1、气体交换过程中影响气体扩散速率的因素有哪些
你好,有四个。
(一)气体的扩散速度气体的扩散速度可以影响气体交换的进行。如果扩散速度快,气体交换也快;扩散速度慢,则气体交换也慢。
如前公式所述,气体分子的扩散速度与溶解度成正比,CO2在血浆中的溶解度约为O2的24倍,但CO2的分子量(44)大于O2(32),因此在同样分压下,CO2的扩散速度约为O2的21倍。然而,气体分子扩散的动力是分压差,分压差越大,扩散速度也越快。肺泡与血液间O2分压差是CO2分压差的10倍,如仅从分压差的角度考虑,O2的扩散速度应比CO2快。但如果把气体的溶解度,分子量以及分压差对气体扩散速度的影响综合在一起来考虑,CO2的扩散速度约为O2的20倍。然而,O2和CO2的扩散都极为迅速, 仅需约0.3s即可完成。 通常情况下血液流经肺毛细血管的时间约0.7s,所以当血液流经肺毛细血管不到全长的1/2时,已经基本上完成了交换过程。可见,通常情况下肺换气时间绰绰有余。但在肺部严重病变时,就可造成气体交换不足,而且气体交换不足所造成的PO2降低要比PCO2升高明显得多(即在气体交换不足时,往往缺O2显著,而CO2潴留却不明显)。其原因之一就是由于CO2的扩散速度比O2快。
(二) 呼吸膜的厚度肺换气时O2和CO2的扩散必须通过呼吸膜。呼吸膜的厚度、通透性和面积都会影响气体交换的效率。正常呼吸膜非常薄,如前所述,它有6层结构组成,但总厚度不到1μm,有的地方只有0.2μm,所以通透性大,气体易于扩散。此外,因为呼吸膜的面积极大,肺毛细血管总血量不多,只有60~140ml,这样少的血液分布于这样大的面积,可以想象血液层是很薄的。肺毛细血管平均直径不足8μm,因此,红细胞膜通常接触毛细血管壁,所以O2、CO2不必经过大量的血浆就到达红细胞,增大了交换速度。病理情况下,任何使呼吸膜增厚或扩散距离增加的疾病,都会降低扩散速率,减少扩散量,如肺纤维化、肺水肿等,可出现低O2血症。
(三)呼吸膜的面积根据前述公式,气体扩散速率与扩散面积成正比。正常成人肺有3亿左右的肺泡,总扩散面积约70m2。安静状态下,呼吸膜的扩散面积约40m2,故有相当大的储备面积。运动时因毛细血管开放数量和开放程度的增加,扩散面积也大大增大。在病理情况下,例如肺气肿的病人,由于肺泡融合使气体扩散的面积减小,另外,肺不张、肺实变、肺毛细血管关闭和阻塞都可使呼吸膜扩散面积减小。
(四)通气/血流比值VA是指每分肺泡通气量,血流(Q)是指每分肺血流量。VA/Q比值影响着气体交换。正常成年人在安静时,VA是350ml×12=4.2L,Q=5L可以求得VA/Q=0.84。此时,VA与Q的匹配最合适,气体交换的效率最高。如果VA/Q>0.84,可能由于肺通气过度,也可能由于肺血流量减少所致,这意味着通气相对过剩,使肺泡气未能与血液气体充分交换,相当于肺泡无效腔增大。反之,如果VA/Q<0.84,这就意味着通气不足或血流过剩,或两者同时存在。其过程是部分血液流经通气不良的肺泡,静脉血中的气体未得到充分更新,未能成为动脉血就流回了心脏,犹如发生了动-静脉短路,称为功能性动-静脉短路(Functional A-V Shunting)。
由此可见,VA/Q增大,表示增加了生理无效腔,可以理解为未能很好利用肺通气;VA/Q减小,表示发生了功能性短路,可以理解为未能很好利用肺血流。以上两种情况都妨碍了有效的气体交换,可导致血液缺O2或CO2潴留,但以血液缺O2为主。这是因为动、静脉血液之间O2分压差远远大于CO2分压差,所以动-静脉短路时,动脉血PO2下降的程度大于PCO2升高的程度。另外,动脉血PO2下降和PCO2升高时,可以刺激呼吸加强, 使肺泡通气量增加,有助于CO2的排出,却无助于O2的摄取,这是由氧解离曲线和CO2解离曲线的特点所决定的。患肺气肿的病人,VA/Q两种异常都可以存在, 致使肺换气效率受到极大损害,是造成肺换气功能异常最常见的一种疾病。
