Bài giảng Chương 2: Cấu trúc và thành phần khí quyển

Chia sẻ: Le Na | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:23

Thêm vào BST

Báo xấu

172
lượt xem 19
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Chương 2: Cấu trúc và thành phần khí quyển có nội dung trình bày cấu trúc khí quyển bao gồm tầng đối lưu, tầng điện ly; thành phần không khí và một số nội dung liên quan khác.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Chương 2: Cấu trúc và thành phần khí quyển

CHƯƠNG 2. CẤU TRÚC VÀ THÀNH PHẦN KHÍ QUYỂN 1. Cấu trúc khí quyển Tổng trọng lượng của khí quyển: 5,136.1015 tấn Tổng trọng lượng của địa quyển: 5,96.1021 tấn Tổng trọng lượng của thuỷ quyển: 1,4.1018 tấn Trọng lượng khí quyển tương đương với trọng lượng của 76 cm Hg phủ đều trên bề mặt địa cầu (1AT = 760mmHg) Mật độ không khí (ρ )ở đk 00C, P= 760mmHg là 1,293 kg/m3 Thể tích riêng của không khí là đại lượng nghịch đảo của mật độ không khí : V = 1/ρ (1) Công thức Claypayron: PV = RT (2) Ta có: ρ = P/RT (3) R: hằng số chất khí (1/0,4845); P: áp suất khí quyển; T: nhiệt độ tuyệt đối không khí
2.1. TẦNG ĐỐI LƯU (TROPOSPHERE)  LỚP KHÍ QUYỂN SÁT MẶT ĐẤT DÀY 10-12 KM (Ở XÍCH ĐẠO: 16 KM, Ở 2 CỰC: 8 KM)  TẬP TRUNG HẦU HẾT KHÔNG KHÍ CỦA KHÍ QUYỂN: TỚI ĐỘ CAO 5KM CHIẾM 50% KHÔNG KHÍ TỚI ĐỘ CAO 10KM CHIẾM 75% KHÔNG KHÍ TỚI ĐỘ CAO 12KM CHIẾM 80% KHÔNG KHÍ TỚI ĐỘ CAO 20KM CHIẾM 95% KHÔNG KHÍ  NHIỆT ĐỘ GIẢM DẦN THEO ĐỌ CAO: TRUNG BÌNH CỨ LÊN CAO 100M NHIỆT ĐỘ GIẢM 0,650C THĂNG ĐOẠN NHIỆT KHÔ, CỨ LÊN CAO 100M NHIỆT ĐỘ GIẢM 0,8 - 10C THĂNG ĐOẠN NHIỆT ẨM, CỨ LÊN CAO 100M NHIỆT ĐỘ GIẢM 0,50C
2.1. TẦNG ĐỐI LƯU (TROPOSPHERE) Bảng 2.1. Nhiệtđộ khảo sát lúc 7h (0h GMT) ở cácđộ cao tại Hà Nội (Số liệu 30 n 1961 -1990) ăm Mực Tháng I Tháng VII (mét) 0 Ttb Tmax Tmin Ttb Tmax Tmin 0 14,6 23,0 5,5 27,3 31,4 21,6 200 13,8 21,7 3,5 26,2 31,9 20,3 500 12,5 24,7 0,9 25,2 30,0 19,1 1000 10,6 21,4 0,6 22,8 27,7 16,0 1500 9,3 19,1 -1,5 20,0 24,8 15,3 2100 7,9 18,1 -1,7 16,6 20,8 2,0 3100 5,0 14,2 -3,7 11,1 15,7 7,9 Nguồn: TS. Hoàng Thị Phương Hồng ( Đài khí tượng cao không)
2.1. TẦNG ĐỐI LƯU (TROPOSPHERE) • KhÝ¸ p còng gi¶ m dÇn theo ®é ca o: § é cao (km) 0 2,0 4,0 6,0 KhÝ¸ p (mmHg) 760 598 465 358 • Kh«ng khÝchøa nhiÒu h¬i n í c: ®é Èm t ¬ng ®èi tha y ®æ tõ 5 100%. i • Kh«ng khÝth êng ph¸ t triÓn c¸ c dßng th¨ ng, dßng gi¸ ng (®èi l u). • Lµ tÇng khÝquyÓn cã nhiÒu biÕn ®æ vËt lý hÕt søc phøc t¹ p t¹ o i nª n c¸ c hiÖn t î ng thêi tiÕt.
