|
大气层是在地球引力作用下，大量气体聚集在地球周围，形成数千公里的空气层。大气层气体密度随离地面高度的增加而变得愈来愈稀薄。探空火箭在3000公里高空仍发现有稀薄大气。 大气层高度 地球大气层从地表起垂直向上，大气层通常分为5层：对流层、平流层、中间层、热层和散逸层。 1、对流层的高度是：0km～7至11km。 2、平流层的高度是：7至11km～50km。 3、中间层的高度是：50km～80至85km。 4、热层的高度是：80至85km～800km。 5、散逸层的高度是：800km～2000km至3000km。  大气层大气层分层 由于地心引力的作用，才使得大气质点聚集在地球周围，构成大气层，并随着地球的运动而运动。 根据实测，大气质量的98%集中在30kg以下的低层大气中，在离地36～1000km的大气内只占总质量的1%，在700～800km高度处，气体分子之间的距离可达几百米远，这种情况远超过近代实验室中所获得的真空。但无论哪个高度都不会绝对真空，即使在地球以外的宇宙空间内，也不是绝对真空的，因此，在地球大气与星际空间之间并不存在一个“界面”把它们截然分开。 虽然如此，我们还是可以通过物理分析确定一个最大高度来说明大气的垂直范围。通常把“极光”出现的最大高度定为大气的上界，其数值为1000～1200km。如果根据人造卫星探测到的资料推算，那么，大气上界大约在2000～3000km的高度上。 根据观测证明：大气在垂直方向上的物理性质是有显著差异的。根据温度、大气成分、电荷等物理性质，同时考虑到大气的垂直方向的运动等情况，可将大气分为5层，即对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层。 1、对流层 靠近地面的大气层叫对流层。对流层的厚度随纬度和季节而变化，在低纬度地区约17～18km，在中纬度地区约10～12km，在高纬度地区约8～9km。夏季对流层厚度比冬季大，对流层的平均厚度约10～12km。对流层虽是大气层中极薄的一层，但在这一层里却集中了大气质量的3/4和几乎全部的水汽和杂质。对流层，由于它下面热，上面冷，“头重脚轻”大气很不稳定，容易上下翻滚，造成大气对流。所以也有人把对流层叫“翻覆层”。对流的结果，使上层大气均匀混合，热量、水汽和往上输送，从而引起了各种天气活动。主要天气现象如雷电、风、云、雨、雪、雾等都出现在这一层，这一层与人类活动关系最为密切。 对流层的3个主要特征： (1)气温随高度的增加而降低：平均每升高100米气温约降低0.65℃。对流层顶部的气温，在低纬度约为-80℃，高纬度约为-50℃。对流层中，在一定条件下，有时也会出现气温随高度的上升而升高的现象，这种现象叫逆温。逆温能阻碍大气垂直运动的发展，对天气有一定影响。 (2)大气有明显的对流运动：由于地表面加热不均，下面的暖大气不断上升变冷，上部的冷大气不断下沉来补充，形成上下层大气不停地对流，使近地面的热量、水汽和杂质易于向上输送，这对成云致雨有重要的作用。 (3)温度、湿度沿水平方向分布不均：在寒带大陆上的大气，因缺乏水源和受热少，大气干而冷，在热带海洋上的大气，因水汽充足受热多，大气暖而湿。 在对流层内按气流和天气现象分布的特点，又可分为下层、中层、上层3个层次。 下层(又叫摩擦层)：它的范围是自地面起到1～2km高度，但随季节和昼夜不同而变化，夏季的范围大于冬季，白天的范围大于夜间。在这一层里，由于气流受地面摩擦作用较大，通常随着高度的增高，风速增大，风向右转(北半球)，气温受地面热力作用影响大，故有明显的日变化。由于本层的水汽、尘粒含量较多，因而低云、雾、霾、浮尘等出现频繁。 中层：它的下界是摩擦层顶，上界高度约为6km。它受地面影响比摩擦层小得多，气流状况基本上可表征整个对流层大气运动的趋势。大气中的云和降水大都产生在这一层内。 上层：它的范围从6km的高度伸展到对流层的顶部。