什么是地球的大氣層？

發(fā)表于 2025-11-24 13:38:16 來(lái)源：桑間濮上網(wǎng)

在這張國(guó)際空間站拍攝的軌道日落照片中，太陽(yáng)最后的大氣光芒照亮了地球大氣層，當(dāng)時(shí)它在日本北部海岸外的什地溫州同城附近約(同城美女約炮)vx《134-8006-5952》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)太平洋上空飛行了261英里。這些層作為從表面延伸到太空的大氣細(xì)帶清晰可見。圖像：uux.cn國(guó)家航空和航天局
（神秘的什地地球uux.cn）據(jù)美國(guó)宇航局（Katera Lee）：當(dāng)我們談?wù)摰厍虼髿鈱訒r(shí)，我們的大氣意思是什么？
想象一下一層蛋糕，包裹在地球上。什地這就是大氣地球大氣層的本質(zhì)：地球周圍一層又一層的氣體，致力于保護(hù)地球。什地我們請(qǐng)美國(guó)國(guó)家航空航天局艾姆斯研究中心的大氣大氣科學(xué)家Rei Ueyama進(jìn)一步解釋我們大氣的功能和重要性。Ueyama是什地大氣科學(xué)分支的一員，該分支專注于推進(jìn)我們對(duì)地球周圍大氣行為的大氣知識(shí)和理解。Ueyama的什地研究特別關(guān)注對(duì)流層上層和平流層的過(guò)程，這也使她能夠通過(guò)預(yù)測(cè)和飛行計(jì)劃支持、大氣數(shù)據(jù)收集和分析來(lái)支持美國(guó)國(guó)家航空航天局的什地機(jī)載任務(wù)。
植山說(shuō)：“地球的大氣層允許生命存在……就像一個(gè)圍繞地球的保護(hù)氣泡?！?。雖然我們不能直接看到大氣層，但它提供了我們呼吸的空氣，并保護(hù)我們免受有害的紫外線的傷害。大氣還起到收集熱量和保持適度宜居溫度范圍的作用。如果沒有它，地球的溫度將與月球的溫度相似，由于缺乏大氣層，溫州同城附近約(同城美女約炮)vx《134-8006-5952》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)月球在晝夜之間會(huì)經(jīng)歷極端的溫度波動(dòng)（-208°F至250°F）。
大氣主要由五層組成，由溫度、化學(xué)成分和空氣密度等因素區(qū)分。
什么是地球的大氣層？