正常成人安静时,肺总的VA/Q比值为0.84,但肺各局部的VA/Q并不相同,例如人在直立位时,肺尖部的VA/Q和Q都较肺下部的小,不过Q的减少更为显著,所以肺尖部的VA/Q增大,可达3以上,而肺下部的VA/Q减小,约为0.6。 造成VA/Q不均匀的解剖生理因素是多方面的。
在肺泡通气方面:
①吸气时,胸廓下部肋骨的动度大于上部,膈肌的下降也主要使肺门以下的肺叶扩张,所以肺下部的通气量大于上部;
②直立位时,重力作用使胸膜腔内压由上而下出现一个梯度,上方最负,所以肺上部的肺泡较肺下部的肺泡更为扩张。基础容积较大的肺上部处于S曲线上段,较平直,顺应性较小,而肺的中下部处于曲线的中段,顺应性较大。因此吸气时,在相同跨肺压改变下,吸入气较多的进入肺的中下部;
③肺内压的区域性差异,也可以引起呼吸道不均匀扩张,以致吸入气分布不均;
④吸气时,周边肺组织的扩张程度比深部肺组织的大,因此,即使在同一平面,肺泡通气量的分布也是不均匀的,外周的大于中心的肺泡。
在肺血流量方面:
①肺循环是低压系统,更易受重力影响。直立时,肺尖部的血流量比肺下部的少;
②跨肺压的部位差异和变化也影响肺毛细血管的口径;
③左右肺动脉从肺总动脉发出时角度上的差异, 使左肺的血流量多于右肺的血流量。虽然正常情况下存在着肺泡通气和血流的不均匀分布,但从总体上说,由于呼吸膜面积远远超过气体交换的实际需要,所以并不影响O2的摄取和CO2的排出。更何况正常人的肺通气和肺血流还存在着自身调节机制,当某一部分肺泡通气减少时,由于O2分压降低,CO2分压升高,可导致该部分肺血管收缩,从而减少血流量,与通气减少相匹配;反之,如果某区域血流量不足,则由于CO2分压下降,而使该区域支气管收缩,从而减少了通气量。由于这种自身调节,所以可使通气和血流自动匹配,比值相对稳定,使肺换气能有效地进行。
2、地形对气候有哪些影响
1)地势高低
根据对流层气温的变化规律,在同一纬度地带,地势越高,气温越低,降水在一定高度的范围内,是随高度的升高而增加,在达到最大降水高度后,随高度的升高降水减少。
2)地形起伏
高耸的山脉往往成为低层空气流动运行的障碍,它可以阻滞北方的冷空气和南来的暖空气又可使气流的水份大大损耗,在山脉两侧高大的山脉往往成为气候的分界线。 例如中国的秦岭。
3)地形分布
地形分布会改变某地的气温分布,也会使某种气候只局限分布于某一狭窄的区域。 例如北美洲西海岸温带海洋性气候只分布在沿岸狭长的地带,而西欧的温带海洋性气候能够分布到大陆内部,分布的面积广阔,就是与“西欧平原面积广,山脉呈东西走向、相间分布,从而有利于来自海洋的暖湿西风深入大陆内部”有关。
4)地形类型
在同一纬度的地区,由于地形类型的不同,使得影响气候的因子也不同,从而形成不同的气候类型。例如那曲冬季是由于青藏高原地势高的影响而温度特别低,而同纬度长江中下游平原的南京市则温度较高,说明地形类型的差异对气候会产生一定的影响。
5)山坡方向
山脉的迎风坡和背风坡的气温与降水有明显的差异,山地的迎风坡(指来自海洋的暖湿气流,在山脉的迎风坡,暖湿气流被迫抬升,容易成云致而。背风山坡因空气下沉,气温升高,降水就少)比背风坡多雨,向阳坡比背阳坡气温高。由于山坡方向对气候各要素发生显著影响,而且对气候也就产生重要影响 。例如我国的长白山就呈现出这种明显的现象。
3、气候对地形的影响?
