??大氣概述 包圍地球的空氣稱為大氣。象魚類生活在水中一樣，我們人類生活在地球大氣的底部，并且一刻也離不開大氣。大氣為地球生命的繁衍，人類的發展，提供了理想的環境。它的狀態和變化，時時處處影響到人類的活動與生存。大氣科學是研究大氣圈層的一門科學。
??它研究大氣的具體情況，包括組成大氣的成分、這些成分的分布和變化、大氣的結構、大氣的基本性質和主導狀態的運動規律。 大氣的運動變化是由大氣中熱能的交換所引起的，熱能主要來源于太陽，熱能交換使得大氣的溫度有升有降。空氣的運動和氣壓系統的變化活動，使地球上海陸之間、南北之間、地面和高空之間的能量和物質不斷交換，生成復雜的氣象變化和氣候變化。
??大氣科學將從氣壓的變化、氣壓分布不均形成的氣壓場和氣壓系統、各層大氣中空氣運動的各種情況、風的現象和性質等方面，深入研究大氣中各種環流系統、天氣系統，以及基于流體力學、熱力學研究大氣運動的本質和現象。天氣，從現象上來講，絕大部分是大氣中水分變化的結果。
??在太陽輻射、下墊面強迫作用和大氣環流的共同作用下，形成的天氣的長期綜合情況稱為氣候。大氣科學將研究氣候的成因，不同區域的氣候狀況，氣候變遷以及人類活動對氣候的影響等問題。 　 大氣污染對大氣物理狀態的影響，主要是引起氣候的異常變化。這種變化有時是很明顯的，有時則以漸漸變化的形式發生，為一般人所難以覺察，但任其發展，后果有可能非常嚴重。
??大氣是在不斷變化著的，其自然的變化進程相當緩慢，而人類活動造成的變化禍在燃眉，已引起世界范圍的殷切關注，世界各地都已動員了大量人力、物力，進行研究、防范、治理。控制大氣污染，保護環境，已成為當代人類一項重要事業。 地球大氣的由來 人類賴以生存的大氣，是圍繞著整個地球的一個巨大的氣體圈層，稱為大氣圈。
??大氣在沒有污染的情況下是透明、無色、無味、無臭的。這層大氣由許多種氣體組成，其中所包含的氧氣對于人類的生存最為重要。這層大氣處在不停的運動這中，我們所感到的風就是空氣運動的表征。這層空氣可以傳遞聲波，幫助人類進行語言交流。這層大氣的存在，還可以阻止有害于人類健康的輻射線進入人類居住的環境，保護人類的正常生活和世代繁衍。
??……這層大氣對于人類和社會的進步是太重要了。 大氣還以它變幻莫測的魅力吸引著人們。很早以前，人們就對這令人撲朔迷離的大氣世界，產生了極大的興趣。特別對于它的“身世”是最關心的了。大氣是怎樣誕生的？原始大氣是什么樣子？是否與今天的大氣一樣？……這一系列的問題，一直爭論至今。
??人們都承認，地球大氣是伴隨著地球的形成過程，經過了億萬年的不斷“吐故納新”，才演變成今天的這個樣子。但它是怎樣演變的呢？一般認為，地球大氣的演變過程可以分為三個階。 打雷和閃電 當天空烏云密布，雷雨云迅猛發展時， 突然一道奪目的閃光劃破長空，接著傳來震耳欲聾的巨響，這就是閃電和打雷，亦稱為雷電。
??雷屬于大氣聲學現象，是大氣中小區域強烈爆炸產生的沖擊波形成的聲波，而閃電則是大氣中發生的火花放電現象。 　閃電和雷聲是同時發生的，但它們在大氣中傳播的速度相差很大，因此人們總是先看到閃電然后才聽到雷聲。光每秒能走30公里，而聲音只能走340米。
