甚麽是對流層 同溫層 電離層 ?
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對流層
對流層是地球大氣層靠近地面的一層。它同時是地球大氣層裡密度最高的一層,它蘊含了整個大氣層約百分之75的質量,以及幾乎所有的水蒸氣及氣溶膠。
對流層從地球表面開始向高空伸展,直至對流層頂,即平流層的起點為止。它的高度因緯度而不同,在低緯度地區大約17千米至18公里,在中緯度的地區高10至12公里,在高緯度地區只有8至9公里。在高緯度的地區,因為地表的摩擦力會影響氣流,形成了一個平均厚2公里的行星邊界層。這一層的形成主要依靠地形而有所不同,而且亦會被逆流層的分隔而與對流層的其他部份分開。
英語裡的對流層一字「Troposphere」的字首,是由希臘語的「Tropos」(意即「旋轉」或「混合」)引伸而來。正因對流層是大氣層中湍流最多的一層,而同它亦是唯一一層較少會出現天氣現象的一層。固此,噴射客機大多會飛越此層用以避開影響飛行安全的氣流。
平流層
平流層,亦稱同溫層,是地球大氣層裡上熱下冷的一層,此層被分成不同的溫度層,當中高溫層置於頂部,而低溫層置於低部。它與位於其下貼近地表的對流層剛好相反,對流層是上冷下熱的。在中緯度地區,平流層位於離地表10公里至50公里的高度,而在極地,此層則始於離地表8公里左右。平流層是夾於對流層與中間層之間。
平流層之所以與對流層相反,隨高度上升是氣溫上升,是因為其頂部吸收了來自太陽的紫外線而被加熱。故之在這一層,氣溫會因高度而上升。平流層的頂部氣溫大概徘徊在270K左右,與地面氣溫差不多。平流層頂部稱為平流層頂,在此之上氣溫又會再以隨高度而下降。至於垂直氣溫分層方面,由於高溫層置上而低溫層置下,使到平流層較為穩定。那是因為那裡沒有常規的對流活動及如此相連的氣流。此層的增溫是由於臭氧層吸收了來自太陽的紫外線,它把平流層的頂部加熱。至於平流層的底部,來自頂部的傳導及下部對流層的對流剛好在那裡抵消。所以,極地的平流層會於較低高度出現,因為極地的地面氣溫相對較低。
在溫帶地區,商業客機一般會於離地表10公里的高空,即平流層的底部處巡航。這是為了避開對流層因對流活動而產生的氣流。而在客機巡航階段所遇上的氣流,大多是因為在對流層發生了對流超越現象。同樣地,滑翔機一般會在上升暖氣流上滑翔,這股氣流從對流層上升到達平流層就會停止。這樣一來變相為世界各地的滑翔機設定了高度限制。(縱然有些滑翔機會用上背風波來飛得更高,把滑翔機帶到平流層之中。)
平流層是一個放射性、動力學及化學過程都會有強烈反應的區域。因為其水平的氣態成份混合比起垂直的混合都來得要快。一個較為有趣的平流層環流特性是發生於熱帶地區的準雙年震盪(QBO)。這種現象由重力波引導,是由於對流層的對流而引至的。準雙年震盪引致了次級環流的發生,這對於全球性的平流層輸送諸如臭氧及水蒸氣等尤為重要。
在北半球的冬季,平流層突發性增溫經常發生。這是因為平流層吸收了羅斯貝波所致。
電離層
電離層是地球大氣層被太陽射線電離的部分,它是地球磁層的內界。由於它影響到高頻電波的傳播,它有非常重要的實際意義。
對流層
對流層是地球大氣層靠近地面的一層。它同時是地球大氣層裡密度最高的一層,它蘊含了整個大氣層約百分之75的質量,以及幾乎所有的水蒸氣及氣溶膠。
