大气的分层

大气的分层


发布日期: 2016-10-24 更新日期: 2016-11-08 编辑:xuzhiping 浏览次数: 17296

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摘要: 大气的底界是地球表面,也称为下垫面(under laying surface),大气的上界是过渡的、模糊的,地球大气和宇宙星际气体之间不存在一个截然的界面。为了实际研究与应用的需要,仍可将 大气划定一个大致的上界。一是根据大气中极光出现的最大高度,作为大气的物...

大气的底界是地球表面,也称为下垫面(under laying surface),大气的上界是过渡的、模糊的,地球大气和宇宙星际气体之间不存在一个截然的界面。为了实际研究与应用的需要,仍可将 大气划定一个大致的上界。一是根据大气中极光出现的最大高度,作为大气的物理上界,约为1000〜1200km;二是按人造卫星探测资料,大气上界约为2000〜3000km。世界气象组织(WMO)根据大气温度和水汽的铅直分布、大气的扰动程度和电离现象,把大气分为五层:对流层、平流层、中间层、热层和散逸层。现将各层的特点分述如下:

(一)对流层

该层是地球大气的最底层,其下界和地球表面相接,上界随纬度和季节而变化。在低纬度地区平均约17〜18 km;中纬度地区平均约10〜12 km;高纬度地区和两极只有8〜9km。就季节而言,夏季对流层的上界高于冬季。

对流层虽然很薄,但却集中了整个大气质量的3/4和90%以上的水汽;主要的天气现象都发生在这一层内,是天气变化最激烈、最复杂的层次,是对人类活动影响最大的层次,也是气象学研究的主要层次。

对流层有以下三个特征: 气温随高度的增加而降低。平均每升高100m,气温约下降0.65 °C; 空气具有强烈的对流运动。由于对流运动,低层和高层空气产生质量交换和混合,使近地面的热量、水汽、固体杂质向上输送,对成云致雨有着重要的作用。* 气象要素,特别是温度和湿度的水平分布不均匀。主要是该层底部和地面接触,受地面的影响所致。

对流层大气按离地面高度又可分为贴地气层、近地面层、摩擦层及自由大气层等四个层次。 分述如下:

贴地层是从地面到离地约2m以下的气层,它受地面影响最大,温度随髙度和时间的变化最为剧烈,温度水平分布也受地面强烈影响。

近地面层是从地面到100m髙度左右的气层,此层在下垫面影响下,气象要素及其梯度有明显的变化,空气流动也有明显的湍流特点。

摩擦层又称行星边界层,是从地面到高约500〜2000m的气层。地面摩擦影响及热力影响已减弱。

自由大气层是摩擦层以上至对流层顶部的气层,该层已基本不受摩擦影响。在中高纬度地区,风已遵循地转风或梯度风法则。地面温度日变化对该层影响很小,但温度的年变化仍有影响。

(二)平流层

平流层的厚度,是自对流层顶到55km高度左右。其主要特点是:气温随高度的增加而升高,到平流层顶可达-3~-17℃,这主要是因臭氧强烈吸收紫外线的缘故;该层没有明显的对流运动,空气垂直混合极弱,以水平流动为主,气流平稳;由于受地面影响很小,所以水汽、尘埃都很少,基本无云出现,大气透明度高。

(三)中间层

从平流层顶到85km高度左右的气层称中间层,其显著特点是:温度随高度的增加而迅速降低,到其顶部可降至-83℃;具有较强的对流运动,垂直混合较明显,故有高空对流层之称。

(四)热层(暖层)

自中间层顶到800km高空左右为热层。它具有两个特点:一是随髙度的增加温度迅速升高。据卫星探测资料,在300km高度上气温可达1000℃以上;到500km处气温升至1200℃。二是该层空气在强烈的太阳紫外线和宇宙射线的作用下,空气分子处于高度的电离状态,形成电离层。具有反射无线电波的能力,是无线电正常通讯的一个重要因素。

(五)散逸层

自800km高度以上的整个大气层为散逸层。它是地球大气的最外层,是地球大气圈向星际空间的过渡带。由于该层空气极其稀薄,加之地球引力减少,一些高速运动的空气分子,易脱离地球的引力而不断地逃逸到宇宙空间去,但同时也有宇宙空间的气体分子闯人大气,二者保持着动态平衡。

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