地球大氣層:在地球引力作用下 - 中文百科知識
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在地球引力作用下,大量氣體聚集在地球周圍,形成數千公里的大氣層。
氣體密度隨離地面高度的增加而變得愈來愈稀薄。
探空火箭在3000公里高空仍發現有稀薄大氣, ...
地球大氣層 在地球引力作用下,大量氣體聚集在地球周圍,形成數千公里的大氣層。
氣體密度隨離地面高度的增加而變得愈來愈稀薄。
探空火箭在3000公里高空仍發現有稀薄大氣,有人認為,大氣層的上界可能延伸到離地面6400公里左右。
據科學家估算,大氣質量約6000萬億噸,差不多占地球總質量的百萬分之一。
按照大氣層的各種氣體體積分數分類,其主要成分包括:氮78%、氧21%、氬0.93%、二氧化碳0.03%、氖0.0018%,此外還有水汽和塵埃等。
自地表起垂直向上,大氣層通常分為5層:對流層、平流層、中間層、熱層和外逸層。
簡介地球大氣層大氣層又叫大氣圈,地球就被這一層很厚的大氣層包圍著。
大氣層的成分主要有氮氣,占78.1%;氧氣占20.9%;氫氣占0.93%;還有少量的二氧化碳、稀有氣體(氦氣、氖氣、氬氣、氪氣、氙氣氡氣)和水蒸汽。
大氣層的空氣密度隨高度而減小,越高空氣越稀薄。
大氣層的厚度大約在1000千米以上,但沒有明顯的界限。
整個大氣層隨高度不同表現出不同的特點,分為對流層、平流層、中間層、暖層和散逸層,再上面就是星際空間了。
地球大氣層對流層在大氣層的最低層,緊靠地球表面,其厚度大約為10至20千米。
對流層的大氣受地球影響較大,雲、霧、雨等現象都發生在這一層內,水蒸氣也幾乎都在這一層記憶體在。
這一層的氣溫隨高度的增加而降低,大約每升高1000米,溫度下降5~6℃。
動、植物的生存,人類的絕大部分活動,也在這一層內。
因為這一層的空氣對流很明顯,故稱對流層。
對流層以上是平流層,大約距地球表面20至50千米。
平流層的空氣比較穩定,大氣是平穩流動的,故稱為平流層。
在平流層內水蒸氣和塵埃很少,並且在30千米以下是同溫層,其溫度在-55℃左右。
平流層以上是中間層,大約距地球表面50至85千米,這裡的空氣已經很稀薄,突出的特徵是氣溫防高度增加而迅速降低,空氣的垂直對流強烈。
中間層以上是暖層,大約距地球表面100至800千米。
暖層最突出的特徵是當太陽光照射時,太陽光中的紫外線被該層中的氧原子大量吸收,因此溫度升高,故稱暖層。
散逸層在暖層之上,為帶電粒子所組成。
地球大氣層除此之外,還有兩個特殊的層,即臭氧層和電離層。
臭氧層距地面20至30千米,實際介於對流層和平流層之間。
這一層主要是由於氧分子受太陽光的紫外線的光化作用造成的,使氧分子變成了臭氧。
電離層很厚,大約距地球表面80千米以上。
電離層是高空中的氣體,被太陽光的紫外線照射,電離成帶電荷的正離子和負離子及部分自由電子形成的。
電離層對電磁波影響很大,我們可以利用電磁短波能被電離層反射回地面的特點,來實現電磁波的遠距離通訊。
外大氣層地球大氣層根據各層大氣的不同特點(如溫度、成分及電離程度等),從地面開始依次分為對流層、平流層、中間層、熱層(電離層)和外大氣層。
接近地球表面的一層大氣層,空氣的移動是以上升氣流和下降氣流為主的對流運動,叫做“對流層”。
它的厚度不一,其厚度在地球兩極上空為8公里,在赤道上空為17公里,是大氣中最稠密的一層。
