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大气层的厚度

来源:尊旭网时间:2023-06-29 18:40:52编辑:阿旭

地球的大气层厚度在1000千米以上,从地面向上空气密度逐次下降,50至80千米后空气非常稀薄

地球的大气层厚度因为科学家们根据不同的物理现象或不同的研究目的而有不同的说法。可以肯定的是,大气与宇宙之间并不存在一条截然分明的界线。因此,要精确划定大气层上界的高度,可能始终是科学研究上的一个难题。

按大气温度随高度的分布可以分为:

对流层:靠地表的底层大气,对流运动显著。其厚度因纬度、季节以及其他条件而异,在赤道区约16~18公里,中纬度区约10~12公里,两极区约7~8公里。一般来说,夏季厚而冬季薄。对流层与地表联系最密切,受地表状况影响最大,大气中的水汽大部集中于此层,形成云和降水等现象。对流层的上部称为“对流层顶”,厚约几百米到1~2公里。对流层的温度几乎随高度直线下降,到对流层顶时约为零下50摄氏度。

平流层:(又称同温层)由对流层顶到离地表50公里高度的一层,大气主要是平流运动。层内温度随高度增加而略微上升,到约50公里高度处,达到极大值(约零下10~零上20摄氏度)。

中间层:(又称散逸层) 高度在离地表50~85公里的一层,温度随高度增加而下降,到离地表高度85公里的中间层顶,温度接近最小值,约为零下摄氏度。

热层:中间层以上的一层,温度随高度增加而上升,在离地表500公里处,即热层顶,达到1100摄氏度左右。这一层的温度因为大气大量吸收太阳紫外辐射而升高。热层顶以上为外大气层。这里的大气已极稀薄。

按大气的组成状况可以分为两层:离地表约100公里以下是均质层(大气由各种气体混合组成);以上是非均质层。在均质层中离地表10~50公里处,太阳紫外辐射的光化作用产生臭氧,形成臭氧层,这一层的高度大抵与上述平流层相当。在离地表20~30公里处,臭氧浓度最大,不过这部分大气中的臭氧含量仍然不到这一层大气的十万分之一,各种气体依然视为均匀混合的。臭氧层吸收掉危害生命的太阳紫外辐射,使之不能到达地表。

按大气的电离程度可以分为两层:从地表到离地表80公里这一层,大气中的分子和原子都处于中性状态,称为中性层。离地表80~1000公里这一层,大气中的原子在太阳辐射(主要是紫外辐射)作用下电离,成为大量正离子和电子,构成电离层。电离分为4层,这些层的高度和电离情况都随一天中的不同时刻、一年中的不同季节和太阳活动程度而发生变化。许多有趣的天文现象,如极光、流星等都发生在电离层中。电离层还能反射无线电短波,从而使地面上可以实现短波无线电通讯。

近地表大气中78%为氮,21%为氧,其他还有二氧化碳、氩等多种气体成分以及水汽。水汽是大气中最不稳定的组成部分。在夏季湿热处,水汽在大气中的含量可以达到4%;而在冬季干寒处,它的含量可下降到001%。除水汽外,离地表 3公里内还有尘埃、花粉、火山灰及流星尘等微粒。地球形成初期的原始大气已不存在,它已全部或大部散逸到空间。后来,由于放射性元素的衰变和所谓“引力致热”,地球处于一种熔化阶段,从而加速了气体从地球内部逸出的过程。地球的引力使这些逸出的大气渐渐积蓄在地球的周围。这种第二代地球大气缺少氧,主要由二氧化碳、一氧化碳、甲烷和氨组成,称为还原大气。后来,主要是绿色植物的光合作用,其次是来自太阳的辐射使水分解为游离氧,从而使还原大气变为以氮和氧为主的氧化大气。有的科学家通过分析赤铁矿中的沉积物,推断出氧存在的时间至少在25亿年以上。从那时起,大气中便含有丰富的游离氧了。

大气围绕在地球周围,总厚度为1000~1400千米,总重量约为61015吨,相当于地球总重量的百万分之一。根据大气的组成状况和大气在垂直高度上的温度变化,自下而上可分为若干层。从地表向上至大约80千米的高度之间为均质大气层,其中的氧和氮的组成比例几乎没有变化。在这一层中,根据气体温度及大气运动等特征,又分为对流层、平流层、臭氧层和中间层。在80千米以上,为非均质层,其特点是气体的组成随高度增加有很大变化。在非均质层中又分为热成层(电离层)、外层(逸散层)以及氮层、原子氧层、氦层和氢层,再向上就进入了宇宙空间。

在大气的各个圈层中,对流层位于最底部,该层中空气的总重量占大气总重量的95%左右,还有一定的水蒸气。这里有活跃的空气对流,形成风、云、雨、雪、雾、霜等各种自然现象。大气污染主要发生在对流层,特别是靠近地面l~2千米之内,污染的程度最强。

大气层厚300千米。因为300千米以上是卫星轨道,那里即使有空气也是非常非常稀薄,而且那里空气受卫星轨道影响,已没有浮力等大气层的性质。所以300千米以上属于太空范畴,而不属于地球大气层的范畴,即大气层厚300千米。否则大气层没有更好的界定方法。

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