??根據這個現象，我們可以從看到閃電起到聽到雷聲止，這一段時間的長短，來計算閃電發生處離開我們的距離。假如閃電在西北方，隔10秒聽到了雷聲，說明這塊雷雨距離我們約有3400米遠。 　閃電通常是在有雷雨云時出現，偶爾也在雷暴、雨層云、塵暴、火山爆發時出現。
??閃電的最常見形式是線狀閃電，偶爾也可出現帶狀、球狀、串球狀、枝狀、箭狀閃電等等。線狀閃電可在云內、云與云間、云與地面間產生，其中云內、云與云間閃電占大部分，而云與地面間的閃電僅占六分之一，但其對人類危害最大。 云的成因和成分 人們常常看到天空有時碧空無云，有時白云朵朵，有時又是烏云密布。
??為什么天上有時有云，有時又沒有云呢?云究竟是怎樣形成的呢? 它又是由有什么組成的？ 　 漂浮在天空中的云彩是由許多細小的水滴或冰晶組成的，有的是由小水滴或小冰晶混合在一起組成的。有時也包含一些較大的雨滴及冰、雪粒，云的底部不接觸地面，并有一定厚度。
?? 　 云的形成主要是由水汽凝結造成的。 　 我們都知道，從地面向上十幾公里這層大氣中，越靠近地面，溫度越高，空氣也越稠密；越往高空，溫度越低，空氣也越稀薄。 　 另一方面，江河湖海的水面，以及土壤和動、植物的水分，隨時蒸發到空中變成水汽。水汽進入大氣后，成云致雨，或凝聚為霜露，然后又返回地面，滲入土壤或流入江河湖海。
??以后又再蒸發(升華)，再凝結(凝華)下降。周而復始，循環不已。 　 水汽從蒸發表面進入低層大氣后，這里的溫度高，所容納的水汽較多，如果這些濕熱的空氣被抬升，溫度就會逐漸降低，到了一定高度，空氣中的水汽就會達到飽和。如果空氣繼續被抬升，就會有多余的水汽析出。
??如果那里的溫度高于0°C，則多余的水汽就凝結成小水滴；如果溫度低于0°C，則多余的水汽就凝化為小冰晶。在這些小水滴和小冰晶逐漸增多并達到人眼能辨認的程度時，就是云了。 露的形成和消失 在溫暖季節的清晨，人們在路邊的草，樹葉及農作物上經常可以看到的露珠，露也不是從天空中降下來的。
??露的形成原因和過程與霜一樣，只不過它形成時的溫度在0°C以上罷了。 　 在0°C以上，空氣因冷卻而達到水汽飽和時的溫度叫做露點溫度。在溫暖季節里，夜間地面物體強烈輻射冷卻的時候，與物體表面相接觸的空氣溫度下降，在它降到露點以后就有多余的水汽析出。
??因為這時溫度在0°C以上，這些多余的水汽就凝結成水滴附著在地面物體上，這就是露。 　 露和霜一樣，也大都出現于天氣晴朗、無風或微風的夜晚。同時，容易有露形成的物體，也往往是表面積相對地大的、表面粗糙的、導熱性不良的物體。有時，在上半夜形成了露，下半夜溫度繼續降低，使物體上的露珠凍結起來，這叫做凍露。
??有人把它歸入霜的一類，但是它的形成過程是與霜不同的。 　 露一般在夜間形成，日出以后，溫度升高，露就蒸發消失了。 　 在農作物生長的季節里，常有露出現。它對農業生產是有益的。在我國北方的夏季，蒸發很快，遇到缺雨干旱時，農作物的葉子有時白天被曬得卷縮發干，但是夜間有露，葉子就又恢復了原狀。
??人們常把雨露并稱，就是這個道理。 霜的形成和消失 在寒冷季節的清晨，草葉上、土塊上常常會覆蓋著一層霜的結晶。它們在初升起的陽光照耀下閃閃發光，待太陽升高后就融化了。人們常常把這種現象叫下霜。翻翻日歷，每年10月下旬，總有霜降這個節氣。
