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大氣層

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大氣層(atmosphere),是氣象學專業術語,是因重力關係而圍繞着地球的一層混合氣體
大氣層是地球最外部的氣體圈層,包圍着海洋和陸地,大氣層的厚度大約在1000千米以上,但沒有明顯的界限。 [1] 
中文名
大氣層
外文名
atmosphere
屬    性
地球構造
厚    度
1000千米以上
分    層
對流層、平流層、中間層、暖層等
成    分
氮氣、氧氣、氬氣等

大氣層釋義

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大氣層又稱大氣圈,是因重力關係而圍繞着地球的一層混合氣體,是地球最外部的氣體圈層,包圍着海洋和陸地,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,

大氣層成分

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大氣層的成分主要有氮氣,佔78.1%;氧氣佔20.9%;氬氣佔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。
表1-1-1 幹潔空氣的氣體成分
氣體
體積分數?
氣體
體積分數
(×10)
?(×10)


780 900
1
209 400
一氧化氮
1.5
9 300
1.5
二氧化碳
315
1.08
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 [1] 

大氣層分層特點

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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、臭氧層、中間層、熱層和散逸層,再上面就是星際空間了。

大氣層對流層

1、定義
對流層位於大氣的最低層,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。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,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。它的高度因緯度而不同,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,高緯度地區平均為8~9公里,並且夏季高於冬季。
2、特點:
(1)温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,氣温約下降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,因而不同地區温度也有差別,這就形成了空氣的水平運動。
(3)温度、濕度等各要素水平分佈不均勻: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。

大氣層平流層

1、定義
距地表約10~50公里處的大氣層。位於對流層之上,散逸層之下。平流層亦稱同温層,是地球大氣層裏上熱下冷的一層,此層被分成不同的温度層,當中高温層置於頂部,而低温層置於底部。
2、特點
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,直到高於海平面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“同温層”。這裏基本上沒有水汽,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,像一道屏障保護着地球上的生物免受太陽紫外線及高能粒子的襲擊。

大氣層中間層

1、定義
中間層又稱中層。自平流層頂到85公里之間的大氣層。
2、特點
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,所以温度垂直遞減率很大,對流運動強盛。中間層頂附近的温度約為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。

大氣層電離層

1、定義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。
2、特點
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,產生極化面的旋轉並受到不同程度的吸收。

大氣層外層

1、定義外層(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。這裏的温度很高,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。
2、特點
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,換句話説,大約有65000千米高。在這裏空氣極其稀薄。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。 [1-2] 
參考資料
  • 1.    加布裏埃爾·沃克.大氣:生活·讀書·新知三聯書店,2017
  • 2.    唐孝炎,張遠航.大氣環境化學:高等教育出版社,2006