大气层的结构及其对人类的影响.doc

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1、大气层的结构及其对人类的影响马世彪（民乐县第一中学甘肃民乐734500）摘要：地球周围包裹着厚厚的大气层，大气层从下向上可分为对流层、平流层、中间层、暖层、散逸层，在平流层和暖层、散逸层还分布着臭氧层和电离层，大气层对人类以及整个生物圈有非常重要的作用。关键词：大气层，对流层、平流层、中间层、暖层、散逸层。人类的家园是地球，而地球的外面覆盖着一层大气，如果没有水和大气以及适宜的温度和环境，生物是很难生存的。通常，在人们的眼中，“天”很高，要想冲出厚厚的大气层进入太空非常困难;其实与地球相比，大气层是很薄的，地球的直径有12700Km，而稠密大气层的厚度只有100～140Km，如果将地球比

2、作一个苹果的话，我们可以把大气层看成是苹果的皮;可这层“苹果皮”与地球上生活的人及其它生物的尺度相比，却又相当厚重，大气层本身也是变化多端的。地球大气层的厚度在1000Km以上，由于地球旋转以及大气对太阳辐射所具有的特殊反应，使得大气的温度和静力稳定度在垂直方向上分布是不均匀的，大气层从下向上可分为对流层、平流层、中间层、暖层、散逸层。（一）对流层的特点对流层的高度约为10～20Km，对流层有以下特点：(1)气温随高度的增加而降低。这主要是因为对流层大气的热量绝大部分直接来自地面的长波辐射，气层越靠近地面，获得的辐射越多，温度也越高；离地面越远，温度越低。平均每上升100米，气温降低0.

3、6℃，我们可依据上述的气温递减率来计算离地面一定高度处的的气温。(2)空气对流运动显著。沿经向方向，空气在热带受热，极地冷却，在斜压径向扰动下向北输送暖空气，向南输送冷空气；沿垂直方向上，暖空气降温下沉，冷空气受热上升，形成对流运动。低纬度地区受热多，对流旺盛，对流层所达高度就高，可达17～18千米；高纬度地区受热少，对流层高度就低，仅8～9千米。(3)天气现象复杂多变。近地面的水汽和固体杂质通过对流运动向上空输送，在上升过程中随着气温的降低，容易成云致雨。云、雨、雪等天气现象就发生在这一层。所以，对流层与人类的关系最为密切。（二）平流层的特点及其成因平流层，亦称同温层，高度约为20～5

4、0Km，在中纬度地区，平流层始于离地表20Km的高度，而在极地，此层则始于离地表8Km左右。平流层被分成不同的温度层，高温层置于顶部，而低温层置于低部；是地球大气层里上热下冷的一层，它与位于其下贴近地表的对流层刚好相反；下半部温度随高度变化较小，上半部则增高得快。在平流层下层，即30—35km以下，温度随高度降低变化较小，气温趋于稳定，保持在-55℃左右，所以又称同温层。在30～35km以上，温度随高度升高而升高，到平流层顶温度升至约0℃。这种温度随高度升高而增高的特征，是由于大气中的臭氧主要集中在这一层，并且对太阳紫外辐射强烈的吸收形成的。臭氧层的高度为20～30Km，臭氧量随纬度、季

5、节和天气等因素的变化而不同.平流层内垂直对流运动很小，多为平流运动；空气比下层稀薄得多，水气和尘埃等杂质很少，很少有云出现，没有对流层中那种云、雨等天气现象，大气透明度好，有利于高空飞行，因此是现代超音速飞机飞行的理想场所。平流层内气压和密度随高度的变化比对流层内缓慢。中纬度地区的夏季，平流层下部盛行西风，风速随高度减小，到22～25千米，渐次转为东风，风速随高度加大；冬季的情况较复杂，在高纬度地区，20～30千米高度上有贝母云。平流层内空气大多作水平运动，对流十分微弱。大气污染物进入平流层后能长期存在。因此，保护平流层环境不受污染，具有重要意义。（三）中间层的特点平流层以上是中间层。中

6、间层高度约为50Km～85Km，气温随高度的增大而减小，中间层大气的垂直对流运动强烈。。自平流层顶到85Km之间的大气层中，几乎没有臭氧，以氮气和氧气为主,而氮气和氧气等气体所能吸收的波长更短的太阳辐射大部分已被上层大气所吸收了。所以气温随高度增高而迅速下降，顶部气温降到-83℃以下。该层的60Km～90Km高度上，有一个只有在白天出现的电离层。电离层是地球大气的一个电离区域，60Km以上的整个地球大气层都处于部分电离或完全电离的状态，电离层是部分电离的大气区域，完全电离的大气区域称磁层。也有人把整个电离的大气称为电离层，这样就是把磁层看成了电离层的一部分。电离层是这样形成的，地球高层大

7、气的分子和原子，在太阳紫外线、Χ射线和高能粒子的作用下电离，产生自由电子和(正、负)离子（其反应如：hυ+H→p+e,hυ+o→e+o+,hυ+o_2→o2+e），形成的等离子体区域即为电离层。电离层从宏观上呈现中性。电离层的变化，主要表现为电子密度随时间的变化。而电子密度达到平衡的条件，主要取决于电子生成率和电子消失率。电子生成率是指中性气体吸收太阳辐射能发生电离，在单位体积内每秒钟所产生的电子数。电子消失率是指当不考虑电子的漂移