大气层是由哪些部分组成?
整个大气层随高度不同表现出不同的特点,分为对流层、平流层、臭氧层、中间层、热层和散逸层,再上面就是星际空间了。
对流层
1、定义
对流层位于大气的最低层,从地球表面开始向高空伸展,直至对流层顶,即平流层的起点为止。平均厚度约为12公里,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,集中了约75%的大气质量和90%以上的水汽质量。其下界与地面相接,上界高度随地理纬度和季节而变化。它的高度因纬度而不同,在低纬度地区平均高度为17~18公里,在中纬度地区平均为10~12公里,高纬度地区平均为8~9公里,并且夏季高于冬季。
2、特点:
(1)温度随高度的增加而降低:这是因为该层不能直接吸收太阳的短波辐射,但能吸收地面反射的长波辐射而从下垫面加热大气。因而靠近地面的空气受热多,远离地面的空气受热少。每升高1公里,气温约下降6.5度。
(2)空气对流:因为岩石圈与水圈的表面被太阳晒热,而热辐射将下层空气烤热,冷热空气发生垂直对流,又由于地面有海陆之分、昼夜之别以及纬度高低之差,因而不同地区温度也有差别,这就形成了空气的水平运动。
(3)温度、湿度等各要素水平分布不均匀:大气与地表接触,水蒸气、尘埃、微生物以及人类活动产生的有毒物质进入空气层,故该层中除气流做垂直和水平运动外,化学过程十分活跃,并伴随气团变冷或变热,水汽形成雨、雪、雹、霜、露、云、雾等一系列天气现象。
平流层
1、定义
距地表约10~50公里处的大气层。位于对流层之上,逸散层之下。平流层亦称同温层,是地球大气层里上热下冷的一层,此层被分成不同的温度层,当中高温层置于顶部,而低温层置于底部。
2、特点
它与位于其下贴近地表的对流层刚好相反,对流层是上冷下热的。在中纬度地区,平流层位于离地表10~50公里的高度,而在极地,此层则始于离地表8公里左右。对流层上面,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。
中间层
1、定义
中间层又称中层。自平流层顶到85公里之间的大气层。
2、特点
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已经大部分被上层大气所吸收,所以温度垂直递减率很大,对流运动强盛。中间层顶附近的温度约为190K;空气分子吸收太阳紫外辐射后可发生电离,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。
电离层
1、定义电离层是地球大气的一个电离区域。60公里以上的整个地球大气层都处于部分电离或完全电离的状态,电离层是部分电离的大气区域,完全电离的大气区域称磁层。也有人把整个电离的大气称为电离层,这样就把磁层看作电离层的一部分。大约距地球表面10~80公里。散逸层在暖层之上,为带电粒子所组成。
2、特点
除地球外,金星、火星和木星都有电离层。电离层从离地面约50公里开始一直伸展到约1000公里高度的地球高层大气空域,其中存在相当多的自由电子和离子,能使无线电波改变传播速度,发生折射、反射和散射,产生极化面的旋转并受到不同程度的吸收。
外层
1、定义外层(Exosphere),又名散逸层,热层顶以上是外大气层,延伸至距地球表面1000公里处。这里的温度很高,可达数千度;大气已极其稀薄,其密度为海平面处的一亿亿分之一。
2、特点
外大气层也叫磁力层,它是大气层的最外层,是大气层向星际空间过渡的区域,外面没有什么明显的边界。在通常情况下,上部界限在地磁极附近较低,近磁赤道上空在向太阳一侧,约有9~10个地球半径高,换句话说,大约有65000千米高。在这里空气极其稀薄。通常把1000公里之内,即电离层之内作为大气的高度,即大气层厚1000公里。