對流層從地球表面開始向高空伸展,直至對流層頂,即平流層的起點為止。它的高度因緯度而不同,在低緯度地區大約17千米至18公里,在中緯度的地區高10至12公里,在高緯度地區只有8至9公里。在高緯度的地區,因為地表的摩擦力會影響氣流,形成了一個平均厚2公里的行星邊界層。這一層的形成主要依靠地形而有所不同,而且亦會被逆流層的分隔而與對流層的其他部份分開。
英語裡的對流層一字「Troposphere」的字首,是由希臘語的「Tropos」(意即「旋轉」或「混合」)引伸而來。正因對流層是大氣層中湍流最多的一層,而同它亦是唯一一層較少會出現天氣現象的一層。固此,噴射客機大多會飛越此層用以避開影響飛行安全的氣流。
氣溫
在對流層,高度每上升1公里,氣溫會平均下降攝氏6.49度。這種氣溫遞減是因為絕熱冷卻的出現。當空氣上升時,氣壓會下降而空氣隨之擴張。為了使空氣擴張,需要有一定的功施予四周,故此氣溫會下降。(因熱力學第一定律)
在中緯度地區氣溫會由海平面的大約+17℃下降至對流層頂的大約-52℃。而在極地(高緯度地區),由於對流層相對地薄,所以氣溫只會下降至-45℃,相反赤道地區(低緯度地區)氣溫可以下降到-75℃。
正因為對流層的上部冷下部熱,所以對流運動特別顯著。這正是中文「對流層」的名稱由來。
大氣環流
大規模的大氣環流,其基本結構大致上都維持不變。地球上的風帶和湍流由三個對流環流(三圈環流)所推動:哈得萊(低緯度)環流、費雷爾(中緯度)環流、以及極地環流。這三個對流環流帶領盛行風及由赤道傳遞熱能到極地方向。
因為對流運動顯著,而且富含水氣和雜質,所以天氣現象複雜多變。如霧、雨、雪等與水的相變有關的都集中在本層。
同溫層=平流層
平流層,亦稱同溫層,是地球大氣層裡上熱下冷的一層,此層被分成不同的溫度層,當中高溫層置於頂部,而低溫層置於低部。它與位於其下貼近地表的對流層剛好相反,對流層是上冷下熱的。在中緯度地區,平流層位於離地表10公里至50公里的高度,而在極地,此層則始於離地表8公里左右。平流層是夾於對流層與中間層之間。
平流層之所以與對流層相反,隨高度上升是氣溫上升,是因為其頂部吸收了來自太陽的紫外線而被加熱。故之在這一層,氣溫會因高度而上升。平流層的頂部氣溫大概徘徊在270K左右,與地面氣溫差不多。平流層頂部稱為平流層頂,在此之上氣溫又會再以隨高度而下降。至於垂直氣溫分層方面,由於高溫層置上而低溫層置下,使到平流層較為穩定。那是因為那裡沒有常規的對流活動及如此相連的氣流。此層的增溫是由於臭氧層吸收了來自太陽的紫外線,它把平流層的頂部加熱。至於平流層的底部,來自頂部的傳導及下部對流層的對流剛好在那裡抵消。所以,極地的平流層會於較低高度出現,因為極地的地面氣溫相對較低。
在溫帶地區,商業客機一般會於離地表10公里的高空,即平流層的底部處巡航。這是為了避開對流層因對流活動而產生的氣流。而在客機巡航階段所遇上的氣流,大多是因為在對流層發生了對流超越現象。同樣地,滑翔機一般會在上升暖氣流上滑翔,這股氣流從對流層上升到達平流層就會停止。這樣一來變相為世界各地的滑翔機設定了高度限制。(縱然有些滑翔機會用上背風波來飛得更高,把滑翔機帶到平流層之中。)
平流層是一個放射性、動力學及化學過程都會有強烈反應的區域。因為其水平的氣態成份混合比起垂直的混合都來得要快。一個較為有趣的平流層環流特性是發生於熱帶地區的準雙年震盪(QBO)。這種現象由重力波引導,是由於對流層的對流而引至的。準雙年震盪引致了次級環流的發生,這對於全球性的平流層輸送諸如臭氧及水蒸氣等尤為重要。
在北半球的冬季,平流層突發性增溫經常發生。這是因為平流層吸收了羅斯貝波所致。
臭氧損耗
