谁有地球大气层模拟结构,要图片
所有组成大气圈的物质,都要受到地球的重力、磁力的控制,太阳辐射,以及其他外来因素的影响。大气圈中的物质向固体地球表面聚集,愈靠近海平面密度愈大;大气中水蒸气、碳酸气和尘埃等较重的成分的含量,也是高度愈低就愈多。大气的压力则随高度的增加而减小,在海平面上是1个大气压(=105Pa),到5000m的高度就减为一半左右。在不同高度上,大气圈的温度也在有规律地变化(图4-2)。
根据大气圈在不同高度的温度变化及各种物理特征,通常将它划分为如下几层:
对流层(troposphere) 贴近地面、最稠密的大气层,整个大气圈质量的75%集中在这里。对流层的平均厚度为11~13km,赤道上可达17~18km,在两极上则只有8~9km,这是由于地球自转产生的惯性离心力的作用,使大气圈在赤道部位凸出。在对流层中,愈向高处,温度愈低。降低的数值在不同高度、不同地区、不同季节均有所不同,平均每升高1000m约降低6.5℃。靠近海面的气温,平均约15℃,而在对流层顶部,一般降到-50℃以下。上下温度相差很大,可促使对流层中的大气不断运动,气体可产生垂向对流。大气圈中的水蒸气几乎全部都集中在对流层中,特别是在高度5km以下的空间内。因此风霜雨雪,寒潮热浪,种种天气现象都产生在对流层的下部。尘埃也主要散布在这一层中。
平流层(stratosphere) 为从对流层的顶面到海平面之上55km一带,几乎占有大气圈质量的25%。在平流层中,气温总体上是随高度而升高,到平流层顶部,温度从底部的-50℃以下,升到0℃左右。大气的垂直对流几乎没有,而是沿水平方向运动。这里几乎没有水蒸气和尘埃。飞机进入平流层时,尽管下面电闪雷鸣、风雨交加,这里总是晴空万里,可平稳飞行。在平流层上部,气温增加最快,因为这一带的大气中含臭氧较多。臭氧能吸收太阳辐射来的紫外线,使这里得到更多的热量。这些臭氧是在平流层边缘及其以上的稀薄空气中形成的。由于它比普通的氧气重,下沉到平流层,使地球上90%的臭氧集中到平流层中。在25km高度一带的大气层中,臭氧含量最多,但按体积计算也只不过占十万分之一左右。如把这些臭氧置于海面上常温(15℃)时的标准大气压力状态下,其厚度不过3mm左右,但实际上从地面附近到几十千米的高空,都有臭氧分布。人们将大气圈中臭氧含量相对较多的部分,称为臭氧层(ozone layer)(图4-3),它没有的明确边界,一般把它划定在高出海面20~35km的范围内。
图4-2 大气圈温度、压力随高度的分布与进一步的分层
中间层(mesosphere) 越过平流层,大气圈的质量已所剩无几,但弥漫在空间中的仍然是稀薄的空气。温度再次随高度增加而下降,到中间层的顶部,即80~90km的高度,已降到-83℃左右。中间层里再次出现显著的空气垂直对流运动,但这里的空气实在太稀薄,又缺少水蒸气,所以没有风和雨。
暖层(thermosphere) 在中间层之上,温度转为直线上升。这里的大气更稀薄了,它的密度在底部已小到只有海面上空气的百万分之一;升到120km的高度上,更减到只有百亿分之一了。而温度则迅速升高,在300km高度,可达到1000℃以上。暖层除底部氮的分子较多,主要为原子状态的氧所占据,如前所述,氧能吸收紫外线,得到许多热量,所以温度增加得很快,同时有电子脱离出来成为自由电子在空间中流动,原子变成了离子,即处于电离状态,所以这层也叫电离层(ionosphere)。无线电短波发射出去,遇到电离层就会反射回地面,如此多次反复,就能传到地球上的各个地方。电离层对无线电波的传播是至关重要的。暖层的上部边界很不稳定,约在高500~800km一带。
图4-3 臭氧在大气圈中的形成与分布(据张家诚等,1986;引自U.S.Standard《Atmosphere》,1976)
散逸层(exosphere) 也叫扩散层,在暖层之上,物质更为稀薄,继续以原子、离子状态出现,从低到高,分别以氧、氦和氢为主。这里气温高,带电粒子运动的速度快,受地球的引力作用又很小,还时刻都要受到太阳风的冲击和太阳电磁场的影响,上部边界模糊而不稳定,不断有粒子散失到太空中去。此层构成地球的外磁场,也可称为磁层(magnetosphere)。在本书第十一章中将专门讨论之。
在地壳外面的广阔空间,是地球的大气圈,人们常称它是地球的外衣。谁都知道,作为地球环境要素之一的大气,是各种生命不可须臾缺少的东西。但你可曾知道,如今的大气,早已不是原来的大气了,而是至少经过两次“更新”之后的第三代大气。
现在笼罩着地球的大气,其厚度可在3000公里左右,通常称之为大气层或大气圈。它的总质量并不大,仅相当于地壳总质量的0.05%。大气圈在结构上,自下而上依次可分为对流层、平流层、中间层、热层和外层。从成分上说,大气是一种混合物,其组成相当简单。它由不同成分的、具有不同的性质和功能的物质以适当比例相配备,为有机世界的生存和发展提供了有利的条件。现代靠近海平面的干洁空气的组成是:
可是,地球的早期大气却完全不是这样的。
地球脱胎于星云,而星云的主要成分是氢和氦。可想而知,地球的第一代大气是以氢和氦为主。不过,地球在形成之初,由于其体积还很小,没有足够的重力把这些气体挽留在自己周围。因此,最初的地球无法拥有大量的气体,有如现在的月球或小行星那样。后来,随着地球不断吸引和兼并它周围的固体颗粒,体积和质量不断增大,地球的引力也不断增大,并可以把原始的气体吸引在自己周围,便形成了以氢、氦为主的第一代大气。由于这些大气分子很轻,在阳光照射下异常活跃,很容易逃逸出地球。
