大气层的作用

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大气层(aerosphere)又叫大气圈,地球就被这一层很厚的大气层包围着。大气层的成分主要有氮气,占78.1%;氧气占20.9%;氩气占0.93%;还有少量的二氧化碳、稀有气体(氦气、氖气、氩气、氪气、氙气氡气)和水蒸汽。大气层的空气密度随高度而减小,越高空气越稀薄。大气层的厚度大约在1000千米以上,但没有明显的界限。整个大气层随高度不同表现出不同的特点,分为对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层,再上面就是星际空间了。
对流层在大气层的最低层,紧靠地球表面,其厚度大约为10至20千米。对流层的大气受地球影响较大,云、雾、雨等现象都发生在这一层内,水蒸气也几乎都在这一层内存在。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℃。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很明显,故称对流层。对流层以上是平流层,大约距地球表面20至50千米。平流层的空气比较稳定,大气是平稳流动的,故称为平流层。在平流层内水蒸气和尘埃很少,并且在30千米以下是同温层,其温度在-55℃左右。平流层以上是中间层,大约距地球表面50至85千米,这里的空气已经很稀薄,突出的特征是气温防高度增加而迅速降低,空气的垂直对流强烈。中间层以上是暖层,大约距地球表面100至800千米。暖层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,故称暖层。散逸层在暖层之上,为带电粒子所组成。
除此之外,还有两个特殊的层,即臭氧层和电离层。臭氧层距地面20至30千米,实际介于对流层和平流层之间。这一层主要是由于氧分子受太阳光的紫外线的光化作用造成的,使氧分子变成了臭氧。电离层很厚,大约距地球表面80千米以上。电离层是高空中的气体,被太阳光的紫外线照射,电离成带电荷的正离子和负离子及部分自由电子形成的。电离层对电磁波影响很大,我们可以利用电磁短波能被电离层反射回地面的特点,来实现电磁波的远距离通讯。
在地球引力作用下,大量气体聚集在地球周围,形成数千公里的大气层。气体密度随离地面高度的增加而变得愈来愈稀薄。探空火箭在3000公里高空仍发现有稀薄大气,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%、氩0.93%、二氧化碳0.03%、氖0.0018%,此外还有水汽和尘埃等。
根据各层大气的不同特点(如温度、成分及电离程度等),从地面开始依次分为对流层、平流层、中间层、热层(电离层)和外大气层。
编辑本段对流层
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”。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。大气中的水气几乎都集中于此,是展示风云变幻的“大舞台”:刮风、下雨、降雪等天气现象都是发生在对流层内。
编辑本段平流层
对流层上面,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”。这里基本上没有水气,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高能粒子的袭击。
编辑本段中间层
平流层以上,到离地球表面85公里,叫做“中间层”。中间层以上,到离地球表面500公里,叫做“热层”。在这两层内,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。
编辑本段暖层
中间层以上是暖层,大约距地球表面100至800千米。暖层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,故称暖层。散逸层在暖层之上,为带电粒子所组成。
暖层的特点是,气温随高度增加而增加,在300公里高度时,气温可达1000℃以上,像铅、锌、锡、锑、镁、钙、铝、银等金属,在这里也会被熔化掉。本层之所以有高温,主要是因为所有的波长小于0.175μm的太阳紫外线辐射,都被暖层气体所吸收。暖层中的氮(N2)、氧(O2)和氧原子(O)气体成分,在强烈的太阳紫外线和宇宙射线作用下,已处于高度电离状态,所以也把暖层称作“电离层”。其中100~120公里间的E层和200~400公里间的F层,以及介于中间层和暖层之间,只在白天出现,高度大致为80公里的D层,电离程度都较强烈。电离层的存在,对反射无线电波具有重要意义。人们在远方之所以能收到无线电波的短波通讯信号,就是和大气层有此电离层有关。
编辑本段外层
热层顶以上是外大气层,延伸至距地球表面1000公里处。这里的温度很高,可达数千度;大气已极其稀薄,其密度为海平面处的一亿亿分之一。
大气层有多厚,这的确是一个很吸引人的问题。人类经过不懈地探索和追求,对大气层的认识越来越清晰了。整个大气层可以分成几个层。
从地面到10~12千米以内的这一层空气,它是大气层最底下的一层,叫做对流层。主要的天气现象,如云、雨、雪、雹等都发生在这一层里。
在对流层的上面,直到大约50千米高的这一层,叫做平流层。平流层里的空气比对流层稀薄得多了,那里的水汽和尘埃的含量非常少,所以很少有天气现象了。
从平流层以上到80千米这一层,有人称它为中间层,这一层内温度随高度降低。
在80千米以上,到500千米左右这一层的空间,叫做热层,这一层内温度很高,昼夜变化很大。
从地面以上大约50千米开始,到大约1000千米高的这一层,叫做电离层。美丽的极光就出现在电离层中。
