大氣雜質

大氣雜質

大氣雜質(atmospheric impurity))指懸浮在大氣中的固體微粒和水汽凝結物,不屬於空氣的正常組成成分,而數量變動較大的粒子或氣體。

基本介紹

  • 中文名:大氣雜質
  • 外文名:atmospheric impurity
  • 釋義:數量變動較大的粒子或氣體
  • 組成:不屬於空氣的正常組成成分
介紹,特徵,來源,分類,垂直分布,作用,影響,危害,

介紹

大氣中除了氣體成分以外,還有很多由液體和固體雜質、微粒組成的大氣雜質,也可稱為氣溶膠粒子。雜質是指來源於火山爆發、塵沙飛揚、物質燃燒的顆粒、流星燃燒所產生的細小微粒和海水飛濺揚入大氣後而被蒸發的鹽粒,還有細菌、微生物、植物的孢子花粉等。它們多集中於大氣的底層。
液體微粒,是指懸浮於大氣中的水滴、過冷水滴和冰晶等水汽凝結物。

特徵

具有分布不均勻、變化尺度小、複雜性的特點,多集中於大氣的底層,對雲的凝結核、雨滴、冰晶形成,進而對降水的形成起重要作用。甚至可以改變雲的存在時間,能夠在雲的表面產生化學反應,決定降雨量的多少,影響大氣成分

來源

氣溶膠粒子是懸浮在大氣中的多種固體微粒和液體微小顆粒,它來源於自然界和人類活動。
(1)來源於自然界,如火山噴發的煙塵、被風吹起的土壤微粒、海水飛濺揚入大氣後而被蒸發的鹽粒、細菌、微生物、植物的孢子花粉、流星燃燒所產生的細小微粒和宇宙塵埃等。
(2)有的是由於人類活動,如煤、油及其他礦物燃料的燃燒物質,以及車輛產生的廢氣排放至空氣中的大量煙粒等。

分類

氣溶膠粒子的譜分布是指對應於不同半徑的氣溶膠粒子濃度的分布。
大氣氣溶膠粒子統計圖表
一、氣溶膠粒子的分類按尺度大小對氣溶膠粒子的分類(半徑用等效半徑)愛根核(半徑r10μm飄塵),氣溶膠粒子大小為0.001~100微米。
對流層中氣溶膠粒子濃度隨高度按指數減小,對流層頂達到最小。平流層中氣溶膠粒子濃度又有些增加,在20km左右出現一個氣溶膠層。
二、煙塵及工業粉塵人類活動產生的氣溶膠粒子的濃度有明顯的日變化:清晨,濃度最大;中午前後,濃度最小;黃昏,濃度又增加;夜間,濃度再次減小。
大氣雜質塵粒大氣雜質塵粒
三、海沫破裂乾涸成核海沫破裂產出海鹽水滴,蒸發乾涸形成巨核和愛根核。
四、氣-粒轉化愛根核由大氣中微量氣體轉化而來。如so2經光化學氧化作用,高溫下能生成硫酸鹽微滴,蒸發後成為硫酸鹽質點。
五、微生物、孢子、花粉等有機物質點。
六、宇宙塵埃,如流星2.5.3氣溶膠粒子在大氣過程中的作用一、在雲霧降水中的作用氣溶膠粒子起著凝結核、冰核、凝凍核、凝華核的作用,使雲霧滴能夠產生並長大,形成雲霧降水。

垂直分布

溶膠粒子濃度的垂直分布:
對流層中氣溶膠粒子濃度隨高度按指數減小,對流層頂達到最小。平流層中氣溶膠粒子濃度又有些增加,在20km左右出現一個氣溶膠層。

作用

對大氣中的物理過程和物理現象的產生有極大的作用:
(1)吸收太陽輻射,使空氣溫度增高,但也削弱了到達地面的太陽輻射;
(2)緩衝地面輻射冷卻,部分補償地面因長波有效輻射而失去的熱量,對地面和大氣的溫度變化產生了一定的影響;
(3)大氣中雜質、微粒,聚集在一起,降低大氣透明度,影響大氣能見度;
(4)充當水汽的凝結核,加速大氣中成雲致雨的過程,對雲、霧、降水等形成有重要意義。

影響

對大氣輻射的影響
氣溶膠粒子能吸收和散射太陽輻射,削減到達地面的能量,減低低層大氣的溫度。另一方面,氣溶膠粒子吸收了太陽能量,本身得到增溫,並通過大氣運動傳輸熱量,提高高層大氣的溫度。
對大氣光學特性的影響
氣溶膠的大粒子對太陽光的散射和吸收影響大氣能見度,天空顏色。
對大氣電學特性的影響
由於宇宙射線等的作用,大氣低層存在離子,晴天大氣電場方向向下。小離子被愛根核吸附成為大離子,在電場作用下形成垂直方向的傳導電流。在大氣化學過程中的作用氣溶膠粒子在大氣的許多化學過程中起作用,造成嚴重的大氣污染事件。如陽傘效應大氣氣溶膠的陽傘效應。

危害

霧-霾
在一定的天氣條件下,氣溶膠粒常聚在一起,形成霾、風沙浮塵等視程障礙現象,是大氣透明度變差。
霾是大量極細微的乾塵粒等均勻地浮游在空中,使水平能見度小於10公里的空氣普遍混濁現象,這裡的乾塵粒指的是乾氣溶膠粒子。一般情況下,當能見度在1~10公里時可能既有乾氣溶膠的影響(即霾的影響),也可能有水滴的貢獻(即輕霧的貢獻),且不易區分,所以就被稱為"霧-霾"現象。由於在實際的大氣中沒有氣溶膠粒子作為雲霧的凝結核(或冰核),無法形成霧,所以霧和霾的背後都與氣溶膠粒子有關。
大氣腐蝕
大氣腐蝕是指暴露在空氣中的金屬腐蝕按地理位置和空氣中的雜質可分為工業大氣、海洋大氣和農村大氣腐蝕。金屬腐蝕是十分普遍和嚴重的,腐蝕給人們帶來的損失同樣是驚人的。
危害人類健康
(1)當氣溶膠的濃度達到足夠高時,將對人類健康造成威脅,尤其是對哮喘病人及其他有呼吸進疾病的人群。
(2)空氣中的氣溶膠還能傳播真菌和病毒,這可能會導致一些地區疾病的流行和爆發。

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