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大气圈,主角光环

发布时间:2020-04-07 11:04编辑:小狐阅读: 292次 手机阅读

Blue skies smiling at me

蓝色主角光环

和太阳系很多行星一样,在重力的作用下,地球也吸引了一些气体围绕在四周。

就好像给地自己穿了件夹克,也被叫做大气圈。

大气圈的体积是地球的5%,和橘子皮的体量差不多。

大气圈,主角光环(图1)

大气圈为地球隔绝了冷酷的太空,但和太空并没有明确的分界线。

我们从地球向太空观察时 ,大气越来越稀薄,直到检测不到大气分子。

大气圈,主角光环(图2)

大气一半质量在5600米以下,在离地面36公里以下,分布着99%的大气。

通常,100公里高度的地方被认为是大气层和外太空的界限,叫作卡门线。

也有观点把大气中极光出现高度1200公里作为分界线。

大气圈,主角光环(图3)

太阳光射向地球,波长短的蓝光遇到到大气分子发生散射,送给我们一片蓝色天空。

从太空看到的地球也有一个蓝色的主角光环。

大气圈,主角光环(图4)

走出魔鬼的步伐

在45亿年前地球诞生之初,火山喷出的气体二氧化碳、甲烷、硫化氢,形成了像个毒气室一样存在的早期大气。

大气圈,主角光环(图5)

在太阳系其它同行衬托之下,地球甚至走出了魔鬼的步伐。

距今3亿年前,大气中氧气含量一度还飙升到35%。

大气圈,主角光环(图6)

森林天天都在爆燃,虫子体型逆天,2米长的爬虫满地跑。

大气圈,主角光环(图7)

今天的地球大气是由各种混合气体和固态杂质组成。

虽然存在不同形式的运动,但从地面到90公里处的成分基本都不怎么改变。

其中,氮气、氧气、氩气三者占大气总体积的99.96%。

大气圈,主角光环(图8)

氮气含量占了78%,氮元素可以进入土壤,是植物必不可少的养料。

氧气含量占20%,维持一切生命所需。

还有一些气体虽然体积不大,但对于地球影响巨大。

例如水蒸气,比例不足1%,但它是主导地球天气变化的大魔王,云雨雷电都它说了算。

还有二氧化碳,比例大约0.0395%,但它和甲烷等气体可以吸收地面热辐射从而给地面增温。

如果没有二氧化碳,地球温度会瞬间降低至零下10度。

大气圈,主角光环(图9)

臭氧可以吸收太阳紫外线,就是地球的防晒霜。

大气中臭氧减少1%,紫外线辐射会增加2%,海洋中10米水深内的浮游生物都会被杀死。

大气圈,主角光环(图10)

此外,大气中还悬浮着固体颗粒,比如火山爆发的烟尘,海浪中的海盐颗粒、尘土。

还有人类工业燃烧排放到大气中的烟粒,这就是雾霾。

这些颗粒本身很小,肉眼看不到,但它散射波长较长的光,看起来是黄灰色。

大气圈,主角光环(图11)

人类根据大气成分、温度变化等要素,把大气分为对流层、平流层、中间层、热层、逸散层五个层。

大气圈,主角光环(图12)

激情四射对流层

离地面最近的是对流层,平均厚度 12公里,厚度赤道向两级递减。

虽然厚度不及大气圈1%,但因为地球引力,对流层集中了四分之三的大气质量和几乎全部的水汽,也是大气圈相对温暖潮湿的一层。

因为地球表面冷热不均匀,大气会产生强烈的运动。

流动旋转,向上输送,成云致雨,地球上大部分天气现都发生在这里。

大气圈,主角光环(图13)

对流层温度随着高度增加而降低,一般而言,高度升高1公里,温度下降6.5度。

由此,爬山会越爬越冷,赤道上看雪山也成为了一种可能。

大气圈,主角光环(图14)

臭氧故乡平流层

对流层顶到55公里之间的大气是平流层。

水汽含量少,基本没有什么天气活动,风和日丽是平流层的常态。

因此,这里是大部分商业飞机建议的巡航高度,但很多时候航空公司为了省油往往飞不了这么高。

大气圈,主角光环(图15)

