众所周知,天地之间的广袤领域是壮观的,尤其那无尽的空中领域,更是令人心生敬畏。我们常听闻“天高”一词,而其背后所指的便是大气层的深度与广度。
科学家们估算,大气层的质量大约为6000万亿吨,占地球总质量的百万分之一。这其中包括了氮(78%)、氧(21%)、稀有气体(0.93%)、二氧化碳(0.03%),还有水汽、尘埃等气溶胶以及大粒度的悬浮颗粒。由于地磁场的保护作用,大气层得以在太阳风及宇宙高能射线流的冲击下得以保存。
一、大气层的分层
大气层并非单一无变,它是有层次之分的。那么,这些层次各自的特点是什么呢?
1. 对流层
对流层是大气层中接近地球表面的一层。这层的空气流动以上升和下降的气流为主,即我们所说的对流运动。它的厚度在地球两极约为8公里,在赤道则达到17公里,是大气层中最稠密的一层。对流层中的水汽、风、雨、雪等天气现象频繁发生。
随着高度的增加,对流层的温度逐渐降低,每升高1000米,温度大约下降5~ 6°C。这里也是动植物生存和人类大部分活动的主要场所。
2. 平流层
平流层位于对流层之上,延伸至离海平面50公里的高度。在这一层中,气流主要表现为水平方向的运动,对流现象减弱。平流层也被称作“同温层”,因其内部的温度相对稳定,少有天气变化,适合飞机的飞行。
3. 中间层及后续层次
中间层位于平流层之上,延伸至更高的高度。这一层的成分和特性与前两层有所不同。随着高度的增加,中间层的温度垂直递减率很大,空气分子对太阳辐射的吸收也更为明显。
热层位于中间层之上,直至离地球表面500公里的高度。这里的空气极其稀薄,但离子特别多。尽管这层的温度随高度增加而上升,但实际上并不会给人带来热感。
外层即散逸层延伸至距地球表面约1000公里的高度。在这一层中,地球的引力减弱,大气变得极其稀薄。
二、大气层的作用
1. 维护水圈的循环
大气层通过循环方式确保地球水圈的持续循环,为生物圈提供及时的水分补充。
2. 维持地表氧气不扩散
在大气层的围封作用下,氧气得以保持在地球表层,为生物圈的供氧生活提供保障。
3. 对太阳热辐射的阻挡作用
大气层能够阻挡太阳的紫外线热辐射,将其降低到生物圈可适应的范围。
4. 维持适宜温度及受热过程
大气层通过其受热过程和反射地表辐射的方式,使地球保持适宜的温度。
5. 对地表环境的保护作用
大气层通过摩擦作用减少来自太空的物质对地球地表的性影响。