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大气成分与农业

发布时间:2017-03-18

现代大气是由一些永久气体、水汽、雾滴、冰晶和尘埃等混合组成的,这种混合物一般分为三类:干洁大气、水汽和气溶胶粒子。不含水汽和气溶胶粒子的混合空气称为干洁大气,平均分子呈约28.966。干洁大气的主耍成分是氮气,约占氧气约占21%:第二位是氩气,占0.9%;其他气体加在一起也不过占0.1%。除二氧化碳、臭氧和一些微量气体在时间和空间上有些改变外。于洁大气成分的比例基本上是不变的。由于大气中存在着空气的对流、湍流及扩散作用,除水汽、二氧化碳、臭氣及悬浮杂质外,各种主要气体在约90km以下的大气层中混合得相当均匀。干洁大气中受人类活动影响比较大的是氮、氧、臭氧和二氧化碳。

1、氮和氧

氮是大气中含量最多的气体,是地球上生命体的基本成分,并以蛋白质的形式存在于有机体中。氮楚一种不活泼的气体,大气中的氮不能被椬物直接吸收,但可同土壤中的根瘤菌结合,变成能被植物吸收的氮化物。另外,大气中的闪电可将氮、氣结合起来,形成氮氧化物并随着降水进人土壤,被植物吸收利用。氧是维持人类及动物生命极为重要的气体,因为动植物都需要呼吸,并在氧化作用中获得热量,以维持生命。氧还决定着有机物质的燃烧、腐败及分解过程。

2、臭氧

大气中的臭氧主要是氧分子在太阳紫外线辐射的作用下形成的。另外,有机物的氧化和雷雨闪电作用也能形成臭氧。在近地面空气层中臭氧含量很少,自5〜10km高度含量开始增加,在20〜25km处达最大浓度井形成明显的臭氧层,再向上则逐渐减少,至55km逐渐消失。其原因是臭氧一般是由氧分子与氧原子结合而成,在大气上层太阳紫外辐射过强,氧分子解离多,使氧原子很难遇到氧分子,不能形成臭氧,所以高层空间臭氧逐渐消失;相反,在低层大气中太阳紫外辐射大为减弱.氣分子不易被分解,辍原子数量极少,也不能形成臭氧。而在20〜25km左右的高度.氧分子和氧原子都有相肖数量,是形成臭氧的最适环境。大气.中的臭氧浓度是很低的,可是它却可以吸收太阳紫外辐射中紫外C(波长0.20〜0.28 um)的全部和紫外仔(0.28~0,32um)的绝大部分。紫外C如果到达地面可以杀灭地球表面一切生物;紫外B也能杀死或严重损伤地面上的生物。臭氧层不能吸收的紫外A(波长大于0.32 um)恰恰是对人类有用处的,如杀灭细菌、防止佝偻病、促进植物的细胞壁和纤维素的合成等。另外,臭氧层因吸收紫外线而引起的,增暖可影响大气温度的垂直分布。气象卫星探测的臭权总量资料表明,南极上空的臭氧浓度在逐年减少,到目前为止仅为正常值的60%〜70%,低时甚至只有40%左右,已形成明显的“臭氧层空洞”。

3、二氧化碳

大气中的二氧化碳(CO2)来源于海洋及陆地上有机物的腐烂、分解,动植物的呼吸作用和石油、煤等矿物的燃烧、火山喷发等。因此,CO2多集中于大气底部20km以下的气层内。CO2含量随时间和地点而不同,一般夏季含量少,冬季多;白天少,夜间多;农村少,城市、工矿区多,在某些大工业城市含量可达0.05%以上,而农村可低至0.02%。随着全球人口迅速增长和木材需求大最上升,使森林面积急剧减少.对的吸收能力降低,而工业化进稈的加快使排放到大气中的CO2却越来越多,浓度口趋升髙。据观测,大气中的CO2浓度1800年仅为260×10-6〜285×10-6,到2006年已达381 × 10-6。CO2是最主要的温室气体,它能强烈吸收和放射长波辐射,对空气和地面有增温效应。如果大气中CO2含量不断增加,将使全球气候发生明显的变化,这一问题已引起全此界的重视。