臭氧層的損耗主因,是因為平流層中存在着含氯氟烴(簡稱CFCs - 如CF2Cl2及CFCl3)。含氯氟烴是氯、氟及碳的聚合物。正因為含氯氟烴的穩定性、價錢低廉、無毒性、非易燃性、非腐蝕性,時常被用作噴霧劑、冷卻劑及溶劑等等。但正因它的穩定性卻使其持續存在於環境之中,不易化解。這些分子會逐漸地飄到平流層,繼而進行一連串的鏈鎖反應,最終會使到臭氧層受到損耗。
美國政府早於1980年已經禁止使用含氯氟烴作為噴霧劑。世界各國亦開始於1987年9月努力減少使用含氯氟烴,直至1996年,全球禁止工廠生產及釋放含氯氟烴的法例終於生效。雖然這些努力的成效因為中國及俄羅斯民間非法生產而被減弱,但是預計在本世紀中期氟氯烴的濃度就會回落至合理水平。
2009-09-04 23:44:53 補充:
電離層
電離層是地球大氣層被太陽射線電離的部分,它是地球磁層的內界。由於它影響到高頻電波的傳播,它有非常重要的實際意義。
2009-09-04 23:45:04 補充:
地球物理
地球大氣層最下面的一層是對流層,它從地面延伸到約10千米的高處。10千米以上為平流層,再向上為中間層。在中間層里入射的陽光形成臭氧層。在約80千米以上的熱成層大氣已經非常稀薄,在這裏陽光中的紫外線和X射線可以使得空氣分子電離,自由的電子在與正電荷的離子合併前可以短暫地自由活動,這樣在這個高度造成一個等離子體。在這裏自由電子的數量足以影響電波的傳播。
2009-09-04 23:45:17 補充:
在電離層中陽光電離大氣分子與離子重新捕獲自由電子的過程平衡。一般來說高度越高,大氣約稀薄,則電離過程約佔上風。不過電離層的特性還隨許多其它因素影響。
2009-09-04 23:45:29 補充:
電離過程的主力是太陽及其活動。電離層內電離度主要由獲得的太陽輻射所影響。因此電離層隨周日和季節(冬季半球遠離太陽,因此受到的輻射比較少)而變化。太陽活動主要隨太陽黑子周期而變化。一般來說太陽表面黑子越多,太陽活動越強烈。除此以外隨地球表面緯度的不同當地受到的太陽輻射強度也不同。耀斑和太陽風中的帶電粒子可以與地球磁場相互作用,導致對電離層的擾亂。
2009-09-04 23:45:56 補充:
異常
實際上電離層不象上面所敘述的那樣由規則的、平滑的層組成。實際上的電離層由塊狀的、雲一般的、不規則的電離的團或者層組成。
2009-09-04 23:46:02 補充:
冬季異常
夏季由於陽光直射中緯度地區的F2層在白天電離度加高,但是由於季節性氣流的影響夏季這裏的分子對單原子的比例也增高,造成離子捕獲率的增高。這個捕獲率的增高甚至強於電離度的增高。因此造成夏季F2層反而比冬季低。這個現象被稱為冬季異常。在北半球冬季異常每年都出現,在南半球在太陽活動低的年度里沒有冬季異常。
2009-09-04 23:46:08 補充:
赤道異常
在地球磁赤道左右約±20度之間F2層形成一個電離度高的溝,這個現象被稱為赤道異常。其形成原因如下:在赤道附近地球磁場幾乎水平。由於陽光的加熱和潮汐作用電離層下層的等離子上移,穿越地球磁場線。這在E層形成一個電流,它與水平的磁場線的相互作用導致磁赤道附近±20度之間F層的電離度加強。
參考: wikipeida, wikipeida, wikipeida, wikipeida, wikipeida, wikipeida, wikipeida, wikipeida
對流層
對流層是地球大氣層靠近地面的一層。它同時是地球大氣層裡密度最高的一層,它蘊含了整個大氣層約百分之75的質量,以及幾乎所有的水蒸氣及氣溶膠。