随着地球的进一步增长,以及地球内部温度的升高,在地球内部圈层分化的同时,从地球的内部不断有气体产生出来,这就是地球的第二代大气。其主要成分可能是水(H2O)、二氧化碳(CO2)、一氧化碳(CO)、甲烷(CH4)和氨(NH3),此时还没有动植物呼吸所必需的游离氧。第二代大气产生于火山,喷发或从地球物质中渗出,人们根据当今火山喷发产生的气体和某些陨石上所发现的气体成分证实了这一点。
如图:
对流层:位于大气的最低层,从地球表面开始向高空伸展。平均厚度约为12km,其厚度在地球两极上空为8km,在赤道上空为17km,是大气中最稠密的一层,集中了约75%的大气质量和90%以上的水汽质量,温度随高度的增加而降低。
平流层:距地表约10~50km处的大气层,位于对流层之上,逸散层之下,是地球大气层里上热下冷的一层。
中间层:自平流层顶到85km之间的大气层。该层温度垂直递减率很大,对流运动强盛,中间层顶附近的温度约为190K。
热层:也称暖层,位于中间层之上及散逸层之下,其顶部离地面约800km。热层的空气受太阳短波辐射而处于高度电离的状态,电离层便存在于在本层之中,而极光也是在热层顶部发生的。
散逸层:也称外层,距离地表800km至2000-3000km,是地球大气的最外层,逃逸层空气极为稀薄,其密度几乎与太空密度相同,温度随高度增加略有增加。
扩展资料
大气层因重力关系而围绕着地球的一层混合气体,是地球最外部的气体圈层,包围着海洋和陆地,大气圈没有确切的上界,在离地表2000~16000公里高空仍有稀薄的气体和基本粒子;
在地下,土壤和某些岩石中也会有少量气体,它们也可认为是大气圈的一个组成部分,地球大气的主要成分为氮、氧、氩、二氧化碳和不到0.04%比例的微量气体,这些混合气体被称为空气,
如图:
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。
大气中组分是不稳定的,无论是自然灾害,还是人为影响,会使大气中出现新的物质,或某种成分的含量过多地超出了自然状态下的平均值,或某种成分含量减少,都会影响生物的正常发育和生长,给人类造成危害,这是环境保护工作者应研究的主要对象。
扩展资料
特点:
(1)温度随高度的增加而降低:这是因为该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而从下垫面加热大气。因而靠近地面的空气受热多,远离地面的空气受热少。每升高1公里,气温约下降6.5度。
(2)空气对流:因为岩石圈与水圈的表面被太阳晒热,而热辐射将下层空气烤热,冷热空气发生垂直对流,又由于地面有海陆之分、昼夜之别以及纬度高低之差,因而不同地区温度也有差别,这就形成了空气的水平运动。
(3)温度、湿度等各要素水平分布不均匀:大气与地表接触,水蒸气、尘埃、微生物以及人类活动产生的有毒物质进入空气层,故该层中除气流做垂直和水平运动外,化学过程十分活跃,并伴随气团变冷或变热,水汽形成雨、雪、雹、霜、露、云、雾等一系列天气现象。
地球大气层模拟结构图片
按热力学垂直分布对大气分层(热分层),可以分为以下几层:
一,对流层(Troposphere):对流层是大气的最低层,其厚度随纬度和季节而变化。在赤道附近为17-18km;在中纬度地区为l0-12km,高纬度为8-9km。夏季较厚,冬季较薄。在对流层中,因受地表的影响不同,又可分为三层。在0.6~1.5km以下叫扰动层(或者叫摩擦层);2m以下叫贴地层;扰动层以上称自由大气.这里平均温度在17~-52℃。
二,平流层(Stratosphere):从对流顶层(tropopause)到约55km的大气层为平流层,这里气流呈水平运动,25km以下温度随高度变化较小,气温趋于稳定,所以又称同温层;25km以上,温度随高度升高而升高。 在高约10~60km范围内,有厚约20km的臭氧层,因臭氧具有吸收紫外线的能力,故使这里的平流层温度升高。这里平均温度在-3℃。
三,中间层(Mesosphere):从平流顶层(stratopause)到距地面85km高度称为中间层。这一层空气更为稀薄,温度随高度增加而降低。这里也是电离层的底部,流星,极光都诞生在这里.这里平均温度在-93℃. 四,热层:从中间顶层(mesopauce)到约600km称为热层。顶部温度可达1000k°(太阳大年可达2000k°).电离层的中上部都在这里.这里平均温度在1727℃。
五,逃逸层(Exosphere):600km以上叫逃逸层又称外大气层.它的边界可达6400km.温度可达数千k°,这里有极光,流星。
希望对你有帮助
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如图:对流层:位于大气的最低层,从地球表面开始向高空伸展。平均厚度约为12km,其厚度在地球两极上空为8km,在赤道上空为17km,是大气中最稠密的一层,集中了约75%的大气质量和90%以上的水汽质量,温度随高度的增加而降低。平流层:距地表约10~50km处的大气层,位于对流层之上,逸散层之下,是...
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