简述大气层的分层以及各分层的特点

我们都听过一句话：天有多高，地有多厚？其实这个天高就是大气层的上限。航空火箭曾在3000公里高空发现有稀薄大气，而有人认为，大气层的上界可能延伸到离地面6400公里左右。

据科学家估算，大气质量约6000万亿吨，差不多占地球总质量的百万分之一， 其中包括:氮78%、氧21%、稀有气体0.93%、二氧化碳0.03%，此外还有水汽和尘埃等气溶胶及大粒度悬浮颗粒。由于地磁场的保护作用，使得大气层在太阳风及宇宙高能射线流的刮蚀作用下得以保存。

一、大气层的五大分层

大气层，大气层，顾名思义那就肯定是有层级之分的，那么大气层的分层各叫什么、有什么样的特点呢？

1、对流层

对流层是接近地球表面的一层大气层，空气的移动是以上升气流和下降气流为主的对流运动，叫做“对流层”。其厚度大约为10至20千米，它的厚度不一，其厚度在地球两极上空为8公里，在赤道上空为17公里，是大气中最稠密的一层,总质量占大气层的四分之三还要多大气中的水汽几乎都集中于此,刮风、下雨、降雪等天气现象都是发生在对流层内。

这一层的气温随高度的增加而降低，大约每升高1000米，温度下降5~ 6°C。动、植物的生存，人类的绝大部分活动，也在这一层内。因为这一层的空气对流（空气受热不均，受热的空气膨胀上升，受冷的空气下沉而形成的空气流动现象，比如起风）很明显，故称对流层。

2、平流层

对流层上面是平流层，直到高于海平面50公里这一层，气流主要表现为水平方向运动，对流现象减弱，这一大气层叫做“平流层”，又称“同温层”。这里基本上没有水汽，晴朗无云，很少发生天气变化，适于飞机航行。在20 ~ 30公里高处，氧分子在紫外线作用下，形成臭氧层，像一道屏障保护着地球上的生物免受太阳紫外线及高能粒子的袭击。因为在同温层内部的臭氧层有吸收太阳辐射的功能，在此层的气温会随高度增加。

3、中间层

又称“中层”。是平流层以上,到离地球表面85公里的大气层。此层主要成分有臭氧、氧、二氧化碳、氮的氧化物，这些部分是由光化学作用引起之产物，故又称:光化层。

该层内因臭氧含量低，同时，能被氮、氧等直接吸收的太阳短波辐射（可理解为太阳光的热量）已经大部分被上层大气所吸收，所以温度垂直递减率很大（即温度随高度的下降快速下降），温度随高度上升而下降，大约在80千米左右达到最低点，约为-90℃。对流运动强盛。中间层顶附近的温度约为190度，空气分子吸收太阳紫外辐射后可发生电离，在该层的60-90公里高度上，有一个只有在白天出现的电离层，习惯上称为电离层的D层，有时在高纬度地区夏季黄昏时有夜光云出现。

夜光云

人们一般把飞行高度达到80—100千米的飞行器，看成是不依靠大气飞行的航天器。按照美国航空航天局规定：飞行高度超过80千米的飞行员即可称为宇航员。

4、热层

中间层以上,到离地球表面500公里，叫做“热层”。空气极稀薄，而离子特别多。该层的下部温度随高度的变化很小，上部的温度随高度的变化升高。之所以叫热层，是因为这层中的空气分子和离子直接吸收太阳紫外辐射能量，因而运动速度很快，和高温气体一样。这里空气极其稀薄，尽管热层顶的气温可达1000℃（太阳比较宁静时）～2000℃（太阳活动剧烈时），但实际上却根本不会感到热。

在热层和中间层内，经常会出现许多有趣的天文现象，如极光、流星等，人类还借助于热层，实现短波无线电通信，使远隔重洋的人们相互沟通信息，因为热层的大气因受太阳辐射，温度较高，气体分子或原子大量电离，复合机率又少，形成电离层，能导电，反射无线电短波。

极光

电离层对通讯的作用示意图

电离层是地球大气的一个电离区域。60千米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，这样就把磁层看作电离层的一部分。大约距地球表面100至800千米。最突出的特征是当太阳光照射时，太阳光中的紫外线被该层中的氧原子大量吸收，因此温度升高，故又称“暖层”。

5、外层

又名“散逸层”，热层顶以上是外大气层，延伸至距地球表面1000公里处，这一层顶也就是地球大气层的顶。在这里地球的引力很小，大气已极其稀薄，其密度为海平面处的一亿亿分之一，气体分子互相碰撞的机会很小，因此空气分子就像一颗颗微小的导弹一样高速地飞来飞去，一旦向上飞去，就会进入碰撞机会极小的区域，最后它将告别地球进入星际空间，所以外大气层被称为逃逸层。这一层温度极高，可达几千度，但近于等温（相同的温度）。这里的空气也处于高度电离状态。人类大部分的航天活动都是在逃逸层之内（或之外）进行的。

二、大气层的作用

1.维护水圈的循环

地球上一切生物物种都必需要依托水才能生存，大气层浸透着地球每天阳光蒸发的气态水,并能以下雨或下雪和早上大雾的方式回归到地球上，能确保地球水圈的循环，能完成生物圈及时补充水分,有利于生物圈的良性生活。

水圈循环

2.维持地表氧气不扩散

在大气层围封的作用下，氧气不会散出到外层空间，保持氧气在地球表层，有助于生物圈供氧生活。

3.对太阳热辐射起阻挡作用

太阳光的紫外线热辐射非常猛烈，大气层能对其起阻挡作用，能将阳光紫外线辐射降低到地球生物圈生活可适应的范围，有利于地球生物圈的良性生长。

4.使地球保持适宜温度（涉及到大气的受热过程知识点）

大气层在白天削弱太阳辐射，保持适宜温度。晚上通过反射地表辐射，起到保温作用。

大气受热过程

5.对地表环境的保护作用

根据地理学家鉴测表明，大气层每天会有约36千吨来自太空的物质进入，通常都是些小石块、中石块和大石块的状况，但还间歇会有巨石块或小行星进入的状况发作，当巨石块或小行星进入时，假如没有大气层对其发生摩擦别离变少的作用，而间接撞到地球地表上,将会毁坏地表生活环境。

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