大气层也叫大气或大气。大气是行星表面的空气体,是由于行星引力的影响,在行星表面堆积的一圈气体。很多人都很好奇是什么导致了大气层的形成。以下是边肖为你做的事情。希望对你有用。
大气形成的原因
一般认为,最初,当地球被星际物质凝聚成一个松散的团块时,大气不仅在地球表面扩散,还渗透到地球内部。当时空中最丰富的气体是氢气,约占气体成分的90%。此外,还有大量的水蒸气、溴甲烷、氮气、氮气和一些惰性气体,但氮气、氧气和二氧化碳几乎找不到。
后来由于重力的作用,这个松散的土体收缩了,变小了。在收缩过程中,地球中的空气体被压缩,导致地球温度剧烈上升,地球中的空气体会大量散入Tai 空。但地球收缩到一定程度后,收缩会变慢,剧烈收缩时产生的热量会逐渐散失,地球会逐渐冷却,完全凝固。此时,最终被挤出地壳的空气体的一部分被重力牵引,环绕在地球表面,形成了大气层。这时水蒸气凝结成水,地壳上开始出现水体。那时候的大气很稀薄,成分和现在的大气有很大不同,还是水蒸气、氢气、氮气、氨气、惰性气体等等。
地壳凝固后,在相当长的一段时间内,由于放射性元素的作用,地球内部持续升温,造成地层的巨大调整,引起地壳某些部位的断层和位置偏移。地壳中的许多岩石和水在高温下继续释放,增加了河流、湖泊和海洋的水量。一些封闭在岩石或地层中的气体,包括二氧化碳,也大量逸出,丰富了稀薄的大气。
此时,高层大气中已经有大量的水蒸气,其中一部分被阳光分解为氢气和氧气。部分分解的氧气与氮气中的氢气结合,将氮气从氮气中分离出来;其中一部分与康佳中的氢结合,分离出甲韶中的碳,而甲韶中的碳又与氧结合形成二氧化碳。
这样,大气中空气体的主要成分就变成了水蒸气、氮气、二氧化碳和氧气。但是那时二氧化碳比现在多,氧气比现在少。
根据最近的同位素测量,地球已经存在了50多亿年。大约在18-9亿年前,生物在水中逐渐形成。七八亿年前,陆地上开始出现植物。当时的大气中有大量的二氧化碳,所以非常有利于植物的光合作用,使其茂盛生长。植物在光合作用过程中,大量吸收大气中丰富的二氧化碳并释放氧气,使大气中的氧气含量大大增加。于是大约在5亿年前,地球上的动物数量迅速增加,动物的呼吸将大气中的一些氧气变成了二氧化碳。
随着地球上动植物的增多,它们排泄、腐烂时,蛋白质一部分变成氮和盐,另一部分直接分解氮。变成一部分氮气和钱盐,一部分通过硝化细菌和脱氧细菌的作用变成气态氮,进入大气。因为氮气是一种惰性气体,在常温下不容易与其他元素结合,所以大气中的氮气越积越多,最后达到现在大气中的氮气含量。
此时,近地面的大气已经获得了现在的成分:氮气约占78%,氧气约占21%,氧气约占1%,其他微量气体之和不到1%。
从这里可以看出,大气的形成,一方面与地球和地壳的形成有关,另一方面也与动植物的出现有关。它不是孤立形成的。
这只是目前科学界普遍的解释,因为人们现在已经有条件利用空技术来了解宇宙中的行星大气。通过对比一些星球的大气探测结果,可以看出每个星球上的大气处于不同的发展阶段,这对于理解地球大气的形成非常有帮助。然而,更现实的大气形成理论需要进一步探索。
大气的化学演变
地球大气的组成和各组分的分压有一个极其复杂的演化过程。地球不同于金星和火星。金星的质量接近地球的质量。因为靠近太阳,表面温度高,内部脱气产生的水汽无法在表面凝结成水圈,CO2、SO2、H2S、NO、NO2等。积累并停留在大气中,形成稠密的CO2大气。火星比地球离太阳更远,表面温度低,质量小,气体容易逃逸。火星内部脱气过程释放的气体无法凝结成水,只能形成非常稀薄的CO2大气。地球的大气圈、水圈、生物圈和岩石圈具有协调的形成和演化过程。地球脱气释放的主要气体是水蒸气、CO2、CO、HCl、Cl2、HF、HBr、H2S、S、SO2、N2、H2、H、O2、CH4、NH3和稀有气体。O2主要来源于水汽的光化学分解和绿色植物的光合作用。地球内部物质在熔化和脱气过程中,约有1.74×1018吨挥发性物质释放,其中约有1.22×1015吨CO2释放。地球的初始大气属于火山气体成分的强还原性大气。通过水蒸气的凝结,原来的海水变成了强酸性水体。随着海洋水量的增加和大气中CO2的积累,太古代地球大气演化为CO2-火山气体大气。随着水圈碳酸盐的沉积,大气中CO2分压降低,演化为元古代弱氧化CO2大气。随着显生宙生物的繁衍、碳酸盐沉积的增加和植物的出现,CO2气氛逐渐演变为现在的N2-O2气氛。
