地球大气层是在地球引力作用下,大量气体聚集在地球周围,形成数千公里的大气层。气体密度随离地面高度的增加而变得愈来愈稀薄。探空火箭在3000公里高空仍发现有稀薄大气,有人认为,大气层的上界可能延伸到离地面6400公里左右。
据科学家估算,大气质量约6000万亿吨,差不多占地球总质量的百万分之一。按照大气层的各种气体体积分数分类,其主要成分包括:氮78%、氧21%、氩0.93%、二氧化碳0.03%、氖0.0018%,此外还有水汽和尘埃等。
自地表起垂直向上,大气层通常分为5层:对流层、平流层、中间层、热层和外逸层。
2、对流层
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。
特点:气温随高度增加而降低,空气对流活动显著,天气现象复杂多变,是最活跃的一层。云、雾、雨雪等主要大气现象都出现在此层。
3、平流层
距地表约10~50公里处的大气层。位于对流层之上,散逸层之下。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。
特点:平流层的下层随高度增加气温变化很小。大约在20公里以上,气温又随高度增加而显著升高。空气以水平运动为主,天气晴朗,大气透明度好。平流层的22-27千米范围内,臭氧含量达到最大值,形成臭氧层。
飞机可在平流层内飞行。臭氧层使地球生命免受过多紫外线照射,被称为“地球生命的保护伞”。
4、中间层
中间层又称中层。自平流层顶到85公里之间的大气层。
特点:气温随高度增高而迅速降低,出现强烈对流运动,有相当强烈的垂直运动。有时在高纬度地区夏季黄昏时有夜光云出现。
5、电离层
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。
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。
6、外层
外层,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。
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。
练习题
(1).下列有关大气层的说法不正确的是( )。
A.对流层温度随高度的增加而降低
B.臭氧层位于平流层内
C.现代螺旋桨飞机基本在平流层里飞行
D.刮风、下雨、降雪等天气现象都是发生在对流层内
参考答案:C
解析:现代螺旋桨飞机因其发动机限制了升空上限,航程大部分只能在对流层(9000米以下),因此基本在对流层里飞行。
(2).通常来说,民航大型载客飞机稳定飞行是在大气层的( )。
A.对流层
B.平流层
C.中间层
D.散逸层
参考答案:B
解析:大气层中,最适合飞机飞行的是平流层。平流层的能见度高,没有强烈对流运动,以平流运动为主,飞机在其中受力比较稳定,便于飞行员操纵驾驶。