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地球大氣層或大氣圈是圍繞著地球的一層空氣,是地球外圈中最外部的氣體圈層,包圍著海洋和陸地。大氣圈沒有確切的上界,在2000 ~ 16000 千米高空仍有稀薄的氣體和基本粒子。在地下、土壤和某些岩石中也會有少量空氣,它們也可認為是大氣圈的一個組成部分。地球大氣的主要成分為氮、氧、氬、二氧化碳和不到0.04%比例的微量氣體。地球大氣圈氣體的總質量約為5.136×1021克,相當於地球總質量的百萬分之0.86。由於地心引力作用,幾乎全部的氣體集中在離地面100千米的高度範圍內,其中75%的大氣又集中在地面至10千米高度的對流層範圍內。根據大氣溫度垂直分佈和運動特徵,在對流層之上還可分為平流層、中間層、熱成層等。
地球早期的大氣層中富含火山噴發氣體,例如二氧化碳。現在的大氣層只含有極少量的二氧化碳,而富含氧氣。其改變原因是早期的生命形式——微生物體吸入二氧化碳而排出氧氣。這些微生物聚集在一起被稱為藻青菌,依靠光合作用製造能量,它們與早期那些製造氧氣的有機體極為類似。
大氣的合成物和每種成分的功用 合成物 佔有量(體積比) 功用
氮氣 78.084% 維持植物生長
氧氣 21.946% 維持生命和幫助燃燒
二氧化碳 0.037% 保持地面溫暖
臭氧 0.000004% 抵擋有害的紫外線輻射
其它氣體 ?
水蒸氣 無常 影響天氣狀況
固體粒子,包括灰塵、火山灰等等 ? 對雲和雲霧的形成非常重要
地球約在46億年前形成,當時地球的大氣跟現今完全不同,那時候氮氣跟氧氣極少,後來經由火山噴發噴出許多氣體(氮氣很多),其中的水氣形成今天的海,後來約30幾億年前的藍綠菌形光合作用放出氧氣。
如果沒有這層大氣層:
1.氣壓會下降到很低,而幾乎所有生物都面臨死亡,因為體內氣壓為1。
2.原本太空隕石、小碎片、塵埃、冰塊等就會跑來跑去而撞上星球,但是地球的大氣層和這些東西摩擦之後,溫度過高而把這些東西燒掉。如果沒有,那些登吸就會直接撞上地球。
3.大氣層中有一層臭氧層,如果沒有他,太陽紫外線會過強,而引發皮
膚癌等。
人類經過不懈地探索和追求,對大氣層的認識越來越清晰了,科學家發現,在不同的高度上,大氣的情況是在變化的,於是就人為地把大氣分成五個不同的層次,以便於更好地研究大氣。
對流層 這一個層次從地面向上,直到10千米左右的範圍,是大氣層的最底層。在這個範圍內,大氣的溫度隨著高度的增加而不斷下降。在11千米附近,溫度下降到-55℃。在這層裏,大氣活動異常激烈,或者上升,或者下降,甚至還會翻滾。正是由於這些不斷變化著的大氣運動,形成了多種多樣複雜的天氣變化,風、雲、雨、雪、霧、露、雷、雹也多發生在這個層次裏,所以也有人稱這層為氣象層。這層的頂叫對流層頂。
平流層 從對流層頂向上到55千米附近。在這個範圍裏,溫度不再像對流層裏那樣不斷下降了,它開始幾乎不發生變化,然後隨高度增加又增加,到平流層頂溫度可達-3~17℃。這裏空氣成分幾乎不變,水汽與塵埃幾乎不存在,所以這裏經常是晴空萬里,能見度高。平流層中臭氧比較集中,在25千米高處臭氧最多,形成了所謂臭氧層,臭氧能強烈地吸收紫外線,它對地球上的生物非常重要。
中層 從平流層頂向上,也就是從55千米到80千米這個範圍被命名為中層大氣,簡稱中層。在這裏,溫度隨高度而下降,大約在80千米左右達到最低點,約為-90℃。
熱層 從中層大氣向上,也就是從80千米到500千米左右的範圍,這裏溫度隨高度迅速上升,可達到1000~2000℃。所以稱為熱層。在這裏空氣高度稀薄,而且多處在高度電離狀態。
逃逸層 500千米以上是外大氣層,這一層頂也就是地球大氣層的頂。在這裏地球的引力很小,再加上空氣又特別稀薄,氣體分子互相碰撞的機會很小,因此空氣分子就像一顆顆微小的導彈一樣高速地飛來飛去,一旦向上飛去,就會進入碰撞機會極小的區域,最後它將告別地球進入星際空間,所以 外大氣層被稱為逃逸層。但總的說來,逃逸掉的大氣是很少的一部分,幾乎可以忽略不計。這一層溫度極高,但近於等溫。這裏的空氣也處於高度電離狀態。
電離層 除了以上的分層外,科學家根據大氣電離狀態,又將60千米以上的大氣層稱為電離層,電離層在遠距離無線電通信方面起著很重要的作用,無線電波借助於在地面和電離層之間的多次反射而傳播,實現了遠距離的無線電通信。人們形容電離層為“一面反射電波的鏡子”.
