大氣層 - 中文百科知識

大氣層(atmosphere)，又叫大氣圈或者大氣，是星球表面上的空氣，因為星球引力影響，在星球表面積蓄而成的一圈氣體。

地球就被這一層很厚的大氣層包圍著。

大氣層 大氣層(atmosphere)，又叫大氣圈或者大氣，是星球表面上的空氣，因為星球引力影響，在星球表面積蓄而成的一圈氣體。

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%；氬氣占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）和水蒸氣。

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。

基本信息中文名：大氣層英文名：atmosphere厚度：1000千米以上類別：地球構造分層：對流層、平流層、中間層、暖層等成分：氮氣、氧氣、氬氣等基本含義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，還存在大部分的固體雜質。

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，溫度基本不變，在30千米至50千米內溫度隨高度增加而略微升高。

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，突出的特徵是氣溫隨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，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。

大氣層大氣層又稱大氣圈，是因重力關係而圍繞著地球的一層混合氣體，是地球最外部的氣體圈層，包圍著海洋和陸地，大氣圈沒有確切的上界，在離地表2000~16000公里高空仍有稀薄的氣體和基本粒子，在地下，土壤和某些岩石中也會有少量氣體，它們也可認為是大氣圈的一個組成部分，地球大氣的主要成分為氮、氧、氬、二氧化碳和不到0.04%比例的微量氣體，這些混合氣體被稱為空氣，地球大氣圈氣體的總質量約為5.136×10^21克，相當於地球總質量的0.86%，由於地心引力作用，幾乎全部的氣體集中在離地面100公里的高度範圍內，其中75%的大氣又集中在地面至10公里高度的對流層範圍內，根據大氣溫度垂直分布和運動特徵，在對流層之上還可分為平流層、中氣層、增溫層等。

大氣層保護地表避免太陽輻射直接照射，尤其是紫外線；也可以減少一天當中極端溫差的出現。

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，電離層由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。

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。

大氣體積成分：氮78%、氧21%、氬0.93%、二氧化碳0.03%、氖0.0018%，此外還有水汽、塵埃、氣溶膠及大粒度懸浮顆粒。

由於地磁場的保護作用，使得大氣層在太陽風及宇宙高能射線流的刮蝕作用下得以保存。

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、臭氧層、平流層、中間層、熱層（電離層）和外大氣層。

自然狀態下，大氣是由混合氣體、水汽和雜質組成。

除去水汽和雜質的空氣稱為乾潔空氣。

乾潔空氣的主要成分為78.09%的氮，20.94%的氧，0.93%的氬。

這三種氣體占總量的99.96%，其它各項氣體含量計不到0.1%，這些微量氣體包括氖、氦、氪、氙等稀有氣體。

在近地層大氣中上述氣體的含量幾乎可認為是不變化的，稱為恆定組分。

在乾潔空氣中，易變的成分是二氧化碳(CO2)、臭氧(O3)等，這些氣體受地區、季節、氣象以及人類生活和生產活動的影響。

正常情況下，二氧化碳含量在20km以上明顯減少。

近地層乾潔空氣組成如表1-1-1所示。

表1-1-1乾潔空氣的氣體成分氣體體積分數？氣體體積分數(×10)?(×10)　　氮780900氪1氧209400一氧化氮1.5氬9300氫1.5二氧化碳315氙1.08氖18二氧化氮1.02甲烷1.0～1.2　　大氣中組分是不穩定的，無論是自然災害，還是人為影響，會使大氣中出現新的物質，或某種成分的含量過多地超出了自然狀態下的平均值，或某種成分含量減少，都會影響生物的正常發育和生長，給人類造成危害，這是環境保護工作者應研究的主要對象。

