平流层的特点是:
1、 气温的的垂直分布除下层随高度变化很小外,在 30 千米以上,气温随高度增加迅速上升。这是因为平流层中的臭氧大量吸收太阳紫外线而使气温升高;
2、大气以水平运动为主。平流层上部热下部冷,大气稳定,不易形成对流;
3、水汽、杂质含量极少,云、雨现象近于绝迹。大气平稳天气晴朗,对高空飞行有利。
大气层又叫大气圈,地球就被这一层很厚的大气层包围着.大气层的成分主要有氮气,占78.1%;氧气占20.9%;氩气占0.93%;还有少量的二氧化碳、稀有气体(氦气、氖气、氩气、氪气、氙气氡气)和水蒸汽.大气层的空气密度随高度而减小,越高空气越稀薄.大气层的厚度大约在1000千米以上,但没有明显的界限.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、中间层、暖层和散逸层,再上面就是星际空间了.
对流层在大气层的最低层,紧靠地球表面,其厚度大约为10至20千米.对流层的大气受地球影响较大,云、雾、雨等现象都发生在这一层内,水蒸气也几乎都在这一层内存在.这一层的气温随高度的增加而降低,大约每升高1000米,温度下降5~6℃.动、植物的生存,人类的绝大部分活动,也在这一层内.因为这一层的空气对流很明显,故称对流层.对流层以上是平流层,大约距地球表面20至50千米.平流层的空气比较稳定,大气是平稳流动的,故称为平流层.在平流层内水蒸气和尘埃很少,并且在30千米以下是同温层,其温度在-55℃左右.平流层以上是中间层,大约距地球表面50至85千米,这里的空气已经很稀薄,突出的特征是气温防高度增加而迅速降低,空气的垂直对流强烈.中间层以上是暖层,大约距地球表面100至800千米.暖层最突出的特征是当太阳光照射时,太阳光中的紫外线被该层中的氧原子大量吸收,因此温度升高,故称暖层.散逸层在暖层之上,为带电粒子所组成.
除此之外,还有两个特殊的层,即臭氧层和电离层.臭氧层距地面20至30千米,实际介于对流层和平流层之间.这一层主要是由于氧分子受太阳光的紫外线的光化作用造成的,使氧分子变成了臭氧.电离层很厚,大约距地球表面80千米以上.电离层是高空中的气体,被太阳光的紫外线照射,电离成带电荷的正离子和负离子及部分自由电子形成的.电离层对电磁波影响很大,我们可以利用电磁短波能被电离层反射回地面的特点,来实现电磁波的远距离通讯.
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,其中包括: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.
根据各层大气的不同特点(如温度、成分及电离程度等),从地面开始依次分为对流层、平流层、中间层、热层(电离层)和外大气层.
大气层大致可分为(1)对流层,(2)平流层,(3)中气层,(4)同温层。
(1) 对流层:最接近地面的一层称为对流层,平均高约10公里。顾名思义,对流层是对流 (热空气上升,冷空气下降)最旺盛的区域,也是天气现象发生的地方。大气中的水汽, 约有80%存在於对流层,因此它也是蒸发、云、雨、...最经常出现的区域。一般而言, 越接近地面水汽含量月高,因为温度较高而且较接近来源(如:海、湖、森林、沼泽...)。 大气吸收阳光的效率不高,约有50%的阳光穿透为地表吸收,而且空气放出的辐射比吸 收的还多(即不断冷却),因此大气的温度分布成随高度递减的现象。大气则经由热传 导及对流传送热量,弥补辐射冷却所损失的能量。平均而言,对流层中随高度温度递减 约6.5 oC/km。
(2) 平流层:对流层之上,10km至50km之间,为平流层。平流层的特点是温度随高度增 加,因此空气特别稳定,不易产生对流,大气运动多是水平,因次称为平流层。平流层 因为特别稳定,而且没有降水,大气中悬浮微粒(如:火山灰、污染物、核爆辐射尘...) 可停留在平流层数个月到数年之久。
3) 中气层:在这层没有特殊的加热过程,越高处越冷。大气层最冷的地方。 (4) 同温层:在这层,N2、O2、O吸收非常短的太阳辐射(<0.1μm),产生光电离作用 (photoionization),生成许多电离子,因此也称为电离层。由於空气稀薄,只要吸收一点 能量,温度就变得很高(可达数千度)。这里的温度变化与太阳黑子的活动关系密切。 太阳黑子活跃与否可改变温度达一千多度。但是人若在同温层立刻被冻死。为什麼?因 为空气太稀薄,即使每个气体分子温度达数千度,因为太少气体分子撞击人体,对人而 言,温度还是非常低。由於电离子会吸收、反射电讯,电离层的状况对长程通讯影
编辑本段对流层
接近地球表面的一层大气层,空气的移动是以上升气流和下降气流为主的对流运动,叫做“对流层”。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。大气中的水气几乎都集中于此,是展示风云变幻的“大舞台”:刮风、下雨、降雪等天气现象都是发生在对流层内。
编辑本段平流层
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”。这里基本上没有水气,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高能粒子的袭击。
平流层的最大特点是大气以平流运动为主,极少垂直方向的对流运动.这主要是因为平流层的温度结构与对流层不同,在对流层顶到距地表大约35公里的高度内,大气温度变化非常微小,这一高度平流层的大气温度非常低,大约在-80O 左右.自35 km 到平流层顶,气温随高度的升高而上升.平流层温度低,空气稀薄,极少水蒸气,在这一层也极少天气过程发生.
由于平流层的高度较对流层高,因此与到达地表的太阳辐射相比,平流层的太阳辐射含有更多的短波紫外辐射.一般将来自太阳的紫外辐射按照波长的大小分为三个区,波长在315-400 nm (1nm =10-9 m)之间的紫外光称为UV-A 区,该区的紫外线不能被臭氧有效吸收,但是也不造成地表生物圈的损害.事实上,这一波段少量的紫外线也是地表生物所必需的,它可促进人体的固醇类转化成维生素D,如果缺乏会引起软骨病,尤其对儿童的发育产生不良的影响
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