??我們看到過降雪，也看到過降雨，可是誰也沒有看到過降霜。其實，霜不是從天空降下來的，而是在近地面層的空氣里形成的。 　 霜是一種白色的冰晶，多形成于夜間。少數情況下，在日落以前太陽斜照的時候也能開始形成。通常，日出后不久霜就融化了。但是在天氣嚴寒的時候或者在背陰的地方，霜也能終日不消。
?? 　 霜本身對植物既沒有害處，也沒有益處。通常人們所說的霜害，實際上是在形成霜的同時產生的凍害。 　 霜的形成不僅和當時的天氣條件有關，而且與所附著的物體的屬性也有關。當物體表面的溫度很低，而物體表面附近的空氣溫度卻比較高，那么在空氣和物體表面之間有一個溫度差，如果物體表面與空氣之間的溫度差主要是由物體表面輻射冷卻造成的，則在較暖的空氣和較冷的物體表面相接觸時空氣就會冷卻，達到水汽過飽和的時候多余的水汽就會析出。
??如果溫度在0°C以下，則多余的水汽就在物體表面上凝華為冰晶，這就是霜。因此霜總是在有利于物體表面輻射冷卻的天氣條件下形成。 　 另外，云對地面物體夜間的輻射冷卻是有妨礙的，天空有云不利于霜的形成，因此，霜大都出現在晴朗的夜晚，也就是地面輻射冷卻強烈的時候。
?? 　 此外，風對于霜的形成也有影響。有微風的時候，空氣緩慢地流過冷物體表面，不斷地供應著水汽，有利于霜的形成。但是，風大的時候，由于空氣流動得很快，接觸冷物體表面的時間太短，同時風大的時候，上下層的空氣容易互相混合，不利于溫度降低，從而也會妨礙霜的形成。
??大致說來，當風速達到3級或3級以上時，霜就不容易形成了。 　 因此，霜一般形成在寒冷季節里晴朗、微風或無風的夜晚。 　 霜的形成，不僅和上述天氣條件有關，而且和地面物體的屬性有關。霜是在輻射冷卻的物體表面上形成的，所以物體表面越容易輻射散熱并迅速冷卻，在它上面就越容易形成霜。
??同類物體，在同樣條件下，假如質量相同，其內部含有的熱量也就相同。如果夜間它們同時輻射散熱，那末，在同一時間內表面積較大的物體散熱較多，冷卻得較快，在它上面就更容易有霜形成。這就是說，一種物體，如果與其質量相比，表面積相對大的，那么在它上面就容易形成霜。
??草葉很輕，表面積卻較大，所以草葉上就容易形成霜。另外，物體表面粗糙的，要比表面光滑的更有利于輻射散熱，所以在表面粗糙的物體上更容易形成霜，如土塊。 　 霜的消失有兩種方式：一是升華為水汽，一是融化成水。最常見的是日出以后因溫度升高而融化消失。
??霜所融化的水，對農作物有一定好處。 霧的成因 霧和云都是由浮游在空中的小水滴或冰晶組成的水汽凝結物，只是霧生成在大氣的近地面層中，而云生成在大氣的較高層而已。霧既然是水汽凝結物，因此應從造成水汽凝結的條件中尋找它的成因。大氣中水汽達到飽和的原因不外兩個：一是由于蒸發，增加了大氣中的水汽；另一是由于空氣自身的冷卻。
??對于霧來說冷卻更重要。當空氣中有凝結核時，飽和空氣如繼續有水汽增加或繼續冶卻，便會發生凝結。凝結的水滴如使水平能見度降低到1千米以內時，霧就形成了。 　 另外，過大的風速和強烈的擾動不利于霧的生成。 　 因此，凡是在有利于空氣低層冷卻的地區，如果水汽充分，風力微和，大氣層結穩定，并有大量的凝結核存在，便最容易生成霧。
