黄文涛

如今，中國载人航天工程进入了令人鼓舞的空间站时代。你可曾想过，地球大气层和太空的边界在哪里？航天器在飞出大气层的旅途中，能感受到怎样的环境变化？遥远两极的大气与其他地区有什么不同或联系？为揭示极区大气的秘密，中国科学家把遥感探测的激光“剑”装到了南极中山站，“剑”指苍穹，锐意探索。

地球的大气层为生命的生存提供了氧气、二氧化碳等必要的化学物质，像盾牌一样阻挡了来自太空的危险射线和粒子，通过吸收和辐射过程像被子一样维持着地表适宜的温度，通过雨雪过程使得水在全球循环输送。

从地球表面向太空延展，大气层随着高度的上升有几个特点鲜明的区域。通常来说，从地面往上10多千米，温度逐渐下降到零下70摄氏度左右，下热上冷易形成上下对流;随后往上到约50千米，温度逐渐上升到0摄氏度左右，下冷上热在垂直方向非常稳定;然后温度再次下降，直到约90千米达到零下110摄氏度左右;接着温度开始迅速上升。

不同区域的温度差异主要与太阳辐射经由地面以及大气的吸收和辐射过程相关，分别被称为对流层、平流层、中间层和热层。约80～100千米的中间层顶可以看作大气和太空的边界。下方大气以氮分子和氧分子为主，且密度随高度上升成指数衰减，99.999%的质量都集中在90千米以下（约90%在16千米以下）。

虽然我们每个人生活的区域狭小，最多偶尔坐飞机在平流层底部“旅行”，然而，包裹着地球的大气却是一个流动的整体，不同的圈层之间，不同的区域之间，都有着紧密的联系，相距甚远却息息相关。……