對流層從地球表面開始向高空伸展,直至對流層頂,即平流層的起點為止。它的高度因緯度而不同,在低緯度地區大約17千米至18公里,在中緯度的地區高10至12公里,在高緯度地區只有8至9公里。在高緯度的地區,因為地表的摩擦力會影響氣流,形成了一個平均厚2公里的行星邊界層。這一層的形成主要依靠地形而有所不同,而且亦會被逆流層的分隔而與對流層的其他部份分開。
英語裡的對流層一字「Troposphere」的字首,是由希臘語的「Tropos」(意即「旋轉」或「混合」)引伸而來。正因對流層是大氣層中湍流最多的一層,而同它亦是唯一一層較少會出現天氣現象的一層。固此,噴射客機大多會飛越此層用以避開影響飛行安全的氣流。
對流層蘊含以下成份:
氮 (N2)
氧 (O2)
二氧化碳 (CO2)
甲烷 (CH4)
一氧化二氮 (N2O)
一氧化碳 (CO)
臭氧 (O3)
硫酸(H2SO4)
二氧化氮 (NO2)
氫氧根 (OH-)
同溫層(平流層)
平流層,亦稱同溫層,是地球大氣層裡上熱下冷的一層,此層被分成不同的溫度層,當中高溫層置於頂部,而低溫層置於低部。它與位於其下貼近地表的對流層剛好相反,對流層是上冷下熱的。在中緯度地區,平流層位於離地表10公里至50公里的高度,而在極地,此層則始於離地表8公里左右。平流層是夾於對流層與中間層之間。
平流層之所以與對流層相反,隨高度上升是氣溫上升,是因為其頂部吸收了來自太陽的紫外線而被加熱。故之在這一層,氣溫會因高度而上升。平流層的頂部氣溫大概徘徊在270K左右,與地面氣溫差不多。平流層頂部稱為平流層頂,在此之上氣溫又會再以隨高度而下降。至於垂直氣溫分層方面,由於高溫層置上而低溫層置下,使到平流層較為穩定。那是因為那裡沒有常規的對流活動及如此相連的氣流。此層的增溫是由於臭氧層吸收了來自太陽的紫外線,它把平流層的頂部加熱。至於平流層的底部,來自頂部的傳導及下部對流層的對流剛好在那裡抵消。所以,極地的平流層會於較低高度出現,因為極地的地面氣溫相對較低。
在溫帶地區,商業客機一般會於離地表10公里的高空,即平流層的底部處巡航。這是為了避開對流層因對流活動而產生的氣流。而在客機巡航階段所遇上的氣流,大多是因為在對流層發生了對流超越現象。同樣地,滑翔機一般會在上升暖氣流上滑翔,這股氣流從對流層上升到達平流層就會停止。這樣一來變相為世界各地的滑翔機設定了高度限制。(縱然有些滑翔機會用上背風波來飛得更高,把滑翔機帶到平流層之中。)
平流層是一個放射性、動力學及化學過程都會有強烈反應的區域。因為其水平的氣態成份混合比起垂直的混合都來得要快。一個較為有趣的平流層環流特性是發生於熱帶地區的準雙年震盪(QBO)。這種現象由重力波引導,是由於對流層的對流而引至的。準雙年震盪引致了次級環流的發生,這對於全球性的平流層輸送諸如臭氧及水蒸氣等尤為重要。
在北半球的冬季,平流層突發性增溫經常發生。這是因為平流層吸收了羅斯貝波所致。
同溫層蘊含以下成份:
氮氣
氧氣
少量的水氣
臭氧(在22-27千米形成臭氧層)
塵埃
放射性微粒
硫酸鹽質點
電離層
電離層是地球大氣層被太陽射線電離的部分,它是地球磁層的內界。由於它影響到高頻電波的傳播,它有非常重要的實際意義。
參考: need not to know
收錄日期: 2021-04-15 21:42:31
原文連結 [永久失效]:
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