層次對流層大氣層對流層（troposphere；convectionzone）。

定義1：大氣最下層，厚度（8～17公里）隨季節和緯度而變化，隨高度的增加平均溫度遞減率為6.5℃/公里，有對流和湍流。

天氣現象和天氣過程主要發生在這一層。

套用學科：大氣科學（一級學科）；大氣（二級學科）。

定義2：恆星內部冷熱氣體不斷升降對流的區域。

套用學科：天文學（一級學科）；天體物理（二級學科）。

　地球對流層（troposphere）位於大氣的最低層，集中了約75%的大氣質量和90%以上的水汽質量。

其下界與地面相接，上界高度隨地理緯度和季節而變化。

在低緯度地區平均高度為17～18公里，在中緯度地區平均為10～12公里，極地平均為8～9公里，並且夏季高於冬季。

對流層從地球表面開始向高空伸展，直至對流層頂，即平流層的起點為止。

它的高度因緯度而不同，在低緯度地區大約17至18公里，在中緯度的地區高10至12公里，在高緯度地區只有8至9公里。

在高緯度的地區，因為地表的摩擦力會影響氣流，形成了一個平均厚2公里的行星邊界層。

這一層的形成主要依靠地形而有所不同，而且亦會被逆流層的分隔而與對流層的其他部份分開。

英語裡的對流層一字“Troposphere”的字首，是由希臘語的“Tropos”（意即“鏇轉”或“混合”）引伸而來。

正因對流層是大氣層中湍流最多的一層，噴射客機大多會飛越此層頂部（即對流層頂）用以避開影響飛行安全的氣流。

在宇宙中恆星也有對流層，太陽內部能量向外傳播除輻射，還有對流過程。

即從太陽0.71個太陽半徑向外到達太陽大氣層的底部，這一區間叫對流層。

這一層氣體性質變化很大，很不穩定，形成明顯的上下對流運動。

這是太陽內部結構的最外層。

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”。

平均厚度約為12公里，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，總質量占大氣層的四分之三還要多。

大氣中的水汽幾乎都集中於此，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。

對流層最顯著的特點是有強烈的對流運動。

該層有如下特點：（1）溫度隨高度的增加而降低：這是因為該層不能直接吸收太陽的短波輻射，但能吸收地面反射的長波輻射而從下墊面加熱大氣。

因而靠近地面的空氣受熱多，遠離地面的空氣受熱少。

每升高1公里，氣溫約下降6.5度。

（2）空氣對流：因為岩石圈與水圈的表面被太陽曬熱，而熱輻射將下層空氣烤熱，冷熱空氣發生垂直對流，又由於地面有海陸之分、晝夜之別以及緯度高低之差，因而不同地區溫度也有差別，這就形成了空氣的水平運動。

（3）溫度、濕度等各要素水平分布不均勻：大氣與地表接觸，水蒸氣、塵埃、微生物以及人類活動產生的有毒物質進入空氣層，故該層中除氣流做垂直和水平運動外，化學過程十分活躍，並伴隨氣團變冷或變熱，水汽形成雨、雪、雹、霜、露、雲、霧等一系列天氣現象。

平流層平流層（stratosphere），又稱同溫層。

定義1：從對流層頂到約50公里高度的大氣層。

層內溫度通常隨高度的增加而遞增。

底部溫度隨高度變化不大。

套用學科：大氣科學（一級學科）；大氣（二級學科）。

定義2：距地表約10～50公里處的大氣層。

位於對流層之上，逸散層之下。

套用學科：生態學（一級學科）；全球生態學（二級學科）；流層（stratosphere），亦稱同溫層，是地球大氣層里上熱下冷的一層，此層被分成不同的溫度層，當中高溫層置於頂部，而低溫層置於低部。

它與位於其下貼近地表的對流層剛好相反，對流層是上冷下熱的。

在中緯度地區，平流層位於離地表10~50公里的高度，而在極地，此層則始於離地表8公里左右。

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”。

這裡基本上沒有水汽，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紫外線及高能粒子的襲擊。

中間層中間層（Mesosphere），又稱中層。

自平流層頂到85公里之間的大氣層。

該層內因臭氧含量低，同時，能被氮、氧等直接吸收的太陽短波輻射已經大部分被上層大氣所吸收，所以溫度垂直遞減率很大，對流運動強盛。

中間層頂附近的溫度約為190K；空氣分子吸收太陽紫外輻射後可發生電離，習慣上稱為電離層的D層；有時在高緯度地區夏季黃昏時有夜光雲出現。

物質組成：氮氣和氧氣為主，幾乎沒有臭氧。

該層的60-90公里高度上，有一個只有在白天出現的電離層，叫做D層。

電離層大氣層電離層（Ionosphere）/暖（熱）層（Thermosphere）。

電離層是地球大氣的一個電離區域。

60公里以上的整個地球大氣層都處於部分電離或完全電離的狀態，電離層是部分電離的大氣區域，完全電離的大氣區域稱磁層。

也有人把整個電離的大氣稱為電離層，這樣就把磁層看作電離層的一部分。

大約距地球表面10~80公里。

散逸層在暖層之上，為帶電粒子所組成。

該層特點是：除地球外，金星、火星和木星都有電離層。

電離層從離地面約50公里開始一直伸展到約1000公里高度的地球高層大氣空域，其中存在相當多的自由電子和離子，能使無線電波改變傳播速度，發生折射、反射和散射，產生極化面的鏇轉並受到不同程度的吸收。