不過,電離層反射的只是普通的無線電廣播採用的波段,對於波長較短的無線電波則起不到反射作用。電視機採用的恰恰是彼長較短的無線電波,這就是電視機為什麼收看不到遠處電視臺節目的原因。為了能收看到大洋彼岸的電視節目,科學家利用在赤道上空36000千米高度的靜止地球衛星來傳播電視信號,使生動的電視畫面越過大洋或大陸,送到千家萬戶的電視機中。
磁層 在大氣科學中有時還將500千米以上的大氣層稱為磁層。因為在這裏,地球磁場對大氣的運動起著決定性的作用。磁層在太陽風的作用下發生一系列變化:向著太陽的一面被壓縮了,而在背著太陽的一面形成了一個類似於慧星一樣的長尾巴——磁尾。向著太陽的一端距地心約十幾個地球半徑,即70000一80000千米,它的尾長(背著太陽一端〕約100個地球半徑,即600多萬千米。
太陽風與磁層之間的邊界即為磁層頂,頂以外即為星際空間。因此也有人認為磁層頂才是大氣圈的頂。
磁層儘管離地球表面很高,但對人類確實能起到保護作用。如果沒有磁層,威力巨大的太陽風會把臭氧層吹掉,甚至還會把整個大氣層統統吹走。這是多麼可怕的景象啊!
所謂大氣層穿左,只是指臭氧層,不是指大氣。
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以維基百科介紹:
臭氧層是指大氣層的平流層中臭氧濃度相對較高的部分,主要作用是吸收短波紫外線。 臭氧層密度不是很高,如果如果它被壓縮到對流層的密度,她會只有幾毫米厚了。
大氣層的臭氧主要以紫外線打擊雙原子的氧氣,把它分為兩個原子,然後每個原子和沒有分裂的O2合併成臭氧。臭氧分子不穩定,紫外線照射之後又分為氧氣分子O2和氧原子,形成一個繼續的過程臭氧氧氣循環,如此產生臭氧層。
地球各地臭氧層密度大不相同,在赤道附近最厚,兩極變薄。北半球的臭氧層厚度每年減少4%。現在大約4.6%的地球表面沒有臭氧層,這些地方成為臭氧層空洞,大多在兩極之上。(這便是臭氣層穿了個洞)
大氣(Atmosphere),是泛指包圍星體的氣態物質層,形成的大氣層。
這樣的星體可以是恆星、行星和衛星。
所有的恆星都有大氣。
在太陽系的八大行星中擁有大氣的有金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星;另矮行星冥王星亦有大氣。僅有水星因其大氣過於稀薄,一般認為不具有大氣。所有的類木行星(氣態行星)都有大氣,並且它們本身就是主要由氣體組成,而類地行星(固態行星)則未必,有的有而有的沒有。
在衛星中,月球、火衛一等衛星不具有大氣;但是土衛六、海衛一等衛星卻有大氣存在。
2004年金星凌日在雲層頂端金星有著每小時350千米的大風,而在表面卻是風平浪靜,每小時不會超過數千米。然而,考慮到大氣的濃密程度,就算是非常緩慢的風也會具有巨大的力量來克服前進的阻力。金星的雲層主要是有二氧化硫和硫酸組成,完全覆蓋整個金星表面。這讓地球上的觀測者難以透過這層屏障來觀測金星表面。這些雲層頂端的溫度大約為-45°C。美國航空及太空總署給出的數據表明,金星表面的溫度是464°C。雲層頂端的溫度是金星上最低的,而表面溫度卻從不低於400°C。
大氣層
木星的大氣組成中,按分子數量來看,81%是氫氣,18%是氦氣,按質量則分別是75%和24%。只有約1%左右的其他氣體,其中包括甲烷、水蒸氣、氨氣等。這與太陽系的前身-原始太陽星雲的組成相近,但木星中較重元素的比例卻比原始太陽星雲多數倍。同為氣體行星的土星也是類似的組成,但天王星及海王星中的氫和氦就少得多。
由於木星快速的自轉,木星的大氣顯得非常地「焦躁不安」。木星的大氣其實是一個複雜多變的天氣系統,木星雲層的圖案每時每刻都在變化。我們在木星表面可以看到大大小小的風暴,其中最著名的風暴是「大紅斑」。這是一個朝著逆時針方向旋轉的古老風暴,它早在300多年前就被人類發現了,一般認為是17世紀的卡西尼或羅伯特·胡克發現的,也就是說,這個巨大的風暴已經在木星大氣層中存在了幾百年。大紅斑有三個地球那麼大,其外圍的雲系每四到六天即運動一周,風暴中央的雲系運動速度稍慢且方向不定。因而雲帶之間常形成小風暴,並合併成為較大型風暴;2000年,天文學家過哈伯望遠鏡發現大紅斑以南形成一個小白斑,至2006年初開始跟大紅斑相同之顏色,目前已有大紅斑的一半大小,在木星自轉中隨大紅斑之後。兩紅斑每兩年擦身而過一次。2006年7月兩紅斑擦身而過;但沒有正面衝突,使得大紅斑「吃掉」小紅斑。有科學家預計未來將有可能發生兩紅斑合併的狀況。