??一般在工業區和城市中心形成霧的機會更多，因為那里有豐富的凝結核存在。 雨 我們已經知道，云是由許多小水滴和小冰晶組成的，雨滴和雪花就是由它們增長變大而成的。那么，小水滴和小冰晶在云內是怎樣增長變大的呢? 　 在水云中，云滴都是小水滴。它們主要是靠繼續凝結和互相碰撞并合而增大的。
??因此，在水云里，云滴要增大到雨滴的大小，首先需要云很厚，云滴濃密，含水量多，這樣，它才能繼續凝結增長；其次，在水云內還需要存在較強的垂直運動，這樣才能增加多次碰撞并合的機會。而在比較薄的和比較穩定的水云中，云滴沒有足夠的凝結和并合增長的機會，只能引起多云、陰天，不大會下雨。
?? 　 在各種不同的云內，其云滴大小的分布是各不相同的，造成云滴大小不均的原因就是周圍空氣中水汽的轉移以及云滴的蒸發。使云滴增長的因素是凝結過程和碰撞并和過程，在只有凝結作用的情況下，云滴的大小是均勻的，但由于水汽的補充，使某些云滴有所增長，再加上并和作用的結果，就使較大的云滴繼續增長變大成為雨滴。
??雨滴受地心引力的作用而下降，當有上升氣流時，就會有一個向上的力加在雨滴上，使其下降的速度變慢，并且一些小雨滴還可能被帶上去。只有當雨滴增大到一定的程度時，才能下降到地面，形成降雨。 臭氧空洞 2000年9月3日南極上空的臭氧層空洞面積達到2830平方公里，超出中國面積兩倍以上，相當于美國領土面積的3倍。
??這是迄今觀測到的最大的臭氧 層洞。圖中覆蓋在南極上空如同蘭色水滴的就是就是衛星觀測到的臭氧洞。 　 南極是一個非常寒冷的地區，終年被冰雪覆蓋，四周環繞著海洋。1985 年，英國科學家法爾曼等人在南極哈雷灣觀測站發現：1977-1984年每到春天南極上空的臭氧濃度就會減少約 30%，有近 95% 的臭氧被破壞。
??從地面上觀測，高空的臭氧層已極其稀薄，與周圍相比像是形成一個“洞”，直徑達上千公里，“臭氧洞”由此而得名。在過去10-15年間，每到春天南極上空平流層的臭氧都會發生急劇的大規模耗損。極地上空臭氧層的中心地帶，近95%的臭氧被破壞。 　 臭氧洞可以用一個三維的結構來描述，即臭氧洞的面積、深度及延續時間。
??1985年前南極臭氧洞大小和深度，大約以兩年為消長周期，1987年10月，南極上空的臭氧濃度下降到了1957-1978年間的一半，臭氧洞面積則擴大到足以覆蓋整個歐洲大陸。1989-1991年卻連續三年發現大規模的臭氧洞。從那以后，臭氧濃度下降的速度還在加快，有時甚至減少到只剩30%，臭氧洞的面積也在不斷擴大。
??根據日本氣象廳公布的資料顯示，從1982-1991的10年期間，南極臭氧洞的面積擴大了10倍，深度增加了2倍，被破壞的臭氧量估計為過去的4。3倍。1994年10月觀測到臭氧洞曾一度蔓延到了南美洲最南端的上空。近年臭氧洞的深度和面積等仍在繼續擴展，1995年觀測到的臭氧洞的天數是77天，到1996年幾乎南極平流層的臭氧全部被破壞，臭氧洞發生天數增加到80天。
??1997年至今，科學家進一步觀測到臭氧洞發生的時間也在提前，1998年臭氧洞的持續時間超過100天，是南極臭氧洞發現以來的最長記錄，而且臭氧洞的面積比1997年增大約15%，9月19日出現的最大面積為2720萬平方公里。幾乎可以相當三個澳大利亞的面積。
??總之，20世紀90年代中期以來，每年春季南極上空臭氧平均減少2/3。 。

主要由C.H.O.N等四種原素組成.