这一层受地面的影响更小，气温常年都在0℃以下，水汽含量较少，各种云都由冰晶和过冷水滴组成。在中纬度和热带地区，这一层中常出现风速等于或大于30米/秒的强风带，即所谓急流。 此外，在对流层和平流层之间，有一个厚度为数百米到1～2km的过渡层，称为对流层顶。这一层的主要特征是，气温随高度而降低得很慢，或者几乎为等温，平均而言，它的气温在低纬度地区约为-83℃，在高纬度地区约为-53℃。对流层顶对垂直气流有很大的阻挡作用，上升的水汽、尘粒多聚集其下，使得那里的能见度往往较差。  大气层的种类2、平流层 自对流层顶到55km左右为平流层。平流层中水汽、尘埃的含量较少，大气比对流层稀薄得多，大气基本上没有垂直对流，主要是做水平运动。 在平流层中，随着高度的增高，气温最初保持不变或略有上升，到25km以上，气温随高度增加而显著升高，到55km高度上可达-3℃～17℃。 平流层这种气温分布的特征是和它受地面温度影响很小，特别是存在着大量臭氧能够直接吸收太阳辐射有关。虽然25km以上臭氧的含量已逐渐减少，但这里紫外线辐射的作用很强烈，温度随高度得以迅速增加，造成显著的暖层。 3、中间层 自平流层顶到85km左右为中间层。这层的特点是温度随高度的增加而迅速地降低，大气有相当强烈的垂直运动。 在中间层的顶部气温降到-83℃～-113℃，其原因是由于这一层中几乎没有臭氧，而氮和氧等气体所能直接吸收的波长更短的太阳辐射又大部分已被上层大气吸收掉了。在该层80km的高度上，有一个只在白天出现的电离层，叫做D层。在电离层中，大气处于电离状态，能够反射无线电波。 4、热层 热层位于中间层顶到800km高度。这一层的大气极其稀薄，例如在270km的高度上，大气的密度约为地面大气密度的一百亿分之一，整个热层的大气质量只占大气总质量的0.5%。热层有两个特点： (1)随高度的增高气温迅速升高，根据人造卫星的观测，在300km高度上，气温可达到1000℃以上。这是因为所有波长小于0.175μm的太阳紫外线辐射，都为该层中氧原子所吸收的缘故。 (2)大气处于高度电离状态，故热层又称为电离层。据探测，热层中各高度上大气的电离程度是不均匀的，其中最强的两层是位于100～120km处的E层和200～400km处的F层。因此，在远距离无线电通讯中，这一层具有重要的意义。 5、散逸层 在800km以上的大气层统称为散逸层。它是大气的最高层。据研究，这一层的气温随高度的增加而升高。 散逸层是大气到星际空间过渡的区域。由于温度高，大气质点运动很快，又因距地较远，地球引力作用很小，所以这一层的主要特点是大气质点经常散逸到星际空间中去。这里的大气极其稀薄，几乎完全处于电离状态。其成分是大气中最轻的元素氦和氢。 大气层的作用 地球大气层的自然形成，其作用是多方面的，主要表现有如下五个方面： 1、保护水圈的循环 地球上所有生物物种都必须要依靠水才能良性生存，大气层渗透着地球每天阳光蒸发的气态水，并能以下雨或下雪和早上大雾的方式回归到地球上，能确保地球水圈的循环，能实现生物圈及时补充水份，有利于生物圈的良性生存。 2、保护地表氧气的适度 在大气层围封的作用下，由海洋和植物圈每天散发出来的氧气，不能散出外层空间，保持适度氧气在地球表层，有助于生物圈供氧生存。  3、对太阳热辐射起盾牌作用 太阳光的紫外线热辐射十分猛烈，大气层能对其起盾牌作用，能将阳光紫外线辐射降低到地球生物圈生存适应性范围，有利于地球生物圈的良性生长。 4、确保液态水体(海洋)的稳定性 在大气层围封作用下，能保持着地球地表液态水体的稳定性，确保海洋、江河、湖泊等液态水体的存量，有利于地球生物圈的良性生存。 5、起到保护地表环境稳定性的作用 依据天文学家鉴测表明，大气层每天会有约为36千吨来自太空的物质进入，通常都是些小石块、中石块和大石块的情况，但还间歇会有巨石块或小行星进入的情况发生，当巨石块或小行星进入时，如果没有大气层对其产生摩擦分离变少之作用，而直接撞到地球地表上，将会破坏地表生存环境的稳定性。 |
|
|