2.2. TẦNG BÌNH LƯU (STRATOSPHERE) • Gií i h¹ n tõ 12 ®Õn 50 km • ®©y lµ tÇng khÝquyÓn Ý biÕn ®éng, yª n tÜ Kh«ng khÝrÊt th a t nh. lo· ng vµ hÇu nh kh«ng cã h¬i n í c. • § î c ph©n lµm 2 lí p theo ®Æ ®iÓm nhiÖt ®é nh sa u: c +/ Lí p 12 25 km: Kh«ng khÝcã nhiÖt ®é kh«ng ®æ (kho¶ ng i 55 ®Õn 760C), yª n tÜ Ý cã biÕn ®æ nh, t i. +/ Lí p 25 ®Õn 50 km: nhiÖt ®é t¨ ng dÇn theo ®é ca o do kh«ng khÝchøa nhiÒu khÝ«z«n (o 3) hÊp thu bøc x¹ tö ngo¹ i vµ tia vò trô. NhiÖt ®é cùc ®¹ i cã thÓ tí i +10 0C. 2.3. TẦNG TRUNG QUYỂN (MESOSPHERE): • Giới hạn từ 50 -85 km. nhiệt độ không khi hạ xuống và giảm dần theo độ cao (-70 đến -800C). • Không khí phát triển các dòng đối lưu yếu.
2.4. Tầng điện ly (Thermosphere) ► Còn gọi là tầng nhiệt quyển hay tầng ion ► Giới hạn từ 85 đến 1000 km ► Các phân tử không khí bị phân tích thành các ion mang điện (O++, O--, NO+...) ► Mật độ ion hoá cao nhất ở 2 độ cao: 100 và 180 km ► Nhiệt độ không khí rất cao do thường xuyên có sự phóng điện (nhiệt độ từ 200 đến hàng 10000C) 2.5. Tầng ngoài (ngoại quyển - exosphere) ► Giới hạn độ cao từ 1000 km đến khoảng 3000 km. Vượt ra ngoài là khoảng chân không vũ trụ (out space) ► Không khí vô cùng thưa loãng, tồn tại dạng các túi khí, thành phần chủ yếu là Hydro và Heli
Bảng 2. thành phần không khí khô, không bị ô nhiễm Tª n chÊt C«ng thøc T lÖ Ø Khèi l î ng trong KQ (tÊn) Nit¬ N2 78,09% 3850. 1012 Oxy O2 20,94% 1180. 1012 Argon Ar 0,93% 65. 1012 Ca cbonic CO 2 0,032% 2,5. 1012 Neon Ne 18 ppm 64. 109 Heli He 5,2 ppm 3,7. 109 Meta n CH4 1,3 ppm 3,7. 109 Kripton Kr 1,0 ppm 15. 109 Hydro H2 0,5 ppm 0,18. 109 Nit¬ ¤ xit N2O 0,25 ppm 1,9. 109 Ca cbon monoxit CO 0,10 ppm 0,5. 109 «zon O3 0,02 ppm 0,2. 109 Sulfur dioxit SO 2 0,001 ppm 11. 106 Nit¬ dioxit NO 2 0,001 ppm 8. 106
3. Thµnh phÇn kh«ng khÝ 3.1. Thµnh phÇn kh«ng khÝlí p s¸ t mÆ ®Êt t 3.1.1. Nit¬ • C¸ c d¹ ng tån t¹ i trong kh«ng khÝ N2, N2O, NO 2, NH3... : • Nguån bæ sung lµ qu¸ tr× ph¶ n nitra t ho¸ nh • Vai trß ®èi ví i ®êi sèng sinh vËt: tha m gia vµo thµnh phÇn cÊu t¹ o c¬ thÓ (protein, axit a min, vitamine, ADN, ARN, diÖp lôc, Hemoglobine...) • Sinh vËt chØ dông Nit¬ ë c¸ c d¹ ng hî p chÊt: sö  § éng vËt sö dông N h÷u c¬ (protein, a . a min, vita mine...)  Thùc vËt sö dông N ë d¹ ng ion (NH4+, NO 3 ) hoÆ c¸ c c ph©n tö nhá nh CO(NH2) 2 , Ala nine...)
