大气圈

地球表层系统各圈层的结构和组成 

化学元素的生物地球化学循环是发生在大气圈、水圈、岩石圈和生物圈之间的迁移和转化过程，因此，有必要了解各圈层的结构和组成。 

大气圈(atmosphere) 

大气圈在化学元素的生物地球化学循环过程中起着十分重要的作用

★ 大气化学组成的变化即反映了地球生命的进化历史，也反映和记录着人类活动对大气的影响

★ 大气控制着气候，因而决定着人类的生存环境

★ 大气混合得相当均匀和迅速，它的成分变化能被用作指示全球尺度的生物地球化学过程变化的指标  

(1)大气的垂直分层 

大气层在垂直方向上的物理性质差异显著。根据其温度、成分、电荷等物理性质及其大气的垂直运动，气象学上将大气分为对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层5层。 

对流层(troposphere)

大气圈中的最底层，对人类生活、生产关系最密切，是气象、气候学研究的重点层次。

范围:   平均0－10 km，地表热量差异导致厚度随纬度不同    

★ 低纬度：平均    17－18 km    

★ 中纬度：平均    10－12 km    

★ 高纬度：平均    8 － 9 km  

不同区域、不同季节其厚度范围不一。 

例：南京夏季厚约15 km，冬季厚约11 km。

对流层特征:

气温随海拔高度增加而降低用气温垂直递减率(r)表示(即: 单位距离内的气温差)

表达式 ： r＝－dT/dZ = 0.65℃/100 m

式中： “-” 表示气温垂直向上减小，而温度取正值；             

dT:  垂直高度内温度的改变量；             

dZ: 垂直高度的改变量。

★ 空气对流运动显著，天气现象复杂多变

★ 温、湿度水平分布不均匀

据不同温、湿度、气流运动、天气变化，对流层可细分为上、中、下三层。

下层(摩擦层)：0－1.5 km     

★ 特点:  水汽、尘埃含量最高，气象要素日变化大，低云、雾、霾、浮尘现象频繁，气流交换明显。

中层：2－6 km      

★ 特点:  受地表影响小，大气降水和云现象发生层。

上层：6－10 km 左右       

★ 特点: 气温＜0℃，水汽含量极少，由冰晶、过冷却水滴（t＜0℃，仍未结冰的水）组成云，中纬度、热带常出现风速≥30m/s强风带。

平流层(stratosphere)

范围：对流层顶－55 km

特点:

★平流层下层气温受地面影响很小，在25 km处形成高空暖区。

★水汽含量少，气流十分平稳。平流层由此得名，是飞机飞行的理想层次。