1、形成独特的高山高原气候区。如青藏高原、天山山脉由于海拔高,形成了独特的高山高原气候区。
2、导致非地带性气候区形成的原因之—。如位于赤道地区的东非高原本应该形成热带雨林气候,但是由于海拔较高,气温较低,气流对流运动减弱,从而形成了热带草原气候。
3、雨影效应。如南zd美洲巴塔哥尼亚高原干旱环境的形成,西风气流受到了西部高大专的安第斯山脉的阻挡。
4、影响大气环流。如北美南北向的落基山脉阻挡了西风深入,而东西向的阿尔比斯山脉利于西风深入:北美中央大平原贯穿南北利于冷空气南下和暖空气北上,而中国东西向的阴山、秦岭、南岭等对冬季风的阻挡明显。
5、在干旱地区山地易形成“雨极”。如我国祁连山、天山降水多于周围地区,是西北地区的“雨极”。
6、地形对于气候属中“气温”要素的影响,海拔对于气温的影响是最为普遍的,比如西亚地区的伊朗,从纬度来看地处北纬30°附近,属于亚热带地区,但是由于伊朗高原海拔较高,气温较低,所以气候类型偏向于“温带大陆性气候”。
4、气候对地形的影响有哪些???
我国的地形特征:地形复杂多样,山区面积广大。 (五种基本类型都有,但以山地33%为多,高原26%,盆地19%,平原12%,丘陵10%,山区即包括山地、丘陵、崎岖高原部分占三分之二。)
我国地貌的基本特征 1.地势西高东低,呈阶梯状分布。2.山脉众多,起伏显著。 3.地貌类型复杂多样。
我国的气候:受纬度位置和海陆位置的影响,我国大多数地区一年内的盛行风向随季节有显著变化,形成了典型的季风气候。冬季风寒冷干燥,是我国冬季南北温差大的主要原因之一;夏季风温暖潮湿,形成了我国的雨季。除青藏高原外,习惯上以大兴安岭—阴山—贺兰山为界,把我国划分为季风区和非季风区。我国的气候类型,主要包括热带季风气候、亚热带季风气候、温带季风气候、温带大陆性气候以及高原山地气候。
5、地形对气候的影响表现在哪些方面?
影响气候的四大主要因素:
纬度位置、大气环流、海陆分布、洋流和地形是影响气候的主要因素。前二者是全球性的地带性因素,后三者是非地带性因素。
纬度位置是影响气候的基本因素。因地球是个很大的球体,纬度不同的地方,太阳照射的角度就不一样,有的地方直射,有的地方斜射,有的地方整天或几个月受不到阳光的照射。因此,各地方的太阳高度角不同,接受太阳光热的多少就不一样,气温的高低也相差悬殊。一般是纬度越低,气温越高;纬度越高,气温越低。各地区所处的纬度位置不同,是造成世界各地气温不同的主要原因。
大气环流是形成各种气候类型和天气变化的主要因素。大气圈内空气作不同规模的运行,统称为大气环流。它是大气中热量、水汽等输送和交换的重要方式。大气环流的表现形式有行星风系、季风环流、海陆风、山谷风等,人们平常讲的大气环流,主要是指行星风系。大气环流对气候的影响十分显著,赤道低气压带上升气流强烈,水汽易于凝结,降水丰富;副热带高气压带下沉气汽盛行,水汽不易凝结,雨水稀少;在信风带气流从纬度较高的地区流向低纬度地区,水汽不易凝结,一般少雨。但在大陆东岸,信风从海上吹来,降水机会较多;在大陆西岸,信风从内陆吹来,降水就少。在西风带控制的地区,大陆西岸风从海上吹来,水汽充沛,降水丰富,越向内陆水汽越少,降水减少;大陆东岸,西风从内陆吹来,降水较少。一般说来,上升气流和从低纬度流向高纬度的气流,气温由高变低,水汽容易凝结,降水机会较多;下沉气流和从高纬度流向低纬度的气流,气温由低变高,水汽不易凝结,降水机会就少。因此,在不同气压带和风带控制下,气候特征,尤其是降水的变化有显著的差异。加之风带和气压带随季节的移动,从而形成各种不同的气候类型。