3. Thµnh phÇn kh«ng khÝ 3.1. Thµnh phÇn kh«ng khÝlí p s¸ t mÆ ®Êt t • Mét sè vi sinh vËt sö dông Nit¬ ph©n tö: (vi khuÈn h¶ o khÝ Azotoba cter, VK yÕm khÝClostridium Pa steria num, VK céng sinh Rhizobium, , t¶ o lôc Ana ba ena . • ph ¬ng ph¸ p kha i th¸ c nguån tµi nguyª n N 2:  Ph ¬ng ph¸ p c«ng nghiÖp: trong c¸ c nhµ m¸ y s¶ n xuÊt ph©n ®¹ m, dï ng c¸ c ph ¬ng ph¸ p c«ng ph¸ Nit¬ (phãng ®iÖn hoÆ dï ng ho¸ chÊt), sa u ®ã cè c ®Þ N d í i d¹ ng c¸ c hî p chÊt nh NH4NO 3, (NH4) 2 nh SO 4, NH3, urea CO(NH2) 2.  Ph ¬ng ph¸ p n«ng häc: trång c©y ph©n xa nh hä ®Ëu, th¶ bÌ o hoa d©u.  Ph ¬ng ph¸ p vi sinh vËt: Dï ng c¸ c lo¹ i ph©n vi sinh vËt (EM, Vi sinh S«ng Gia nh, Vi sinh Thiª n n«ng...)
3.1.2. Ca cbonic (CO 2): • Nguån bæsung CO 2 cho khÝquyÓn nhê c¸ c qu¸ tr× h« nh hÊp, ®èt ch¸ y vµ ph©n gi¶ i hî p chÊt h÷u c¬. • Lµ thµnh phÇn biÕn ®éng rÊt lí n • C©y trång sö dông CO 2 nh nguån nguyª n liÖu cho qu¸ tr× nh qua ng hî p 6CO 2 +6H2O C 6 H12 O 6 +6O 2 • C¸ c gièng, chñng lo¹ i c©y kh¸ c nha u yª u cÇu hµm l î ng CO 2 kh¸ c nha u tuú thuéc vµo ®iÓm bï vµ ®iÓm b· o hoµ CO 2 cña chóng. § iÓm bï CO 2 tõ 0,01 0,03%, ®iÓm b· o hoµ CO 2 tõ 0,05 ®Õn 0,4%. • Mét sè c©y trång cã c êng ®é qua ng hî p t¨ ng khi CO 2 t¨ ng lª n, nh ng mét sè c©y cã ®iÓm b· o hoµ thÊp th×hµm l î ng CO 2 t¨ ng ¶ nh h ëng xÊu tí i sinh tr ëng, ph¸ t triÓn. • Nång ®é CO 2 gií i h¹ n cho phÐp ë c¬ së s¶ n xuÊt ®èi ví i ng êi vµ ®éng vËt lµ 0,1%
Iqh 15 10 5 0 Bu Bao hoa C O2
3.1.3. Oxy (O 2) • tû träng 1,1025 • § î c coi lµ d ì ng khÝ Oxy rÊt cÇn thiÕt ®èi ví i sù sèng, nã : tham gia vµo qu¸ tr× h« hÊp, qu¸ tr× ph©n gi¶i chÊt h÷u nh nh c¬ vµ qu¸ tr× ch¸ y. nh • Oxy ® î c bæsung cho khÝquyÓn nhê qu¸ tr× quang hî p nh 3.1.4. Bôi • Lµ tËp hî p nhiÒu h¹ t vËt chÊt v« c¬ hay h÷u c¬ cã kÝ ch th í c nhá bÐ tån t¹ i trong kh«ng khÝd í i d¹ ng bôi bay, bôi l¾ng, h¬i, khãi hoÆ mï . c • bôi bay cã kÝ th í c 0,001 10 µm (tro, muéi, khãi vµ c¸ c ch h¹ t chÊt r¾n nhá chuyÓn ®éng Braon¬ hoÆ r¬i theo ®Þ c nh luËt Stok. G©y tæ th ¬ng c¬ qua n h« hÊp, bÖnh nhiÔm bôi n th¹ ch anh (silicose)
