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地球的外衣

2015-06-10佚名

初中生之友·中旬刊 2015年4期
关键词:平流层外层中层

佚名

在晴空万里的白天,火红的太阳高高地挂在天上,蔚蓝的天空一望无际;而在群星闪烁的夜晚,北斗泛光,银汉竞辉,深邃的宇宙璀璨夺目。清平世界,朗朗乾坤,天地泾渭分明,中间似乎一片空白。这对吗?错了!地球和其他星球之间,隔着一层厚厚的大气,在这个大气圈内,空气质量足有3 140万亿吨!

大气圈是包围在地球周围的空气圈层。它的全部或一部分通常称为大气层或大气。大气圈与岩石圈、水圈、生物圈共同组成地球外壳的最基本的自然圈层。大气圈是地球的外衣和保护伞,它日夜阻挡着宇宙间的“不速之客”和过量的太阳辐射对地球生命的侵害,是地球上一切生物赖以生存的物质条件之一。

根据大气自海平面向上的各种特性,可将大气圈分为若干层次。按温度大气圈可分为对流层、平流层、中层、热层和外层。对流层是大气圈的最底层,厚度约为8千米~18千米。在这一范围内,每升高100米,温度降低0.65℃;对流层顶部的温度约为-70℃~-50℃。该层集中了大气圈3/4的质量和几乎全部的水汽。这里的空气对流运动相当强烈,是天气活动的舞台,风、雨、雷、电、寒潮等几乎所有的天气现象和天气过程都发生在这里。

从对流层顶向上至50千米~55千米的区间,叫平流层。平流层上部因臭氧吸收太阳辐射,温度升高到0℃左右。这里的大气较为稳定,多为大范围水平运动,几乎不出现天气现象,能见度极好,适合高性能飞机的飞行。

从平流层顶部再向上,至80千米~85千米高度的大气层称为中层。中层的温度急剧降低,顶部在-83℃左右。有时见到的夜光云就出现在这一层。

从中层顶部至250千米~500千米的气层是热层。该层由于空气直接吸收太阳辐射致使温度不断升高,顶部白天在1 700℃以上,夜晚也超过200℃,火箭、导弹和宇宙飞船如果没有防护外壳,就不可能通过该层。这里空气稀薄,仅占大气圈质量的十万分之一。

外层亦称散逸层,是大气圈的最外层。一般距地面500千米以上。这里温度高达几千摄氏度,空气极其稀薄,并逐渐消融到星际空间,1 600千米高度处的空气密度只有海平面空气密度的千万亿分之一。在外层,地球引力很小,高速运动的大气粒子极少碰撞,有些干脆和地球“拜拜”,逸入太空。

按空气成分的混合状况,大气圈可分为匀和层及非匀和层。匀和层位于85千米高度以下的空间,大气各种成分比例上下基本一致。非匀和层位于110千米以上的空间,大气各种成分比例随高度的不同而变化。根据电离特性,大气圈可分为中性层、电离层和磁层。在60千米以下为中性层,500千米~1 000千米以上叫磁层。电离层位于60千米~500千米之间,那里存在较多的离子和电子。电离层能反射地面上发射的无线电波。在地球两端的极夜时期,天空常常出现瑰丽的极光,那五彩缤纷的极光光度强时可把极夜照耀得如同白昼,那就是电离层中的一种放电现象。

此外,由于大气的光化反应,20千米~110千米高度之间的气层也叫光化层。平流层中臭氧浓度大,也叫臭氧层。臭氧层能有效地阻挡和削弱太阳光的紫外射线,保护地球生物。如果臭氧层遭到破坏,地球上绝大部分动植物都会因过强的紫外线照射而死亡。

从某种意义上说,风筝、飞机、火箭和宇宙飞船的出现,是人类在不同时期对大气圈认识的产物。在不断揭示大气圈特性及其对人类生存意义的同时,人们已认识到,保护大气环境就是保护我们的地球。

(选自中国科普城网)

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