量變化。容積計約占0~5%，含量少，但作用重要；

氣溶膠粒子

（大氣雜質(zhì)）

（Aerosols） 水汽凝結(jié)物水滴和冰晶，懸浮的固體煙粒、鹽粒、塵粒、各種凝結(jié)核以及帶電離子等。二、大氣成分干潔空氣中對天氣影響較大的成分：二氧化碳(CO2)臭氧(O3)1、干潔空氣水汽對天氣的影響：水汽相變產(chǎn)生云、霧、露、霜、雨、雪、雹等天氣現(xiàn)象。相變過程中放出或吸收熱量，影響地面和空氣的溫度。2、水汽水汽的分布：大氣中的水汽含量隨高度的增加而逐漸減少：水汽呈不均勻地理分布：2、水汽（1）定義

（2）來源（3）對天氣的影響3、大氣氣溶膠3、大氣氣溶膠第二節(jié)大氣結(jié)構(gòu)大氣垂直分層示意圖12345對流層平流層中間層暖層散逸層1、大氣層狀結(jié)構(gòu)

對流層平流層（同溫層）中間層暖層（電離層）散逸層一、大氣垂直結(jié)構(gòu)二、對流層1、概述：對流層（troposphere）是緊貼地面的一層，它受地面的影響最大。因為地面附近的空氣受熱上升，而位于上面的冷空氣下沉，發(fā)生對流運(yùn)動，故得名對流層。下界－地面，上界－隨緯度和季節(jié)而不同。對流層集中了約75%的大氣質(zhì)量和90%以上的水汽。二、對流層2、對流層的三個主要特點(diǎn)：氣溫隨著高度的增高而降低具有強(qiáng)烈的對流和湍流運(yùn)動各氣象要素水平分布不均勻

2、對流層特點(diǎn)因為大氣不能吸收太陽短波輻射，但地面能吸收太陽輻射而升溫并放出長波輻射，大氣主要通過吸收地面的長波輻射和通過對流、湍流等方式從地面吸收熱量才能升溫，因而越接近地面的大氣得到的熱量越多，造成對流層的氣溫隨高度升高而降低。低層空氣由于從地面得到熱量使之受熱上升，高層冷空氣下沉，從而造成對流層內(nèi)存在強(qiáng)烈的垂直混合作用。熱帶地面溫度高，垂直混合能到很高高度，對流層頂高度高；極地地面溫度低，垂直混合作用弱，對流層頂高度低。氣象要素水平分布不均勻。由于各地緯度和地表性質(zhì)的差異，地面上空空氣在水平方向上具有不同物理屬性，溫、壓、濕等要素水平分布不均勻，從而產(chǎn)生各種天氣過程和天氣變化。

三、平流層1、定義：在對流層的頂部，直到50公里的這一層，氣流運(yùn)動相當(dāng)平衡，而且主要以水平運(yùn)動為主，故稱為平流層（stratosphere）。

2、平流層特點(diǎn)氣溫隨高度的升高而升高

水汽稀少

水平風(fēng)速大

大氣層結(jié)穩(wěn)定，垂直運(yùn)動收到抑制

高空主導(dǎo)環(huán)流

四、中間層平流層之上，到高于海平面85公里高空的一層為中間層（mesosphere）。高空對流層或上對流層。中間層頂部尚有水汽存在，可出現(xiàn)很薄且發(fā)光的“夜光云”，在夏季的夜晚，高緯度地區(qū)偶爾能見到銀白色的夜光云。

五、暖層從中間層頂部到高出海面800公里的高空，稱為熱（暖）層（thermosphere），又叫電離層。六、外逸層暖層頂以上的大氣統(tǒng)稱為外逸層，又叫外層。它是大氣的最高層，高度最高可達(dá)到3000公里。第三節(jié)大氣的基本性質(zhì)和狀態(tài)大氣基本性質(zhì)一、大氣基本性質(zhì)大氣具有流體的共性： 連續(xù)性、流動性、可壓縮性、粘性大氣的氣體個性：空氣運(yùn)動與熱量運(yùn)輸相聯(lián)系；空氣運(yùn)動分為有規(guī)律的運(yùn)動和無規(guī)律運(yùn)動（湍流）兩種。二、大氣狀態(tài)方程氣體的狀態(tài)方程：氣體的氣壓、密度和溫度這三個氣體的基本狀態(tài)參數(shù)之間的關(guān)系式。理想氣體的狀態(tài)方程：P=ρRT

干空氣的狀態(tài)方程：水汽含量為零的空氣，

Pd=ρdRdT

Rd

為干空氣的氣體常數(shù)，其數(shù)值為287J/(K.kg)―焦耳/度·千克濕空氣的狀態(tài)方程

P=ρRd（1+0.378e/P）T=ρRdTv

Tv=(1+0.378e/P)T稱為虛溫，和濕空氣中比濕的大小有關(guān)

第四節(jié)標(biāo)準(zhǔn)大氣制定標(biāo)準(zhǔn)大氣的目的出于比較飛機(jī)性能和設(shè)計大氣數(shù)據(jù)儀表的需要目前由國際民航組織(ICAO)統(tǒng)一采用的30公里以下標(biāo)準(zhǔn)大氣的主要數(shù)據(jù)是：（1）

干潔大氣，垂直方向上成份（各種氣體的比例）不改變，平均分子量為28.9644（以12C為標(biāo)準(zhǔn)）；（2）

具有理想氣體的性質(zhì)；（3）

標(biāo)準(zhǔn)海平面的重力加速度為g0=9.80665m/s2；（4）在平均海平面上，氣溫為T0=15oC=288.16K； 氣壓為P0=1013.25hPa(mb)或760mmHg或1個大氣壓；空氣密度為ρ0=1.225kg/m3；（5）

處于流體靜力平衡狀態(tài)；（6）

氣溫的垂直遞減率，在海拔