在离地面500千米以上的叫外大气层,也叫磁力层,它是大气层的最外层,是大气层向星际空间过渡的区域,外面没有什么明显的边界。在通常情况下,上部界限在地磁极附近较低,近磁赤道上空在向太阳一侧,约有9~10个地球半径高,换句话说,大约有65000千米高。在这里空气极其稀薄。
通常把1000千米之内,即电离层之内作为大气的高度,即大气层厚1000千米
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第1个回答  2020-04-26
地球表面为一层大气所包围。这层大气既为生命所必需,又为地面生物提供良好的保护。如果没有大气,来自太空的陨石将像超级炮弹一样,将地面的一切毁坏净尽。因有大气保护,绝大部分陨石尚示落地之前就已焚化消失。由此所产生的细微粉尘,则恰恰使直射的日光受到一定程度的散射。这一散射对人的视觉非常重要。它不但使天空呈现明亮美丽的蔚蓝色,而且使地面的光照变得柔和均匀,使人获得均衡的视觉。否则,地面景物在强烈的直射阳光下,明暗对比将过分强烈,难以形成清晰的视像。天上则除眩目的日光和刺眼的星斗之外,整个天空背景无论昼夜都将是一片漆黑,既无苍穹碧落,也无良辰美景,举目所见,唯有黑白分明。
地球的周围有相当强的磁场(据控测,并非所有星球都有同样的磁场),可使地面生物免受太阳粒子流的伤害,并在大气层的高空形成一电离层。大气高空的电离层和臭氧层对来自太空的电磁波有良好的屏蔽作用。否则,过量的电磁波将危害人和动物的健康。值得注意的是大气层虽能屏除绝大部分的电磁波,但却容许可见光通过。须知可见了光也是电磁波段。是宽广的电磁波谱中极为狭窄的一个波段。由于人的视觉细胞对这个波段敏感,乃成可见光。频率高于或低于这一波段的电磁波则一概不能为人的视觉细胞所接受,故不可见,但其为电磁波的本质与可见光并无两样。但大气层对一般电磁波有如一堵难以穿越的厚墙,而唯独对可见光却如明净的玻璃,网开一面,畅通无阻。这在地球物理学上称为“可见光窗口”。这实在是一个令人惊奇的现象。因为如果没有这一奇特的窗口,大气层将对所有电磁波一视同仁,一概隔绝,则地面将成一片黑暗世界,不见天日。一切生命现象将一概化为乌有。对于频率较紫光略高的紫外线,大气则只将其大部分吸收,却容许少量通过,这一点也有重要意义。过多的紫外线会伤害眼睛和皮肤,并引起癌变,但少量紫外线则
人体所必需。否则,人体的固醇类将不能转化为维生素D,因而导致软骨病,而且儿童也不能正常发
育。近年来由于过量使用人为的氟烷化合物(冷媒),以致臭氧层受到污染破坏而出现破洞,于是人类健康立即感受威胁。足见地球生态环境平衡状态之精细及不容恣意干扰。
大气层对地面既有保护作用,又有温室效应,可使地面温度保持和暖而且稳定。同时,一定强度
的大气压力是使地面水在常温下保持液体状态的必要条件,故大气层的厚度必须适中。如果大气层太稀薄,保护作用不足,地表热量易散布失,以至温度下降,昼夜温差加大。而且气压太低,将使地面水在常温甚至在低温下即持续沸腾不已,直至全部气化而消失,地面所有动植物均将因缺水而死。反之,如果大气太厚重,则过高的气压非人和动物所能耐受,而且过强的温室效应,也将使地面温度持续上升而危及动植物的生存。
为满足生物对空气的需要,大气的组成也必须调配得当。氧气为多数生物所必需。氧太少,生物将窒息;氧太多,亦对生物有害。且过强的氧化作用,将使地面成为一片火海,甚至金属也会燃烧,故必须用其它不活泼的气体将氧气稀释。地球大气的五分之四是氮气,它除了能将氧气稀释之外,在逐渐转为固体化合物之后,又是植物最主要的营养来源,也间接满足动物的营养需要。如以其它惰性气体代替氮来稀释氧气,则所有动植物均将因不能合成蛋白质而通通死灭。除氧和氮之外,大气中还必须有适当浓度的二氧化碳。二氧化碳太少,则植物不能进行光合作用,势必枯死,动物因无碳水化合物为食,也不能生存。如二氧化碳太多,也将使动植物不能呼吸。且二氧化碳有很强的温室效应,过量也将使用地面温度失控。
就目前所知,在太阳系中,并无任何其它星球具备与地球类似的大气层。水星和月球一样,因其重力太小,现在已无任何空气存留。金星大气则过于浓重,其气压相当于地球之九十倍,这样高的气压,显然非人类所能耐受。且其二氧化碳的含量高达百分之九十,又有浓烈的硫酸雾,其酸度可侵蚀金属,更不必说生物了。火星大气中几乎没有氧和氮,二氧化碳则占百分之九十四,完全不适合动植物呼吸。木星和土星大气之表层则百分之九十以上为氢,其余为氦,稍向深层则有甲烷、乙烯和氨等,都是有毒气体。天王星和海王星之大气成份尚未完全确定,估计除氢和氦之外,尚有更多的四烷和氨之类。冥王星之大气主要为氖和甲烷构成。总之,所有这些星体的大气一概不能容许生物存在。
第2个回答  推荐于2017-09-17
大气层的作用:防止紫外线、防止宇宙尘埃袭击地球、形成雨雪等自然现象、防止空气外溢 。

大气层(atmosphere),地质学专业术语,地球就被这一层很厚的大气层包围着。大气层的成分主要有氮气,占78.1%;氧气占20.9%;氩气占0.93%;还有少量的二氧化碳、稀有气体(氦气、氖气、氩气、氪气、氙气、氡气)和水蒸气。大气层的空气密度随高度而减小,越高空气越稀薄。大气层的厚度大约在1000千米以上,但没有明显的界限。整个大气层随高度不同表现出不同的特点,分为对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层,再上面就是星际空间了。
第3个回答  2020-01-10
白天阻止太阳直射,使地球温度不致过高。晚上大气层逆辐射使地面温度不致过低。另外还阻挡一些有害辐射
第4个回答  2008-11-09
保温,隔离紫外线
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