大氣中的水氣幾乎都集中於此,是展示風雲變幻的“大舞台”:颳風、下雨、降雪等天氣現象都是發生在對流層內。
對流層上面,直到高于海平面50公里這一層,氣流主要表現為水平方向運動,對流現象減弱,這一大氣層叫做“平流層”,又稱“同溫層”。
這裡基本上沒有水氣,晴朗無雲,很少發生天氣變化,適於飛機航行。
在20~30公里高處,氧分子在紫外線作用下,形成臭氧層,像一道屏障保護著地球上的生物免受太陽高能粒子的襲擊。
平流層以上,到離地球表面85公里,叫做“中間層”,又稱“散逸層”。
中間層以上,到離地球表面500公里,叫做“熱層”。
在這兩層內,經常會出現許多有趣的天文現象,如極光、流星等。
人類還藉助於熱層,實現短波無線電通信,使遠隔重洋的人們相互溝通信息,因為熱層的大氣因受太陽輻射,溫度較高,氣體分子或原子大量電離,複合機率又少,形成電離層,能導電,反射無線電短波。
地球大氣層熱層頂以上是外大氣層,延伸至距地球表面1000公里處。
這裡的溫度很高,可達數千度;大氣已極其稀薄,其密度為海平面處的一億億分之一。
大氣層有多厚,這的確是一個很吸引人的問題。
人類經過不懈地探索和追求,對大氣層的認識越來越清晰了。
整個大氣層可以分成幾個層。
從地面到10~12千米以內的這一層空氣,它是大氣層最底下的一層,叫做對流層。
主要的天氣現象,如雲、雨、雪、雹等都發生在這一層里。
在對流層的上面,直到大約50千米高的這一層,叫做平流層。
平流層里的空氣比對流層稀薄得多了,那裡的水汽和塵埃的含量非常少,所以很少有天氣現象了。
從平流層以上到80千米這一層,有人稱它為中間層,這一層內溫度隨高度降低。
在80千米以上,到500千米左右這一層的空間,叫做熱層,這一層內溫度很高,晝夜變化很大。
地球大氣層從地面以上大約50千米開始,到大約1000千米高的這一層,叫做電離層。
美麗的極光就出現在電離層中。
在離地面500千米以上的叫外大氣層,也叫磁力層,它是大氣層的最外層,是大氣層向星際空間過渡的區域,外面沒有什麼明顯的邊界。
在通常情況下,上部界限在地磁極附近較低,近磁赤道上空在向太陽一側,約有9~10個地球半徑高,換句話說,大約有65000千米高。
在這裡空氣極其稀薄。
通常把1000千米之內,即電離層之內作為大氣的高度,即大氣層厚1000千米對流層12km左右(赤道地區18~19km,極地地區8~10km)貼近地面的最低層,是大氣中最活躍、與人類關係最密切的一層。
我們常見的風雨雷電等天氣現象就發生在這一層。
該層中溫度隨高度的升高逐漸降低。
平流層在對流層的上面,直到大約50千米高的這一層,叫做平流層。
平流層里的空氣比對流層稀薄得多了,那裡的水汽和塵埃的含量非常少,所以很少有天氣現象了。
從平流層以上到80千米這一層,有人稱它為中間層,這一層內溫度隨高度降低。
中間層80km左右大氣層的中間層,進入大氣的流星體大部分在中間層燃盡。
該層溫度隨高度的升高逐漸降低。
熱層地球大氣層在80千米以上,到500千米左右這一層的空間,叫做熱層,這一層內溫度很高,晝夜變化很大。
從地面以上大約50千米開始,到大約1000千米高的這一層,叫做電離層。
美麗的極光就出現在電離層中。
在離地面500千米以上的叫外大氣層,也叫磁力層,它是大氣層的最外層,是大氣層向星際空間過渡的區域,外面沒有什麼明顯的邊界。
在通常情況下,上部界限在地磁極附近較低,近磁赤道上空在向太陽一側,約有9~10個地球半徑高,換句話說,大約有65000千米高。
在這裡空氣極其稀薄。
