7
地球大气成分－干洁大气（干空气状态方程）
（1）道尔顿分压定律
p p1 p2
pi
i 1
n
（2）混合理想气体的状态方程
pV nR*T m * R T mRT M
平均摩尔质量
M
m n
m n mi i 1 M i
8
地球大气成分－干洁大气（干空气状态方程）
体积ห้องสมุดไป่ตู้分比
19
地球大气成分－纯水汽的饱和水汽压
平冰面（-100～0.0℃）
T00 T00 T lg esi 9.09685( 1) 3.56654lg( ) 0.87682(1 ) 0.78614 T T T00
T是热力学温度(K)，T00=-273.16 K是水的三相点温度。
若LV近似为T的线性函数，
2
地球大气成分－分类方法
浓度、平均停留时间
（1）浓度 绝对量、相对量 绝对量 如体积质量，单位为mg/m3，g/m3等， 常用来表示大气气溶胶的浓度． 相对量 如ppm(10-6)，ppb(10-9)和ppt(10-12)等 ppmm、ppmv （2）平均停留时间 某成分的所有分子更新一次所需要的时间（ “平均寿命” ）
lg es (T )
des LV es 积分 2 dT RV T
2937.4 4.9283lg T 23.5518 T
马格纳斯(Magnus)公式．
20
地球大气成分－纯水汽的饱和水汽压
M
(V M
i 1 i
n
i
)
V
90km以下干空气的平均摩尔质量 Md＝28.9644×10-3 kg／mol．
干空气的比气体常数
R* Rd 287.05 J /(kg.K ) Md
9
地球大气成分－干洁大气（干空气状态方程）
若干空气的密度为
d
p d RdT
干空气的状态方程
气体成分的比热容分别为c1，c2，…，cn，则m克混合气体增温 △T所需的热量 n
16
地球大气成分－大气湿度的表示方法
水汽压与混合比及比湿的关系
pe e q p 0.378e
大气中通常e60hPa，可认为
r
e
rq
e
p
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地球大气成分－纯水汽的饱和水汽压
纯水汽的饱和水汽压仅与温度有关。 饱和水汽压随温度的变化率→
克拉珀龙-克劳修斯方程
des LV es dT RV T 2
陆地、海洋和大气中的水量及年交换量
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地球大气成分 －大气中的水汽
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地球大气成分 －大气湿度的表示方法
湿空气: 水汽和干空气的混合气体 空气湿度－－ 表示湿空气中水汽含量的物理量。 测量水汽含量方法－－ 称重法
基本的湿度参量－－ 混合比、比湿
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地球大气成分 －大气湿度的表示方法
混合比与比湿q
nd md Md
水汽和干空气的摩尔数
nV mV MV
水汽的分压强
e v p
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地球大气成分 －大气湿度的表示方法
令：

MV 0.622 Md
湿空气中水汽的摩尔分数
r r V r 0.622 r
e V p r r p p r 0.622 r
M M F R
3
地球大气成分－干洁大气
除水汽以外的纯净大气称为干洁大气（干空气）。
干洁大气
主要成分、微量成分和痕量成分 主要成分：N2，O2，Ar及CO2，浓度在300 ppmv以上； 微量成分：1～20 ppmv，如CH4等； 痕量成分：1 ppmv以下，O2、H2、氮氧化合物、硫化物、氟氯烃类
世界气象组织(World Meteorological Organization，简称WMO) 饱和水汽压公式→ 戈夫－格雷奇(Goff-Gratch)公式(纯水汽) 平液面（-49.9～100℃）
T 8.2969( 1) 4.76955(1 00 ) T00 T T00 4 3 T lg es 10.79574(1 ) 5.02800lg( ) 1.050475 10 [1 10 ] 0.42873 10 [10 1] 0.78614 T T00 T
4
地球大气成分－干洁大气
5
地球大气成分－干洁大气
6
地球大气成分－干洁大气
（按平均停留时间）
基本不变成分或准定常成分、可变成分、气体成分
（1）基本不变成分或准定常成分 平均寿命大于1000 a；N2，O2，Ar，Ne，Kr，Xe及He等． （2）可变成分 平均寿命为几年到十几年，比例随时间、地点而变，如CO2， CH4，H2，N2O和O3等 （3）气体成分 平均寿命短于1 a，如碳、硫、氮化合物。
水汽质量mv克，干空气质量md克，混合比为水汽与干空气的质量比
比湿q为水汽与湿空气的质量比
mv r md
mv q md mv
与q关系
（单位：g/g或g/kg）
q
r 1 r
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地球大气成分 －大气湿度的表示方法
水汽压e
大气中水汽的分压强 湿空气--水汽的摩尔分数
V
nV nd nV
Q
c m T
i 1 i i
混合气体的比热容c
1 Q c m T
m c
i 1
n
i i
m
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地球大气成分 －大气中的水汽
水汽
0.1%-3% 水汽的来源 海洋表面蒸发，副热 带洋面的蒸发→大气环流 向赤道和高纬地区上空输 送。 水汽上升凝结形成水 云或冰云，以降水的形式 降到陆地和海洋。
式中 T－温度， es (T ) －纯水平液面时的饱和水汽压 RV－水汽的比气体常数 LV－相变(汽化)潜热。
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地球大气成分－纯水汽的饱和水汽压
若汽化潜热LV为常数，纯水平液面时的饱和水汽压积分表达式：
es (T ) es 0 exp[
es 0 是T0(273.15 K)时的饱和水汽压
LV 1 1 ( )] RV T T0
第三篇 大气环境化学
研究大气环境中污染物质的化学组成、性质、存在状 态等物理化学特性及其来源、分布、迁移、转化、累积、 消除等过程中的化学行为、反应机制和变化规律，探讨大 气污染对自然环境的影响等。
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第一章 大气成分

掌握天然大气的组成，大气主要层次的特点。 了解大气中离子和自由基的来源。 了解大气重要污染物的源。 了解温室效应、温室气体及其对大气环境的影响。