气液界面的传输 Transfer across Air/Water Interface
气液界面(Gas/Liquid interface)
许多物质可以透过气液界面传输,这种传输称为 界面传输(Interfacial transfer).譬如水分子脱水面, 进入空气成为水汽,然而因为体的动会受到界面 的影响,且体中的物质无法直接穿透界面平到另 一边的体中,故透过气水界面的质传输同於单 一体中的传输现象. 全球海洋面积达3.62 x 108平方公,占地球表面积 70.95%. 亦 即 海 水 和 空 气 之 间 的 海 气 界 面 (Air/Sea interface)占地球表面积70.95%.许多透过海气界面传 输的物质会影响全球的环境.
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国中央大学土木系 朱佳仁 教授
(1) 动: 吹过水面的风会将部份动自空气传递到水中,带动 水体的动,造成风驱和风,此现象在第九章有完整 的描述. (2) 热: 体中的热会藉蒸发,射和热传导透过界面传输, 譬如发电厂温排水的表面散热及湖泊,海洋的层化现象皆 与气水界面的热传有关. (3) 水汽 : 蒸发即为水分子自水面传输至大气中成为空气中的水汽 ,水体的界面传输速即为蒸发.
Water vapor is present in the atmosphere at any temperature.
open container, unsaturated air: evaporation > condensation
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温室效应
(4) 温室气体(Greenhouse gases): 地球表面的热主要自於太阳的射,而被加热的 地表会释放出长波射,也就是热射,这些热射一 部份会穿透大气层而回到外太空,一部份会被大气层中 的气体所吸收而在大气层中,造成大气温的增加. 凡是会吸收热射的气体可称为温室气体,包括有二 氧化碳(CO2),甲烷(CH4),氧化亚氮(N2O)和氟化 (SF6)等. 自工业革命之后,人为排放的二氧化碳,甲烷大 增加,且森的减少,造成温室效应的加严重.以台 湾为,1990温室气体排放总为149百万吨,其中 二氧化碳排放占83%,甲烷占15%.这些温室气体一 部份会透过气水界面进入海洋,而减少在空气中的浓 ,故气水界面的传输间接地影响到温室效应及全球环境 的变迁.
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温室效应气体源
人活动
石油,煤等石化原的燃烧 牲畜,水田,掩埋场及汽机的排放 气机,电冰箱的媒,电子件清 洁剂,发泡剂 燃烧石化燃,微生物及化学肥分 解所排放 工厂,汽机排放之氮氧化合物及碳 水化合物经过光所合成
全球碳循环(Global Carbon Cycle)
产出气体
二氧化碳(110亿吨/) 甲烷CH4 氟氯碳化物 氮氧化合物 臭氧
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Global carbon cycle: reservoirs and fluxes
Petagrams = 1015
全球碳循环
gm; in atmosphere, 1 Pg = ~0.5 ppm – 1.0 petagram (Pg) = 1.0 gigaton (Gt) = 10 亿吨
Relative sizes of reservoirs (in Gt or Pg)
– Atmosphere – Veg/soils – Surface ocean – Deep ocean – Ocean sediments – Carbonate rocks – Fossil fuels (var.) Values in black are natural, values in red are anthropogenic - 9 12 751 2359 (veg ~700, soils ~1600) 921 37,200 150 66-100 x 106 ~4000 (1000 gas+oil, 3000 coal)
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大气中二氧化碳浓
温室气体(Greenhouse Gases)
Proportion of Greenhouse Gases (GHG) in the atmosphere
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 过去40万地球经四次主要冰河时期,每次 长达十万.但每次冰期中,又有短期(万 )暖变化(次冰期及间冰期). 短期暖变化的原因:地球日照改变 1.轨道形 2.地轴倾角

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