人类活动显著增加了地球大气中的二氧化碳含量。煤和石油燃烧产生的CO2总量每年为6.2× 10 9吨,相当于今天大气中CO2含量的1/250。温室效应的增长、臭氧层的破坏以及一系列环境生态的恶化,对人类的生存环境提出了严峻的挑战。“全球变化——地圈和生物圈十年”计划已成为当代科学研究的焦点,世界各国科学家将为人类生存环境的演变和预测提出科学对策。
大气层
对流层
对流层
中文名:对流层英文名:对流层;对流区定义1:大气的最低层,其厚度(8 ~ 17公里)随季节和纬度而变化。随着海拔高度的增加,平均温度下降速率为6.5℃/ km,有对流和湍流。天气现象和天气过程主要发生在这一层。应用学科:大气科学(一级学科);大气(两个学科)定义二:恒星内部冷热气体不断升降和对流的区域。应用学科:天文学(一级学科);天体物理学(两个学科)地球对流层
位于大气最底层,集中了约75%的空气质量和90%以上的水汽质量。它的下边界与地面相连,上边界高度随地理纬度和季节而变化。低纬度地区平均海拔17-18公里,中纬度地区10-12公里,极地地区8-9公里,夏季高于冬季。
从地球表面的对流层开始,一直延伸到空的高度,直到对流层顶,平流层的起点。它的高度随纬度变化,低纬约17至18公里,中纬10至12公里,高纬仅8至9公里。在高纬度地区,由于地表的摩擦会影响气流,形成平均厚度为2km的行星边界层。这一层的形成主要取决于地形,它也会被逆流层的分离而与对流层的其他部分分离。
英语中对流层的前缀来源于希腊语Tropos(意为“旋转”或“混合”)。因为正对流层是大气中最湍流的一层,所以喷气式客机大多是从这一层的顶部(即对流层顶)飞过,以避开影响飞行安全的气流。
在宇宙中,恒星也有对流层,太阳内部的能量除了辐射和对流之外,都向外扩散。即从太阳0.71太阳半径到太阳大气底部,这个区间称为对流层。这层气体性质变化大,不稳定,形成明显的上下对流。这是太阳内部结构的最外层。
接近地球表面的一层大气。空气体的运动是以上升气流和下降气流为主的对流运动,称为“对流层”。平均厚度约12km,厚度不一。其厚度在地球两极为8km 空,赤道为17km 空。它是大气中密度最大的一层,其总质量占大气的四分之三以上。大气中几乎所有的水汽都集中在这里,这是一个展示变化情况的“大舞台”:风、雨、雪等天气现象都发生在对流层。对流层最显著的特征是强对流运动。
该层具有以下特征:
(1)温度随高度增加而降低:这是因为这一层不能直接吸收太阳的短波辐射,但能吸收地面反射的长波辐射,从下垫面加热大气。因此,靠近地面的空气体得到的热量较多,而远离地面的空气体得到的热量较少。每增加1公里,气温下降约6.5度。
(2)空气体对流:由于岩石圈和水圈表面被太阳加热,热辐射加热了空气体的下层,发生冷热空气体的垂直对流,又由于地面分为陆地和海洋,昼夜的差别和纬度的差异,不同地区的温度也不同,形成/[/]
(3)温度、湿度等因子的水平分布不均匀:大气与地表接触,水汽、尘埃、微生物和人类活动产生的有毒物质进入空气层。因此,在这一层中,除了气流的垂直和水平运动外,化学过程非常活跃,并伴随着气团的冷却或加热,水汽形成雨、雪、冰雹、霜、露、云和雾。
平流层
英文名:平流层英文名:平流层其他名称:平流层定义1:从对流层顶到海拔50公里左右的大气层。内层温度通常随高度而增加。底部温度随高度变化不大。应用学科:大气科学(一级学科);大气(两个学科)定义二:距地表约10 ~ 50km的大气。位于对流层之上,逃逸层之下。应用学科:生态学(一级学科);全球生态学(两个学科)平流层,也称同温层,是地球大气中上热下冷的一层。这一层分为不同的温度层,高温层在上面,低温层在下面。它正好与位于它下方、靠近地球表面的对流层相反。对流层顶部冷,底部热。在中纬度地区,平流层位于地表以上10至50公里的高度,而在极地地区,这一层从地表以上约8公里处开始。
