我们都听过一句话:天有多高 , 地有多厚?其实这个天高就是大气层的上限 。航空火箭曾在3000公里高空发现有稀薄大气 , 而有人认为 , 大气层的上界可能延伸到离地面6400公里左右 。
据科学家估算 , 大气质量约6000万亿吨,差不多占地球总质量的百万分之一,其中包括:氮78%、氧21%、稀有气体0.93%、二氧化碳0.03%,此外还有水汽和尘埃等气溶胶及大粒度悬浮颗粒 。由于地磁场的保护作用 , 使得大气层在太阳风及宇宙高能射线流的刮蚀作用下得以保存 。
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一、大气层的五大分层
【简述大气层的分层以及各分层的特点】大气层,大气层,顾名思义那就肯定是有层级之分的,那么大气层的分层各叫什么、有什么样的特点呢?
1、对流层
对流层是接近地球表面的一层大气层 , 空气的移动是以上升气流和下降气流为主的对流运动,叫做“对流层” 。其厚度大约为10至20千米,它的厚度不一,其厚度在地球两极上空为8公里,在赤道上空为17公里,是大气中最稠密的一层,总质量占大气层的四分之三还要多大气中的水汽几乎都集中于此,刮风、下雨、降雪等天气现象都是发生在对流层内 。
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这一层的气温随高度的增加而降低,大约每升高1000米,温度下降5~ 6°C 。动、植物的生存 , 人类的绝大部分活动,也在这一层内 。因为这一层的空气对流(空气受热不均 , 受热的空气膨胀上升,受冷的空气下沉而形成的空气流动现象,比如起风)很明显,故称对流层 。
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2、平流层
对流层上面是平流层,直到高于海平面50公里这一层,气流主要表现为水平方向运动,对流现象减弱 , 这一大气层叫做“平流层”,又称“同温层” 。这里基本上没有水汽 , 晴朗无云,很少发生天气变化,适于飞机航行 。在20 ~ 30公里高处,氧分子在紫外线作用下,形成臭氧层,像一道屏障保护着地球上的生物免受太阳紫外线及高能粒子的袭击 。因为在同温层内部的臭氧层有吸收太阳辐射的功能,在此层的气温会随高度增加 。
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3、中间层
又称“中层” 。是平流层以上,到离地球表面85公里的大气层 。此层主要成分有臭氧、氧、二氧化碳、氮的氧化物,这些部分是由光化学作用引起之产物,故又称:光化层 。
该层内因臭氧含量低,同时,能被氮、氧等直接吸收的太阳短波辐射(可理解为太阳光的热量)已经大部分被上层大气所吸收,所以温度垂直递减率很大(即温度随高度的下降快速下降),温度随高度上升而下降,大约在80千米左右达到最低点 , 约为-90℃ 。对流运动强盛 。中间层顶附近的温度约为190度,空气分子吸收太阳紫外辐射后可发生电离 , 在该层的60-90公里高度上,有一个只有在白天出现的电离层,习惯上称为电离层的D层,有时在高纬度地区夏季黄昏时有夜光云出现 。
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夜光云
人们一般把飞行高度达到80—100千米的飞行器,看成是不依靠大气飞行的航天器 。按照美国航空航天局规定:飞行高度超过80千米的飞行员即可称为宇航员 。
4、热层
中间层以上,到离地球表面500公里,叫做“热层” 。空气极稀薄 , 而离子特别多 。该层的下部温度随高度的变化很小,上部的温度随高度的变化升高 。之所以叫热层,是因为这层中的空气分子和离子直接吸收太阳紫外辐射能量 , 因而运动速度很快,和高温气体一样 。这里空气极其稀?。?尽管热层顶的气温可达1000℃(太阳比较宁静时)~2000℃(太阳活动剧烈时),但实际上却根本不会感到热 。
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在热层和中间层内,经常会出现许多有趣的天文现象,如极光、流星等,人类还借助于热层,实现短波无线电通信,使远隔重洋的人们相互沟通信息,因为热层的大气因受太阳辐射 , 温度较高,气体分子或原子大量电离,复合机率又少,形成电离层,能导电,反射无线电短波 。
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