5
10 20
50
100 200
500
南
10000 100 200 nb(1nb=10-6hPa)
京
农
臭氧主要分布在10～50km高度（大气臭氧层）
业
大 学
臭氧最大浓度出现在20～30km高度
0° 40° 80°
樊
随纬度增加，臭氧浓度增大；臭氧浓度春季偏高，秋季偏低。
多
琦
臭氧的产生
O2+h→2O O+O+M→O2+M O+O2+M→O3+M N2O+h→N2+O O+O2+M→O3+M NO2+h→NO+O O+O2+M→O3+M
用于火箭的燃料气溶胶、制冷剂、 发泡剂及溶剂
CFC-22（CHClF2） 制冷剂
CFC-113（C2Cl3F3） 溶剂
甲基氯仿（CH3CCl3） 溶剂
四氯化碳（CCl4）
生产CFC及粮食熏烟处理
哈龙1301（CF3BrF3） 哈龙1211（CF2BrCl）
灭火器
南
氧化氮（NOX）
工业活动副产品
京 农
8.4
5.6
3.8
学
国家
印度 德国 英国 墨西哥 意大利
樊 多
百分比％
3.5
3.6
2.4
2.0
1.8
琦
温室气体浓度增加
温室效应加强
全球气候变暖
海岸线变化、气候带（温度带、降水带）移动等
南
京
农
业 大
近100年来，全球气温上升趋势明显，平均约上升0.6℃
第一节 大气的组成
一 干洁大气
二 氮和氧
三 臭氧和二氧化碳
南
京 农
四 水汽和大气杂质
业
大
学
樊 多 琦
一、干洁大气
干洁大气：除水汽、大气杂质之外的大气。 实际大气 干洁大气 水汽 大气杂质 干空气：除水分之外的空气。
气体成分 体积比（%）
干洁大气 100
氮
78.08
氧
20.95
氩
0.93
二氧化碳 0.032
《维也纳保护臭氧层公约》 1985年
南 京
《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔协定书》 1987年
农 业
《赫尔辛基宣言》 1989年
大
学
樊 多 琦
2、二氧化碳 CO2
主要集中在20km以下
年、日变化主要取决于绿色植物光合作用的强弱 一年中，冬春季浓度高，夏秋季浓度低 一天中，清晨浓度高，午后浓度低
二氧化碳的效应
农业气象学
南
樊多琦
京
农
业 大
南京农业大学气象教研室
学
樊 多 琦
第一章 地球大气
第一节 大气的组成
第二节 大气的铅直结构
第三节 气象要素
南
京 农
第四节 大气中的光、电、声现象
业
大
学
樊 多 琦
地球大气（大气）
包围在地球周围的一层深厚的气体层。
干洁大气 大气 水汽
大气杂质
南 京 农 业 大 学 樊 多 琦
二氧化碳（CO2）
化石性燃料燃烧副产品
业 大
甲烷（CH4）
农业产品及采矿活动的副产品
学
樊 多 琦
氟氯碳化合物 CFCS 氟里昂 F-11（CFCl3） F-12（CCl2F2）
Cl+O3→ClO+O2 ClO+O→Cl+O2 O+O3→2O2
氮氧化物 NOX 一氧化氮NO 二氧化氮NO2
NO2+h→NO+O NO+O3→NO2+O2 O+O3→2O2
南
京
臭氧
0.00006
农
业
大 干洁大气 平均分子量 28.966
学
密度 1293 g/m3 （标准状况：1 atm、0℃）
樊
多
琦
气体成分
氮N2 氧O2 氩Ar
二氧化碳CO2 氖Ne
氦He
氪Kr
甲烷CH4 氢H2 一氧化二氮N2O 氙Xe
一氧化碳CO
南
臭氧O3
京 农 业
二氧化氮NO2 二氧化硫SO2
学
臭氧浓度的增加会导致光化学烟雾、酸雨、森林大面积死亡
樊 多
并危害人的呼吸系统
琦
人类活动对平流层臭氧的影响 近20年来，全球平均臭氧浓度每10年大约减少3％ 南极和北极上空臭氧耗损严重 青藏高原上空在夏季也出现了臭氧低值中心
南 京 农 业 大 学 樊 多 琦
影响臭氧层的物质
化学物质
来源
CFC-11（CFCl3） CFC-12（CF2Cl2）
紫外线A段 UV-A 0.32～0.4m 色素沉着作用
紫外线B段 UV-B 0.29～0.32m 红斑作用、皮肤癌、白内障、免疫系统能力下降
紫外线C段 UV-C 0.1～0.29m 对生物有强烈的杀伤作用
南
对流层臭氧
京 农
温室效应气体，吸收9.6m附近的地面辐射
业 大
化学活性气体，参与大气污染物质的转化过程
78.084 20.946 0.934 0.033 18.210-6 5.210-6 1.110-6 1.21.710-6 0.510-6 0.310-6 0.110-6 0.110-6 105010-9 14.510-9 0.033010-9 0.0060.610-9 0.11010-9
主要成分 1%
绿色植物光合作用的原料 温室气体，产生温室效应
吸收地面红外辐射（12.5～17m）
南 京 农 业 大 学
樊 多 琦
太
阳
辐
射
地
面
辐
地面
射
南 京 农 业 大 学
樊 多 琦
大 气 辐 射
低层大气
温 室 效 应
大气中的温室气体
名称
CO2 O3（对流层） O3（平流层） CH4 NO2 CO
CFC11 CFC12
大 学
硫化氢H2S
樊 多
氨NH3
••••••
琦
干洁大气的组成
分子量
28.0134 31.9988 39.948 44.0099 20.183 4.003 83.80 16.04 2.016 44.01 131.30 28.01 47.998 46.00 64.06 34.07 17.03
体积比（%）
臭氧的破坏
O3+h→O2+O
O3+O+M→2O2+M
O3+H→HO2+O
O3+OH→HO2+O2
南 京
O3+HO2→2O2+OH
农 业 大
O3+NO→NO2+O2
学
樊 多 琦
臭氧的效应
平流层臭氧
吸收太阳紫外辐射（0.2～0.35m） 导致平流层逆温，形成平流层 地球生物圈的保护屏障
紫外线 UV 0.1～0.4m
微量成分 1ppm1%
水汽
痕量成分 1ppm
实际大气
N2、O2、Ar CO2、Ne、He、Kr、H2O、CH4 H2、N2O、Xe、CO、O3、NO2、SO2、H2S、NH3 大气杂质
二、氮和氧
南 京 农 业 大 学 樊 多 琦
三、臭氧和二氧化碳
1、臭氧 O3
垂直分布
1hP
a2
1月Leabharlann 4月7月10月
目前浓度ppm 350 0.1～10 0.02～0.1 1.7 0.3 0.12 0.23×10-3 0.4×10-3
估计年增长率％ 0.4 -0.5
0～0.7 1～2
0.2 0.2 5.0 5.0
南 京
温室气体排放量占世界前10位的国家
农 业
国家
美国 前苏联 中国 日本 巴西
大
百分比％
18.4 13.5