通常把1000千米之內,即電離層之內作為大氣的高度,即大氣層厚1000千米.作用地球大氣層大氣是指包圍在地球表面並隨地球鏇轉的空氣層。
它不僅是維持生物因中生命所必需的,而且參與地球表面的各種過程,如水循環、化學和物理風化、陸地上和海洋中的光合作用及腐敗作用等,各種波動、流動和海洋化學也都與大氣活動有關。
地表大氣平均壓力為1個大氣壓,相當於每平方厘米地球表面包圍1034g空氣。
地球總表面積為510100934平方公里,所以大氣總質量約為5.2×1015噸,相當於地球質量的10-6倍。
大氣隨高度的增加而逐漸稀薄,50%的質量集中在30km以下的範圍內。
高度100km以上,空氣的質量僅是整個大氣圈質量的百萬分之一。
按氣溫垂直分布對大氣分層(熱分層),可以分為以下幾層:(一)對流層地球大氣層對流層是大氣的最低層,其厚度隨緯度和季節而變化。
在赤道附近為16-18km;在中緯度地區為l0-12km,兩極附近為8-9km。
夏季較厚,冬季較薄。
這一層的顯著特點:—是氣溫隨高度升高而遞減,大約每上升100m,溫度降低0.6。
C。
內於貼近地面的空氣受地面發射出來的熱量的影響而膨脹上升,上面冷空氣下降,故在垂直方向上形成強烈的對流,對流層也正是因此而得名;二是密度大,大氣總質量的3/4以上集中在此層。
在對流層中,因受地表的影響不同,又可分為兩層。
在l-2km以下,受地表的機械、熱力作用強烈,通稱摩擦層,或邊界層,亦稱低層大氣,排人大氣的污染物絕大部分活動在此層。
在1-2公里以上,受地表影響變小,稱為自由大氣層,主要天氣過程如雨、雪、雹的形成均出現在此層。
對流層和人類的關係最密切。
(二)平流層從對流層頂到約50km的大氣層為平流層。
在平流層下層,即30—35knl以下,溫度隨高度降低變化較小,氣溫趨於穩定,所以又稱同溫層。
在30—35km以上,溫度隨高度升高而升高。
平流層的特點:一是空氣沒有對流運動,平流運動占顯著優勢;二是空氣比下層稀薄得多,水汽、塵埃的含量甚微,很少出現天氣現象;三是在高約15—35km範圍內,有厚約20km的—層臭氧層,因臭氧具有吸收太陽光短波紫外線的能力,故使平流層的溫度升高。
(三)中間層從平流層頂到80km高度稱為中間層。
這一層空氣更為稀薄,溫度隨高度增加而降低。
地球大氣層(四)熱層從80km到約500km稱為熱層。
這一層溫度隨高度增加而迅速增加,層內溫度很高,晝夜變化很大,熱層下部尚有少量的水分存在,因此偶爾會出現銀白並微帶青色的夜光雲。
(五)逃逸層熱層以上的大氣層稱為逃逸層。
這層空氣在太陽紫外線和宇宙射線的作用下,大部分分子發生電離;使質子的含量大大超過中性氫原子的含量。
逃逸層空氣極為稀薄,其密度幾乎與太空密度相同,故又常稱為外大氣層。
由於空氣受地心引力極小,氣體及微粒可以從這層飛出地球致力場進入太空。
逃逸層是地球大氣的最外層,該層的上界在哪裡還沒有一致的看法。
實際上地球大氣與星際空間並沒有截然的界限。
逃逸層的溫度隨高度增加而略有增加。
如果大氣層消失,地球水份將會一夜之間化為烏有,生命便會枯竭,地球就會跟月球、火星一樣,只剩下一塊岩石。
因為有了大氣層,鎖住了氧氣的泄漏;因為有了大氣層,將流星隕石阻擋在大氣層外或將它們燒毀在大氣層中。
所以,世界萬物因氣而生,因氣而命,因氣而形,因氣而動。
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