大气层是什么,什么是大气层的结构?

发布时间:2020-07-10 21:15:04

大气层是什么,什么是大气层的结构?

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大气层(atmosphere),地质学专业术语,地球就被这一层很厚的大气层包围着。大气层的成分主要有氮气,占78.1%;氧气占20.9%;氩气占0.93%;还有少量的二氧化碳、稀有气体(氦气、专氖气、氩气、氪气、氙气、氡气)和水蒸气。大气层的空气密随高度而减小,越高空气越稀薄。大气层的厚度大约在1000千米以上,但没有明显的界限。整个大气层随高度不同表属现出不同的特点,分为对流层、平流层、中间层、热层和散逸层,再上面就是星际空间了。

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天气系统的变化大多在对流层内完成。科学家根据气流和天气现象分布的特点又将对流层分为下层、中层和上层。
  下层:下层又称扰动层或摩擦层,其范围一般是自地面到2千米高。随季节和昼夜的不同,下层的范围也有一些变动,一般是夏季高于冬季,白天高于夜间。在这层里气流受地面的摩擦作用的影响较大,湍流交换作用特别强盛。通常,随着高度的增加、风速增大,以及风向偏转,这层受地面热力作用的影响,气温亦有明显的日变化。由于本层的水汽、尘粒含量较多,因而低云、雾、浮尘等出现频繁。
  中层:中层的底界在摩擦层顶,上层高度约为6千米。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空气运动的趋势。大气中的云和降水大都产生在这一层内。
  上层:上层的范围是从6千米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,即所谓的急流。
  为了对大气层和天气的变化有一个比较全面的认识,我们这里对除对流层以外的大气层也做一简单的介绍。
  平流层:平流层位于对流层之上。在中低纬度地区,平流层位于离地表10~50千米的高度,而在极地,此层则始于离地表8千米左右。与对流层不同的是平流层上热下冷。平流层之所以与对流层相反,随高度上升气温上升,是因为它的热量主要来自太阳辐射。因为平流层垂直气温分层表现出高温层置上而低温层置下的特点,所以这一层的大气运动较为稳定。正是基于对平流层大气状态相对稳定的认识,商业客机一般都是在离地面10千米的高空飞行的。当然,这一层的大气也不是绝对稳定的,飞机在这一层飞行的时,有时也会遇到强烈的气流,这大多是因为在对流层发生了对流超越现象。
  中间层:中间层在平流层之上,又称中层。它的高度一般为离地面50千米到80千米之间。中间层的温度和对流层一样,也是随着高度的上升而降低,但是这一层的大气运动并没有对流层那样强烈。这是因为中间层的空气非常稀薄,几乎无法构成运动的主体。由于中间层在飞机能达到的最高高度和太空飞船的最低高度之间,所以人们对这一层大气的认识非常少。科学家风趣地把这一层称为“忽视层”。
  暖层:中间层以上就是暖层,又称热层。它大约距地球表面100~800千米。暖层最突出的特征是当太阳光照射时,太阳光中的紫外线被该层中的氧原子大量吸收,因此温度升高,故称暖层。暖层的特点是,气温随高度增加而增加,在300千米的高度时,气温可达1000℃以上,像铅、锌、锡、锑、镁、钙、铝、银等金属,在这里也会被熔化掉。暖层中的氮、氧和氧原子气体成分,在强烈的太阳紫外线和宇宙射线作用下,已处于高度电离状态,所以也把暖层称为“电离层”。电离层的存在,对反射无线电波具有重要意义。人们在远方之所以能收到无线电波的短波通讯信号,就是和大气层有此电离层有关。
  散逸层:散逸层是大气的最外层,它的上面就是星际空间了,所以这一层又被称外层或外逸层。散逸层的温度很高,空气粒子运动很快,又离地心较远,地球引力作用小,所以这一层的大气质点经常散逸至星际空间,故名为散逸层。散逸层位于地表800千米以上,它的空气以电离状态存在,而且非常稀薄,已经接近星际空间了。但是这一层对人类来说也非常重要,因为火箭、卫星和空间站等都在这一区域运行。
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