大气分层示意图.docx

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1、大气分层示意大气分层按照大气在垂直方向的各种特性，将大气分成若干层次。按大气温度随高度分布的特征，可把大气分成对流层、平流层、中间层、热层和散逸层。按大气各组成成分的混和状况，可把大气分为均匀层和非均匀层。按大气电离状况，可分为电离层和非电离层。按大气的光化反应,可分为臭氧层。按大气运动受地磁场控制情况，可分有磁层。八大气垂直结构气温皿垂散逸层人造卫星-800km极光85km55km平流层12km积雨云-100-90-80-70-O-50-40-30-2G-100 10 20 30 40 50 60瞿mt层2E(C)对流星地球大气按其基本特性可分为若干层，但按不同的特性有不同的分层方法。常见的

2、分层方法有:自地球表面向上，随高度的增加空气愈来俞稀薄。大气的上界可延伸到2000-3000公里的高度。在垂直方向上,大气的物理性质有明显的差异。根据气温的垂直分布、大气扰动程度、电离现象等特征，一般将大气分为五层对流层、平流层、中间层、热层和外层(又称外逸层或逃逸层)。接近地面、对流运动最显著的大气区域为对流层,对流层上界称对流层顶，在赤道地区高度约1718千米，在极地约8千米；从对流层顶至约50千米的大气层称平流层，平流层内大气多作水平运动，对流十分微弱，臭氧层即位于这一区域内；中间层又称中层，是从平流层顶至约80千米的大气区域；热层是中间层顶至300500千米的大气层；热层顶以上的大气层

3、称外层大气。1对流层(troposphere)对流层是大气的最下层。它的高度因纬度和季节而异。就纬度而言，低纬度平均为1718公里；中纬度平均为1012公里；高纬度仅89公里。就季节而言，对流层上界的高度，夏季大于冬季，例如南京夏季对流层厚度可达17公里，冬季只有11公里。对流层集中了整个大气质量的3/4和几乎全部水汽，它具有以下三个基本特征：(1)气温随高度的增加而递减,平均每升高100米,气温降低0.65o其原因是太阳辐射首先主要加热地面，再由地面把热量传给大气，因而愈近地面的空气受热愈多，气温愈高，远离地面则气温逐渐降低。(2)空气有强烈的对流运动。地面性质不同，因而受热不均。暖的地方空

4、气受热膨胀而上升，冷的地方空气冷缩而下降，从而产生空气对流运动。对流运动使高层和低层空气得以交换，促进热量和水分传输，对成云致雨有重要作用。(3)天气的复杂多变。对流层集中了75%大气质量和90%的水汽，因此伴随强烈的对流运动，产生水相变化，形成云、雨、雪等复杂的天气现象。因此，对流层与地表自然界和人类关系最为密切。1对流层内部根据温度、湿度和气流运动，以及天气状况诸方面的差异，通常划分为三层：对流层下层：底部和地表接触，上界大致为12公里，有季节和昼夜等的变化，一般夏季高于冬季，白天高于夜间。下层的特点是水汽、杂质含量最多，气温日变化大，气流运动受地表摩擦作用强烈，空气的垂直对流、乱流明显，

5、故下层通常也叫摩擦层或边界层。对流层中层：下界为摩擦层顶，上部界限在6公里左右。中层受地面影响很小，空气运动代表整个对流层的一般趋势，大气中发生的云和降水现象，多数出现在这一层。此层的上部，气压只及地面的一半。对流层上层：范围从6公里高度伸展到对流层顶部。这一层的水汽含量极少，气温经常保持在0以下，云都由冰晶或过冷水滴所组成。在对流层和平流层之间，还存在一个厚度数百米至1一2公里的过渡层,称为对流层顶。其气温随高度增加变化很小，甚至没有变化，它抑制着对流层内的对流作用进一步发展。2平流层(stratosphere)自对流层顶向上55公里高度，为平流层。其主要特征：(1)温度随高度增加由等温分布

6、变逆温分布。平流层的下层随高度增加气温变化很小。大约在20公里以上，气温又随高度增加而显著升高，出现逆温层。这是因为2025公里高度处，臭氧含量最多。臭氧能吸收大量太阳紫外线，从而使气温升高，并大致在50公里高空形成一个暖区。到平流层顶，气温约升到270290K。(2)垂直气流显著减弱。平流层中空气以水平运动为主，空气垂直混合明显减弱，整个平流层比较平稳。(3)水汽、尘埃含量极少。由于水汽、尘埃含量少，对流层中的天气现象在这一层很少见，只在底部偶然出现一些分散的贝云。平流层天气晴朗，大气透明度好。本层气流运动相当平稳，并以水平运动为主，平流层即由此而得名。现代民用航空飞机可在平流层内飞行。3中

7、间层(mesosphere)从平流层顶到85公里高度为中间层。其主要特征：(1)气温随高度增高而迅速降低，中间层的顶界气温降至-83一3oCo因为该层臭氧含量极少，不能大量吸收太阳紫外线，而氮、氧能吸收的短波辐射又大部分被上层大气所吸收，故气温随高度增加而递减。(2)出现强烈地对流运动，又称为高空对流层或上对流层。这是由于该层大气上部冷、下部暖，致使空气产生对流运动。但由于该层空气稀薄，空气的对流运动不能与对流层相比。4 热层(thermosphere)从中间层顶到800公里高度为暖层。这一层大气密度很小，在700公里厚的气层中，只含有大气总质量的0.5虬暖层的特征：(1)随高度的增高，气温迅

8、速升高。据探测，在300公里高度上，气温可达IOOOc以上。这是由于所有波长小于0.175微米的太阳紫外辐射都被该层的大气物质所吸收，从而使其增温。(2)空气处于高度电离状态。这一层空气密度很小，在270公里高度处，空气密度约为地面空气密度的百亿分之一。由于空气密度小，在太阳紫外线和宇宙射线的作用下，氧分子和部分氮分子被分解，并处于高度电离状态，故暖层又称电离层。电离层具有反射无线电波的能力，对无线电通讯有重要意义。5 外层(outer1.ayer)暖层顶以上，称外层。它是大气的最外一层，也是大气层和星际空间的过渡层，但无明显的边界线。这一层，空气极其稀薄，大气质点碰撞机会很小。气温也随高度增加而升高。由于气温很高，空气粒子运动速度很快，又因距地球表面远，受地球引力作用小，故一些高速运动的空气质点不断散逸到星际空间，散逸层由此而得名。据宇宙火箭资料证明，在地球大气层外的空间，还围绕由电离气体组成极稀薄的大气层，称为“地冕”。它一直伸展到22000公里高度。由此可见，大气层与星际空间是逐渐过渡的，并没有截然的界限。从大气与地表自然环境之间关系来说，对流层具有特别重要的意义。