在電離作用產生自由電子的同時，電子和正離子之間碰撞複合，以及電子附著在中性分子和原子上，會引起自由電子的消失。

大氣各風系的運動、極化電場的存在、外來帶電粒子不時入侵，以及氣體本身的擴散等因素，引起自由電子的遷移。

在55公里高度以下的區域中，大氣相對稠密，碰撞頻繁，自由電子消失很快，氣體保持不導電性質。

在電離層頂部，大氣異常稀薄，電離的遷移運動主要受地球磁場的控制，稱為磁層。

電離層的主要特性由電子密度、電子溫度、碰撞頻率、離子密度、離子溫度和離子成分等空間分布的基本參數來表示。

但電離層的研究對象主要是電子密度隨高度的分布。

電子密度（或稱電子濃度）是指單位體積的自由電子數，隨高度的變化與各高度上大氣成分、大氣密度以及太陽輻射通量等因素有關。

電離層內任一點上的電子密度，決定於上述自由電子的產生、消失和遷移三種效應。

在不同區域，三者的相對作用和各自的具體作用方式也大有差異。

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。

外層外層（Exosphere），又名散逸層，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。

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公里之內，即電離層之內作為大氣的高度，即大氣層厚1000公里。

化學演化地球大氣圈的成分和各組分的分壓有著極其複雜的演化過程。

地球不同於金星和火星。

金星的質量近於地球，由於距太陽較近，表面溫度高，內部除氣所產生的水蒸氣不能在表面凝結成水圈，CO2、SO2、H2S、NO、NO2等積累滯留在大氣圈內形成稠密的CO2大氣圈。

火星距太陽較地球遠，表面溫度低，加之質量較小，氣體易於逃逸，火星內部除氣過程釋出的氣體，不能凝結成水體,只能形成極稀薄的CO2大氣圈。

地球的大氣圈、水圈、生物圈和岩石圈具有協調的形成和演化過程。

地球內部除氣作用釋出的主要氣體為水蒸氣、CO2、CO、HCl、CI2、HF、HBr、H2S、S、SO2、N2、H2、H、O2、CH4、NH3和稀有氣體等。

O2主要來源於水蒸氣的光化學分解和綠色植物的光合作用。

地球內部物質的熔融除氣過程，大約共釋放1.74×1018噸揮發性物質,其中CO2約1.22×1015噸。

地球初始的大氣圈屬於具有火山氣體成分的強還原性大氣圈。

通過水蒸氣的凝結，原始的海洋水成為強酸性水體。

隨著海洋水體的增大，大氣圈中CO2的積累，太古宙的地球大氣圈演化為CO2-火山氣體大氣圈。

隨著水圈中碳酸鹽的沉積，大氣圈中CO2分壓降低，演化為元古宙的弱氧化的CO2大氣圈。

顯生宙生物的繁殖，碳酸鹽沉積量的增長和植物的出現，CO2大氣圈逐步演化為現今的N2-O2大氣圈。

層序高度溫度分布變化對流層0~17千米隨著高度的增加而降低平流層17~50千米隨著高度的增加而升高中間層50~80千米隨著高度的增加而降低暖層80~500千米隨著高度的增加而升高外層500~1000千米隨著高度的增加而升高在宇宙行星中都有大氣層，大型行星比地球的大氣層厚，成分有的多，有的少。

人類的活動使地球大氣圈中CO2含量明顯增加，每年通過煤和石油的燃燒產生的CO2總量為6.2×10^9噸，相當於現今大氣圈中CO2含量的1/250。

溫室效應的增長，臭氧層的破壞，一系列環境生態的惡化，對人類的生存環境提出了嚴重的挑戰。

“全球變化──地圈和生物圈十年”計畫已成為當代科學研究的焦點，全世界的科學家將為人類生存環境的演化和預測提出科學對策。

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內容簡介   圖書信息   主題介紹 木星大氣層 BA橢圓在大紅斑的南邊，大小是大紅斑的三分之一，是在2000年由3個白色的橢圓合併形成的紅斑。

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... 垂直構造   化學成份   區、帶和噴流   動力學   個別的特徵 跨大氣層飛行器 跨大氣層飛行器是一種既能在大氣層內飛行，又能夠進入地球軌道的飛行器，太空梭就是一種跨大氣層飛行器。

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