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1、地球是由外部圈层和内部圈层两大部分构成的。外部圈层包括大气圈、水圈和生物圈；内部圈层包括地壳、地幔和地核三部分。,第四章 气象,第一节 大气ATMOSHPERE的成份及结构,大气：指的是包围 着整个地球 的空气圈。,无人机的速度远达不到要考虑空气可压缩的程度,高性能滑翔机，超轻型、轻型和商用飞行器，中型的活塞式运输机,可压缩性的问题只有在处理喷气动力以及螺旋桨翼尖和直升机旋翼问题时才考虑,可压缩：,密度：很重要。与高度和天气有关,高海拔、高温密度降低,干燥密度大,一、大气的成份,1.干洁空气；2.水汽；3.大气杂质。,1.干洁空气：,在干洁空气的多种成分中，对天气影响较大的是co2 和o3。,
2、二氧化碳：,来源：主要来源于有机物的燃烧（或腐化）、工业生产排放的废气和动植物的呼吸。分布：多集中在20km以下。人口稠密的大城市多于郊区农村、阴天多于晴天、夜间多于白天、冬季多于夏季。作用：和大气的其他成分一样，不能直接吸收太阳短波辐射，但能大量吸收地面的长波辐射，使地面上的热量不至于大量向外层空间散发，对地球起到了保温作用。这就是：温室效应。,温室效应示意图,臭氧Ozone：,来源：氧分子在波长为0.10.24微米的太阳紫外线辐射下，分解成氧原子，氧原子与氧分子结合而形成臭氧。分布：主要分布在1050km范围内，其最大浓度出现在2030km间，大气低层的臭氧含量少。作用：臭氧层通过吸收太阳
3、紫外线而增温，使臭氧层温度升高。同时也使地球生物免受了过多紫外线的伤害。,南极上空的臭氧层空洞,2.水汽water vapor：,来源：来源于江、河、湖、海、地表和潮湿物体表面的水分蒸发，植物叶面的蒸腾作用。分布：在离地1.52km高度上，水汽含量约为地面的一半，5km高度上仅为地面的十分之一，再往上就更少。在沙漠或极地水汽含量极少，而在热带洋面上水汽含量大。作用：1.是成云致雨的物质基础，2.通过状态变化传输热量，3.释放潜热是剧烈天气的能源。,水汽状态变化,3.大气杂质,来源：物质燃烧成的灰粉、海水飞沫蒸发后的盐粒、风扬起的灰尘、火山喷发的烟尘、流星燃烧后的余烬、花粉、细菌以及水汽的凝结物
4、等。作用：影响能见度，影响地面和空气的温度，在云、雾、降水等的形成过程中起凝结核的作用。,二、大气的结构,大气具有层状结构：大气在水平方向上性质比较相似，在不同高度上性质差异较大。,（一）大气垂直分层的依据,主要依据是：气层气温的垂直分布特点,气温垂直递减率,定义：=-TZ 计算：的物理意义是表示气温随高度变化快慢的一个物理量。的单位为/100m,（二）大气分层及各层的特点,根据气层气温的垂直分布特点将大气可分为对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层五层。,大气的结构,1、对流层对流层因为空气有强烈的 对流运动而得名,是地球大气层里密度最高的一层，它蕴含了整个大气层约75%的质量，以及几乎所有的
5、水蒸气及气溶胶。地球对流层位于大气的最低层，集中了约75%的大气的质量和90%以上的水汽质量。其下界与地面相接，上界高度随地理纬度和季节而变化。,对流层有以下三个主要特征,1.气温随高度升高而降低 平均气温垂直递减率 0.65/100m 2.气温、湿度的水平分布很不均匀 3.空气具有强烈的垂直混合,等温层和逆温层,=0时称为等温层，0时称为逆温层。,2、平流层,1.定义：从对流层顶到大约55Km高度的气层。2.特点：在平流层下半部，气温随高度增高变化不大；其上半部，气温随高度增高而升高很快；在平流层的顶部，温度已升至0左右。整层空气几乎没有垂直运动，气流平稳，天气晴朗，飞行气象条件良好。,平流
6、层对飞行的影响,1.有利方面：气流平稳、空气干洁、能见度好、飞行阻力小，有利于大型飞机飞行。2.不利方面：发动机效率降低，飞机对操纵的反映迟缓。,三、标准大气,特性随高度分布最接近实际大气的大气模式。,标准大气的标准,1.干洁大气，且成分不随高度改变，平均分子量=28.9644；2.具有理想气体性质；3.标准海平面重力加速度g0=9.80665米/秒2；4.海平面气温T0=288.16K=15；海平面气压P0=1013.25hPa=760mmHg=1个大气压；海平面空气密度0=1.225kg/m3；5.处于流体静力平衡状态；6.在海拔11000米以下，气温直减率为0.65/100m；从11000至20000米，气温不变，为-56.5；从20000米到30000米，气温直减率为-0.1/100m。,课堂练习,1.自由大气指的是（）.摩擦层以上的大气.对流层中层(6KM)以上的大气.对流层顶以上的大气.标准大气中的大气 2.平流层的主要特征是（）.0.=0.65/100米,复习思考题,1.构成大气的基本成分有哪些？二氧化碳和臭氧有什么作用？2.对流层和平流层有哪些基本特征，它们对飞行有什么影响？,
