大氣層

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

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]  。

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。

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。

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。

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。

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。

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]