在平流层15-35公里的范围内,有一层厚约20公里的臭氧层。

由于臭氧对于太阳辐射的吸收,平流层气温随着高度增加,在55公里处到达零下3摄氏度。

空调冰箱的制冷剂氯氟烃进入大气之后可以分解臭氧,造成南极上空的臭氧空洞,对人类最直接的影响就是诱发皮肤癌和白内障。

目前在世界一百多个国家共同合作努力下,臭氧层正在修复的过程中。

大气圈,主角光环(图16)

神秘莫测中间层

平流层顶到85公里的大气被称为中间层。

这里是最高的气象气球和最低的轨道卫星都无法到达的地方,中间层成为大气圈三不管地带,人类研究很少。

因为没有臭氧,气温随高度增加而下降,中间层是大气圈最冷的地方,顶层可以到零下113度。

虽然很少有水蒸气,但一些尘埃、冰晶形成了大气中最高的云—夜光云,在地球表面高纬度地区肉眼可见。

大气圈,主角光环(图17)

此外,大部分太空陨入中间层后,压缩前方空气燃烧殆尽,成为我们夜空看到的流星。

大气圈,主角光环(图18)

电光火石热层

中间层顶部到500-800公里之间大气是热层,也是受太阳影响最大的一层。

受到强太阳辐射,温度可以高到1000度。

但因为大气密度实在太小, 宇航员把手伸进热层也不会觉得有多热。

大气圈,主角光环(图19)

强太阳辐射还可以让大气处于高度电离的状态,产生电流和磁场。

因此,热层也被叫作电离层。

1901年,意大利科学家马可尼第一次依靠电离层反射接收到大西洋彼岸的信号。

此后,电离层反射的信号传输广泛应用于远洋航行,无线电台广播等很多方面。

大气圈,主角光环(图20)

太阳发出的高速带电粒子在地球磁场的作用下,向南北两极移动,大气发生电离形成彩色光芒。

大气圈,主角光环(图21)

这就是在地球高纬度地区天空中看到的极光。

美国斯加的Fairbanks是世界著名的极光之都,一年200多个极光日。

大气圈,主角光环(图22)

国际空间站就位于大概400公里高度的热层之中,有时候甚至肉眼可见。

大气圈,主角光环(图23)

来自全球19个国家的宇航员在这里工作生活,成为国际科学合作的典范。

大气圈,主角光环(图24)

逸散层

大气的最高层叫作逸散层。

因为离地球最远,引力太小,大气粒子经常逃散去太空。

逸散层是大气圈和太空的过渡地带,大部分地球卫星都在这层飞。

大气圈,主角光环(图25)

回望天空

大气层为地球抵挡陨石袭击,调节适宜温度,为生命的繁荣创造了无限的可能。

如果没有大气,地球就像今天的月球或者水星一样的荒凉而苍白,但人类的出现却无意识地改变了大气结构。

燃烧化石燃料,砍伐森林、农田施肥、商业飞行等人类活动,造成大气中二氧化碳、甲烷、一氧化二氮等气体增加。

这些给地球保温的气体增加,直接导致地球表面气温升高,近100年内升高了0.8摄氏度。

大气圈,主角光环(图26)

对于见过大场面的地球来说,这点温度升高没什么大不了。

但大气圈中最善变最无常的力量,反而成为脆弱的人类能否够延续的关键。

科学家计算,当大气中二氧化碳加倍后,最直接影响是中纬度干旱化,全球荒漠将扩大3%,森林减少11%。

最令人担心的是,由此而引发暴雨、洪水、台风等各种极端气候事件的频繁出现。

大气圈,主角光环(图27)

目前,虽然各国政府还在扯皮,但世界范围内,使用更清洁的能源,减少二氧化碳排放已经成为共识。

遗憾的是,一项调查报告显示,世界上两个二氧化碳排放最大的国家中国和美国民众对气候变暖最不关心。

大气圈,主角光环(图28)

宇宙宏大,草木坚韧,世界万物都有自己的节律和宿命。

在这个野心勃勃的时代,当我们被金钱权利尖锐撩拨的时候,希望还能停下脚步回望一眼湛蓝天空~

大气圈,主角光环(图29)

提到气候变暖,狗要推荐一个老《后天》

这个故事朴实,科学性也很强,狗第一次看是在上学时候的自然灾害课上。

虽然教室投影效果特别昏暗,但依然被大自然无常的力量震撼。

本文相关词条概念解析:

大气圈

大气层(atmosphere),又叫大气圈或者大气,是星球表面上的空气,因为星球引力影响,在星球表面积蓄而成的一圈气体。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。

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