海陆分布改变了气温和降水的地带性分布。由于海洋和陆地的物理性质不同,在强烈的阳光照射下,海洋增温慢,陆地增温快;阳光减弱以后,海洋降温慢而陆地降温快。海洋与陆地表面空气中所含水汽的多少也不同,一般说来,在海洋或近海的地区,气温的日变化和年变化较小,降水比较丰富,降水的季节分配也比较均匀,多形成海洋性气候。因此,在相同的纬度,处于同一气压带或风带控制之下的地区,由于所处的海陆位置不同,形成的气候特征也不同。
地形的起伏能破坏气候分布的地带性。地形是一个非地带性因素,不同的地形对气候有不同的影响。在同一纬度地带,地势越高,气温越低,降水在一定高度的范围内,是随高度的升高而增加。因此,在热带地区的高山,从山麓到山顶,先后出现从赤道到极地的气候变化。另外,高大的山脉可以阻挡气流的运行,山脉的迎风坡和背风坡的气温与降水有明显的差异。
洋流对其流经的大陆沿岸的气候也有一定的影响。从低纬度流向高纬度的洋流,因含有大量的热能,对流经的沿海地区,起有增温增湿的作用;从高纬度流向低纬度的洋流,水温低于周围海面,对所流经的沿海地区有降温减湿作用。因而在气温上,洋流可以调节高、低纬度间的温差,在盛行气流的作用下,使同纬度大陆东西岸气温显著不同,破坏了气温纬度地带性的分布。
6、地形对气候有哪些影响?
1)地势高低
根据对流层气温的变化规律,在同一纬度地带,地势越高,气温越低,降水在一定高度的范围内,是随高度的升高而增加,在达到最大降水高度后,随高度的升高降水减少。
2)地形起伏
高耸的山脉往往成为低层空气流动运行的障碍,它可以阻滞北方的冷空气和南来的暖空气又可使气流的水份大大损耗,在山脉两侧高大的山脉往往成为气候的分界线。 例如中国的秦岭。
3)地形分布
地形分布会改变某地的气温分布,也会使某种气候只局限分布于某一狭窄的区域。 例如北美洲西海岸温带海洋性气候只分布在沿岸狭长的地带,而西欧的温带海洋性气候能够分布到大陆内部,分布的面积广阔,就是与“西欧平原面积广,山脉呈东西走向、相间分布,从而有利于来自海洋的暖湿西风深入大陆内部”有关。
4)地形类型
在同一纬度的地区,由于地形类型的不同,使得影响气候的因子也不同,从而形成不同的气候类型。例如那曲冬季是由于青藏高原地势高的影响而温度特别低,而同纬度长江中下游平原的南京市则温度较高,说明地形类型的差异对气候会产生一定的影响。
5)山坡方向
山脉的迎风坡和背风坡的气温与降水有明显的差异,山地的迎风坡(指来自海洋的暖湿气流,在山脉的迎风坡,暖湿气流被迫抬升,容易成云致而。背风山坡因空气下沉,气温升高,降水就少)比背风坡多雨,向阳坡比背阳坡气温高。由于山坡方向对气候各要素发生显著影响,而且对气候也就产生重要影响 。例如我国的长白山就呈现出这种明显的现象。
7、气候对地形的影响?(论述题)
通常都是地形影响气候