2018-03-18 广告
地球的周围被一层厚厚的空气包裹着,通常将这层空气叫大气层。由于大气层中发生着种种壮观有趣的自然现象,它们与人类的生活密切相关,自古以来就引起人们的极大关注和浓厚的兴趣。为了探索大气层里的奥秘,不知涌现出多少勇敢的探险家,试图登上蓝天,揭开大气层内部的层层面纱,留下许多美丽动人的传说和惊险曲折的真实故事。
古时候,人们面对着绚丽多彩的广阔天空,向往着飞往蓝天探索它的奥秘。在他们的想象中,天空只不过是一顶坚固的棚盖——天穹,宝石般闪闪发光的天体就镶在上面。天上有无数层的宫殿,宫殿里生活着各种各样的神仙和玉皇大帝,由此引出许多神话故事和美丽的传说。在中国,早已流传百世的“嫦娥奔月”和“孙悟空大闹天宫”的神话故事,便是人们对于天界的理解和“飞上天宫”幻想的寄托。古希腊人在神话时期,也有让天支托在擎天神的肩上的传说,他们也并不觉得滑稽,因为他们毫不在乎地认为,天空比山高不了几尺。
现在,我们已经知道,天的高度就是大气层的高度。通常说来,大气层大约有2000~3000千米高,也就是说天有2000~3000千米高。大气层之外就是黑洞洞的宇宙深处了。又由于地球引力的作用,整个大气层的质量的9/10都集中在16千米以下的大气层里,而到了260千米以上的高空,大气的密度就只有地面大气密度的百亿分之一,超过500千米以上的高空,空气就极其稀薄了。世界最高峰——珠穆朗玛峰顶上的空气密度,也只有海平面空气密度的二点六分之一。因此,科学探险家们又根据各高度上大气的不同特征,将大气区分为不同的层次:最下面的一层叫对流层,大约距地面高度在12千米范围内,集中着大气全部质量的3/4。这层空气有强烈的上下对流,雷、雨、风、电等自然现象均发生在这层里,其突出的特点是气温随高度增加而降低。
第二层为平流层,位于对流层以上,顶端离地面约50千米高。在这层里的空气质量约占大气全部质量的1/4,空气只有水平方向的流动,没有雷、雨以及上升气流的干扰,是飞机飞行的好地方。平流层的下半部离地面约20~30千米处,有一个臭氧层,它的存在,恰似在大气中张起一张网形的巨大网筛,它筛掉了大部分太阳紫外线,使地球上的生物免遭过量紫外线的灼伤而死亡。
从平流层往上到约85千米的地方,称为中间层,这层空气的气温随高度升高而降低,密度已大大降低了。从85千米往上,温度又回升了,至120千米以内,上升较缓慢,超过120千米以后,温度迅速增加,在距地面400千米的高空,温度竟达3000~4000摄氏度,所以称之为热层。热层以上就是大气的外层了,上限约3000千米,为地球大气圈与星际空间的过渡地带,非常稀薄的高速气体分子拼命摆脱地球的束缚,逃逸到宇宙太空中去,所以又称之为“散逸层”。中间层、热层、散逸层中的空气质量仅占大气总质量的三千分之一左右,热层以上的外层空间是人造地球卫星、宇宙飞行器航行的地方。
根据围绕地球的这层大气在不同高度上的种种特征,现代意义上所说的大气层的含义通常是指距地面100或120千米的高度之内的大气,而120千米以上的高空则视为外层空间了。
大气的变化造成了各种自然现象的发生,所以很早以来,人们就想尽办法飞上天空,以其探索大气的奥秘,征服空间。人类在步入大气层范围之内的探索,走过了借助风筝、气球、飞机、宇宙飞船和航天飞机等升空器具和高空飞行器的冒险性尝试的道路,给人们留下许多惊险曲折的难忘的故事。
一、对流层
二、平流层
三、中间层
四、热层
五、外层
地球大气圈与星际空间的过渡地带,非常稀薄的高速气体分子拼命摆脱地球的束缚,逃逸到宇宙太空中去,所以又称之为“散逸层”。