对流层上层,一直到海拔50公里的层,气流以水平运动为主,对流现象减弱。这种大气被称为“平流层”,又称“平流层”。这里基本没有水汽,晴朗无云,天气变化很少,适合飞机航行。在20 ~ 30公里的高空,氧分子在紫外线的作用下形成臭氧层,作为保护地球生物免受太阳紫外线和高能粒子伤害的屏障。
夹层
中间层(中间层)
也称为中间层。从平流层顶到85公里的大气层。
该层臭氧含量低,同时氮氧能直接吸收的太阳短波辐射大部分已被上层大气吸收,因此温度垂直下降率很大,对流运动强烈。中间层附近的温度约为190K空气体分子吸收太阳紫外辐射后可以电离,习惯上称为电离层的D层;有时夜光云会在夏季高纬度地区的黄昏出现。
成分:主要是氮气和氧气,几乎没有臭氧。在这一层60-90km的高度,有一个只在白天出现的电离层,称为D层。
距离地球表面500公里的中间层被称为“热层”。在这两层中,往往会出现很多有趣的天文现象,比如极光、流星等。
电离层/热大气层
电离层)/热大气层
电离层是地球大气层的一个电离区域。整个地球60公里以上的大气处于部分电离或完全电离状态。电离层是部分电离的大气区,完全电离的大气区称为磁层。也有人把整个电离的大气称为电离层,因此磁层被视为电离层的一部分。距离地球表面大约10到80公里。最突出的特点是太阳照射时,太阳中的紫外线被这一层的氧原子吸收,所以温度上升,所以称为暖层。逃逸层在暖层之上,由带电粒子组成。
该层的特点是:
北极光
除了地球,金星、火星和木星都有电离层。电离层从地面以上约50公里延伸到地球高层大气空域以上约1000公里,其中有相当多的自由电子和离子,可以使无线电波改变传播速度,发生折射、反射和散射,产生偏振面的旋转,并被不同程度的吸收。
电离产生自由电子的同时,电子与正离子的碰撞和复合,以及电子对中性分子和原子的附着,都会造成自由电子的消失。大气中各种风系的运动,极化电场的存在,外来带电粒子的不时入侵,气体本身的扩散造成自由电子的迁移。55公里以下的区域,大气相对稠密,碰撞频繁,自由电子消失很快,气体保持不导电。在电离层的顶部,大气极其稀薄,电离的迁移主要受地球磁场控制,称为磁层。
电离层的主要特征由分布在空中的基本参数表示,例如电子密度、电子温度、碰撞频率、离子密度、离子温度和离子成分。而电离层的研究对象主要是电子密度随高度的分布。电子密度(或电子浓度)是指单位体积内自由电子的数量。随高度的变化与各高度的大气成分、大气密度、太阳辐射通量等因素有关。电离层中任意一点的电子密度取决于自由电子的上述三种效应:产生、消失和迁移。在不同地区,三者的相对作用和具体作用方式也有很大不同。
外层
太阳风和地磁场
外逸层(Exosphere),也称为逃逸层,是热层顶部以上的外层大气,从地球表面延伸到1000公里。这里的温度很高,达到几千度;大气层极其稀薄,密度是海平面的十亿分之一。大气层有多厚,这确实是一个很吸引人的问题。经过不懈的探索和追求,对大气的认识越来越清晰。整个大气层可以分为几层。这层从地面到10~12公里以内的空气体是大气的最低层,称为对流层。主要的天气现象,如云、雨、雪和冰雹,都发生在这一层。对流层以上大约50公里高的一层叫做平流层。平流层的空气体比对流层稀薄得多,对流层中水汽和尘埃的含量都很少,所以天气现象很少。
从平流层以上到80公里的一层称为中间层,这一层的温度随着高度的增加而降低。
80公里以上到500公里左右的空室称为热层。这一层的温度很高,昼夜变化很大。从地面以上50公里左右到1000公里左右的高度,这一层叫做电离层。美丽的极光出现在电离层。
距离地面500多公里的地方叫外大气层,也叫磁层。它是大气的最外层,是大气向星际空间空过渡的区域,外面没有明显的边界。通常在地磁极附近上限较低,近磁赤道空在面向太阳的一侧,大约是地球高的9~10个半径,换句话说,大约6.5万公里高。这里空气体极其稀薄。
通常在1000公里以内,也就是电离层以内,大气层的高度,也就是大气层的厚度是1000公里。
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