九乡新闻网自助餐加盟店:大气圈的垂直分层
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大气圈的垂直分层
[ 2002-12-5 ]
我们把地球大气在垂直方向上分成五个层次，即对流层、平流层、中间层、暖层（电离层）和逃逸层。
⒈对流层。对流层（troposphere）处于地球大气圈的最低层，下界与地面相接，上界高度随纬度和季节的变化而有所不同。对流层厚度在低纬度地区平均为17-18公里；中纬度地区平均为10-12公里；高纬度地区平均为8-9公里；上界夏季较高，冬季较低。
对流层厚度虽然只有8-18公里，但却集中了大气全部质量的3/4以及几乎全部的大气水汽。对流层最主要的特征是存在着强烈的空气对流运动现象，即高层和低层之间的气体交换运动过程。在对流层内，气温一般随高度逐步递减；高度每上升100米，温度则平均下降0.65℃。在高纬度对流层顶（8公里），温度降低到-53℃；低纬度层顶（18公里），温度降到-83℃。地球表面的状况对这一层大气的物理性质有显著的影响。风、雨、雪、雷电和寒潮等天气现象都发生在这里。
根据温度、湿度以及气流的运动特点，对流层又可以分为三层，即对流上层、对流中层和对流下层。从5.5公里高度到对流层顶（8—18公里）的气层称为“对流上层”，在这一气层里，水汽含量较少，气温通常在0℃以下，因此，由下部输送的水汽常常凝结成水滴或者冰晶而形成云雾。中、低纬度区域还经常有30米/秒的大风出现。2—5.5公里高度范围的气层称为“对流中层”。
2公里以下的气层，称为“对流下层”。对流下层是整个大气层与地球表面邻接的边界区域，因此又被称为大气边界层，或者行星边界层。边界层的厚度通常在1—2公里范围内。边界层的下界与地表紧密相接，所以地球表面被称为大气层的下垫面。因为受地表面的摩擦作用，边界层又称“摩擦层”。
由于受地表热力和摩擦力的影响，边界层内的气象要素分布和变化规律与高层的自由大气不同。气温、气压等气象因素随日夜变化显著。在这里，水汽和污染物含量很高。边界层内大气的变化过程和状况，对气候的稳定和变迁，对污染物的扩散和清除，对人类的日常生活和经济生产活动，有着极为重要的影响。
⒉平流层。从对流层顶部（8—18公里）到55公里高度范围内的气层，称为平流层。平流层过去叫做“同温层”。平流层的主要特征是层内气体运动是稳定的水平流动状态。25公里以上气温开始升高，到层顶部达到-3℃。平流层内水汽、杂质很少，云、雨现象少见。平流层气流平稳，能见度高，有利于飞机的安全飞行。平流层的另一个特征是，在层内有薄薄的一层臭氧气体。臭氧成分主要分布在20—40公里高度范围内，人们把它叫做“臭氧层”。由于臭氧对太阳紫外线辐射有强烈的吸收能力，因此不但使平流层温度升高，而且形成了一个阻挡太阳紫外线的天然屏障，保护了地球上的生物，使它们免受过量紫外线的伤害。
⒊中间层。中间层的高度范围在55—85公里之间。中间层的主要特征是气温随高度递减，层顶部气温降到-113℃，几乎是大气圈中温度最低的区域。由于温度梯度的出现，又形成了自下而上的空气对流过程，因此中间层也可以被叫做上对流层。在高纬度区域，黄昏时刻可以观测到夜光云现象，这实际上是水汽的凝结雾。
⒋暖层（电离层）。暖层的高度范围在85-800公里。暖层的主要特征是气温随高度迅速递增，在层顶气温可达到1000℃以上。在暖层里，波长小于0.15微米的紫外线辐射能量，几乎全部被吸收，所以气温急剧升高。暖层的空气质量约占大气总质量的5%。在120公里的高空，空气密度已经降到几亿分之一；在300公里高度降到百亿分之一。由于空气密度很低，太阳紫外线辐射强度很高，NO2、O2、O3等几乎都处于完全电离状态，因此，暖层又被称为“电离层”（ionosphere）。电离层内的粒子密度基本随高度递减。电离层实际上是地球上空的一个等离子体系，在这个体系中存在大量的自由电子。因此，电离层相当于一个流动的导体，十分有利于电磁波的传输，对于地球上的远距离通讯具有重要意义。
⒌逃逸层。800公里以上的大气层称为逃逸层，其上界约在3000公里高度上。逃逸层是地球大气圈的最外层，也是从地球大气层进入宇宙太空的过渡区域。逃逸层的主要特征是气温随高度递增，空气密度极小，具有逃逸速度的粒子可以克服地球引力，不断地逃往太空。但是根据目前卫星观测资料分析，在22000公里的高度上，离子密度仍可以达到10个/立方米。可见地球大气圈和星际太空之间，并没有明显的分界。