大气圈分层示意图及作用

人类以大气中的氧为生，生活绝对离不开大气。大气成为人类环境一个特别重要的要素。所谓大气，就是地球表面之上的那一部分空间。它的范围有多大呢？科学家们把离地球表面10 000千米以内的空间称作大气圈，因为这部分空间是随着地球的自转而跟着转动的。在这么大的范围内，又分成若干区域，如图3．2．1所示。

图3．2．1 大气圈分层示意图

距地球表面11．2千米之内的是对流层，在此层内有强烈的气流对流活动，故得名“对流层”。风、云、雷、雨、雪等所有的气候现象，均发生在这一层。对流层的温度随高度而下降，这是因为太阳光不能直接加热大气层，而是从下面靠温暖的地球把热量传给大气层。对流层的大气密度最大，约占大气圈总质量的95％。大气中主要的化学成分为氮（78．09％）、氧（20．95％）、氩（0．93％），以及微量水蒸气、二氧化碳、稀有气体、臭氧等。

人类和其他有生命体都处于这一大气层，因为地球表面3．5千米内才有足够的氧气维持生命活动，因而对流层对人类的关系最为密切。人类生产活动和生活活动所产生的污染物也排放在这一层，也就是距地面11．2千米范围内。

从11．2千米延伸到50千米之间的空间成为平流层。在平流层和平流层以上的大气里，几乎不存在水蒸气和尘埃，极少出现云雨和风暴等气候现象。所以该层的透明度特好，加上气流稳定，是喷气式飞机飞行的理想场所。

平流层再往上又分成若干层，有中间层、热层（电离层）、外层（散逸层），但这些层对人类的生活影响不大。

由于大气的被污染，地球表面的气候受到很大影响，出现了许多异常情况。

3．2．2 异常气候现象

1．酸雨现象——天空下稀硫酸

降雨涉及生态环境中水的循环，属于正常气象现象，但降酸雨则属不正常。自然界中正常的雨雪呈弱酸性，其p H值为5．6。这是因为大气中的二氧化碳溶于其中形成碳酸所造成的。

CO2＋H2→—O H2CO3

随着大气污染的日益严重，世界各地出现了酸雨现象。雨水的酸度甚至达到p H＝3。西欧和北美是世界闻名的酸雨区，我国的西南和中南地区也已成为世界第三大酸雨区。重庆也曾出现过p H值为3的酸雨。

造成酸雨的主要原因是人类过多地排放酸性氧化物气体，如氮和硫的氧化物，它们主要来自煤的燃烧。如图3．2．2所示，燃烧时煤中所含硫和氮的化合物均被氧化为硫的氧化物和氮的氧化物，并被释放到大气中，由下列反应可见它们可转变为硫酸和硝酸：(www.xing528.com)

图3．2．2 酸雨形成的原因

酸雨对人类造成了极大的危害，具体如下：

（1）医生们指出，硫酸雾或硫酸盐雾的毒性比SO2本身更甚，会引起肺气肿和肺硬化等疾病。

（2）酸雨使水体酸化，严重影响了水生动植物的正常生长。资料表明，当水体的p H值等于4时，鱼虾均不能生存（见图3．2．3）。

图3．2．3 酸雨导致鱼虾死亡

（3）酸雨会加剧对建筑材料（包括金属和碳酸钙类的石材）的腐蚀（见图3．2．4）。

图3．2．4 酸雨侵袭前后的雕塑像

（4）酸雨使土壤酸化，导致植物大片死亡（见图3．2．5和图3．2．6）。

图3．2．5 大片森林毁于酸雨

图3．2．6

为了防止酸雨的出现，我们必须控制燃煤的使用量和使用方式，使用更经济而清洁的能源，如发展和使用核能。我国秦山核电站所发的电量，相当于100万吨优质煤的发电量，而这些燃煤将会释放出3万吨硫的氧化物和2万吨氮的氧化物。

由于酸性气体会漂移，释放的酸性氧化物气体的地方不一定发生酸雨，例如加拿大的酸雨就是美国所释放的气体漂移所致。因此，防止酸雨的蔓延应该是全球合作的任务。