• Bôi l¾ng cã kÝ th í c lí n h¬n 10 µm, r¬i theo ®Þ luËt ch nh Niut¬n, g©y bÖnh cho m¾t, nhiÔm trï ng, dÞøng da ... • Ph©n lo¹ i bôi: +/ Theo nguån gèc: bôi h÷u c¬ (phÊn hoa, phÊn c«n trï ng); bôi v« c¬ (bôi kho¸ ng, bôi kim lo¹ i, hçn hî p); bôi tù nhiª n; bôi nh©n t¹ o; bôi vò trô; bôi nói löa , b· o c¸ t. +/ theo kÝ th í c: bôi: >10 µm; mï : o,1 10 µm; khãi: < ch 0,1 µm. +/ Theo tÝ x©m nhËp vµo ® êng h« hÊp: bôi kh«ng ë nh l¹ i phÕ nang: 10 µm +/ ph©n lo¹ i theo c¸ c ®Æ ®iÓm kh¸ c: theo t¸ c h¹ i c (nhiÔm ®éc, g©y ung th , x¬ phæ nhiÔm trï ng) i,
Bảng 2. Số lượ các tác nhân ô nhiễ trên toàn thếgiới năm 1992 ng m Ð ơn v ị: Tri ệ t ấ u n Tác nhân ô nhiễ chính m Nguồ gây ô nhiễ n m Cacbon COx Bụi SOx NOx Hydrat 1. Giao thông vậ tải n 58.1 1.2 0.8 15.1 7.3 - Ôtô chạy xăng 53.5 0.5 0.2 13.8 6.0 - Ôtô chạy dầu diezel 0.2 0.3 0.1 0.4 0.5 - Máy bay 2.4 0.0 0.0 0.3 0.0 - Tàu hoả và các loạ khác i 2.0 0.4 0.5 0.6 0.8 2. Ðố nhiên liệ t u 1.7 8.1 22.2 0.7 8.8 - Than 0.7 7.4 18.3 0.2 3.6 - Dầu, xăng 0.1 0.3 3.9 0.1 0.9 - Khí đố tự nhiên t 0.0 0.2 0.0 0.0 4.1 - Gỗ, củi 0.9 0.2 0.0 0.4 0.2 3. Sản xuấ công nghiệ t p 8.8 6.8 6.6 4.2 0.2 4. Xử lý chấ thải rắ t n 7.1 1.0 0.1 1.5 0.5 5. Hoạt độ khác ng 15.3 8.8 0.5 3.8 1.6 - Cháy rừng 6.5 6.1 0.0 2.0 1.1 - Ðố các sản phẩm nn t 7.5 2.2 0.0 1.5 0.3 - Ðố rác thả bằng than t i 1.1 0.4 0.5 0.2 0.2 - Hàn đố xây dựng t 0.2 0.1 0.0 0.1 0.0
Bảng 4. Tác dụng bệnh lý của một số khí độc đối với con người Tác nhân Nguồn phát sinh Tác dụng bệnh lý Anđêhit Quá trình nhiệt phân dầu, Gây buồn phiền, cáu gắt, ảnh mỡ, và glixerin hưởng đến bộ máy hô hấp Amôniac Quá trình sản xuất phân Gây viêm tấy đường hô hấp đạm, sơn hay thuốc nổ Asin (AsH3) Hàn sắt, thép hoặc sản xuất Làm giảm hồng cầu trong máu, que hàn có chứa asen tác hại thận, gây bệnh vàng da Cacbon Ống xả ôtô, xe máy, ống Giảm bớt khả năng lưu chuyển khói đốt than oxy trong máu Clo Tẩy vải sợi và các quá trình Gây nguy hại đối với toàn bộ hoá học tươ ng tự đường hô hấp và mắt
Bảng 4. Tác dụng bệnh lý của một số khí độc đối với con người Tác nhân Nguồn phát sinh Tác dụng bệnh lý Hydro Khói các lò chế biến hoá Gây tác hại đối với tế bào xyanit chất, mạ kim loại thần kinh, đau đầu, làm khô họng, mờ mắt Hydro Tinh luyện dầu khí, khắc Gây mệt mỏi toàn thân florua kính bằng axit, sản xuất nhôm, phân bón Hydro Công nghiệp hoá chất Giống mùi trứng thối, gây Sunfit và tinh luyện nhiên liệu buồn nôn, kích thích mắt có nhựa đường và họng Tro, muội, Từ lò đốt của các ngành Ðau mắt và có thể gây khói công nghiệp bệnh ung thư