地球大氣層的五個(gè)不同層的圖解。uux.cn/NASA GSFC/Mary Pat Hrybyk Keith
1.對(duì)流層
對(duì)流層是最下層的大氣層。對(duì)流層容納了植物光合作用和動(dòng)物呼吸所需的所有空氣。地球的天氣發(fā)生在這一層，因?yàn)樗前l(fā)現(xiàn)大部分大氣質(zhì)量的地方，包括大部分水蒸氣。由于上層的壓縮，對(duì)流層也是密度最高的大氣層。
對(duì)流層與地球表面相互作用，產(chǎn)生溫度梯度，驅(qū)動(dòng)空氣和水的運(yùn)動(dòng)。來(lái)自地球表面的水通過(guò)蒸發(fā)和蒸騰轉(zhuǎn)化為水蒸氣，并在對(duì)流層中移動(dòng)，在那里凝結(jié)成云。風(fēng)吹動(dòng)云層，水以降水的形式回流；雨、雪、雨夾雪和冰雹。
在對(duì)流層內(nèi)，溫度隨著海拔高度的增加而降低，這是由于空氣在對(duì)流層上層變得更薄。這種溫度下降就是為什么我們?cè)诟呱降捻敺蹇吹窖┑脑颉?br>2.平流層
平流層是對(duì)流層之上的一層。與對(duì)流層相比，由于大氣中空氣的垂直運(yùn)動(dòng)對(duì)流減少，平流層下部經(jīng)歷的湍流空氣較少。這個(gè)地區(qū)是商用客機(jī)的飛行地。與對(duì)流層不同，隨著該層內(nèi)海拔高度的增加，溫度開始升高，這主要是由于臭氧層的存在，臭氧層吸收并保護(hù)地球免受太陽(yáng)的紫外線輻射。根據(jù)Ueyama的說(shuō)法，這種溫度變化產(chǎn)生了穩(wěn)定性，底部有較冷、密度較大的空氣，頂部有較暖、密度較小的空氣。
3.中間層
中間層是平流層和熱層之間的中間層。流星進(jìn)入中間層時(shí)會(huì)燃燒，這是因?yàn)樗鼈兊囊苿?dòng)速度以及與外層大氣層相比，中間層中氣體分子的存在增加：這會(huì)產(chǎn)生摩擦和熱量，從而燒毀來(lái)襲的流星。
與對(duì)流層一樣，溫度開始隨著海拔的升高而降低。中間層是最冷的大氣層，Ueyama指出，中間層頂，中間層和熱層之間的邊界，是整個(gè)大氣中最冷的部分。這是因?yàn)橹虚g層接收的太陽(yáng)輻射（陽(yáng)光）比上面的層少，空氣密度也比下面的層低。
4.熱層
熱層位于中間層之上。這個(gè)層非常活躍，隨著太陽(yáng)輻射水平的變化而膨脹和收縮。熱層最高可達(dá)2000°C（3632°F）或更高。根據(jù)Ueyama的說(shuō)法，該層的密度（或者更確切地說(shuō)，缺乏密度）是其溫度飆升的原因。由于氣體顆粒如此之少，每一個(gè)都會(huì)吸收更多的輻射能量，從而導(dǎo)致熱層達(dá)到如此高的溫度。這一層因是國(guó)際空間站和其他近地軌道衛(wèi)星的所在地而引人注目。
在中間層和熱層的部分區(qū)域內(nèi)，有高能電子和電離原子，被稱為電離層（不要讓這個(gè)名字的球體部分騙了你：這些是中間層和熱層中的粒子組）。Ueyama解釋道：“太陽(yáng)非常高能的x射線和紫外線輻射照射到[氣體]分子上，從其母原子上帶走電子，[留下]大量離子。這就是我們稱之為電離層的原因?！?。當(dāng)這些粒子被激發(fā)時(shí)，它們碰撞產(chǎn)生極光——也被稱為極光和南光。
5.外層
外逸層是地球大氣層的最外層，大多數(shù)衛(wèi)星都在這里運(yùn)行。外逸層表示我們大氣層的結(jié)束和外太空的開始，盡管外逸層結(jié)束的最高高度還沒有確定。Ueyama說(shuō)：“這有點(diǎn)像空氣分子從地球大氣層中泄漏出來(lái)?！?。
當(dāng)前感興趣的主題
大氣科學(xué)家感興趣的一些主題包括溫室氣體、污染和空氣質(zhì)量，以及與云相關(guān)的過(guò)程。研究人員正在努力提高我們對(duì)這些主題未來(lái)將如何影響我們的氣候和公共健康的理解，特別是在環(huán)境因素迅速變化的情況下。
溫室氣體
溫室氣體是一類特殊的微量氣體，來(lái)自自然和人為（人為）活動(dòng)。與歷史記錄相比，大氣中溫室氣體的濃度正在增加，導(dǎo)致全球平均氣溫上升。
溫室氣體本身并不是一個(gè)問題，因?yàn)樗鼈兡芫S持地球上適宜居住的溫度。Ueyama解釋說(shuō)，如果沒有溫室氣體效應(yīng)，平均地表溫度將在-20˚C（-4˚F）左右。當(dāng)人類活動(dòng)，如化石燃料的燃燒，使溫室氣體的濃度超過(guò)自然水平，從而捕獲比正常情況更多的熱量時(shí)，這就成了一個(gè)問題。這種溫度升高與氣候變化直接相關(guān)。
污染/空氣質(zhì)量
污染引發(fā)了公眾健康問題，如肺功能下降，甚至心臟病或肺病患者過(guò)早死亡。一些污染物來(lái)源是自然產(chǎn)生的，如火山和野火產(chǎn)生的煙霧，但其他來(lái)源來(lái)自人類活動(dòng)。例如，二氧化碳和一氧化二氮也是溫室氣體的一種形式，它們是從工廠和汽車中釋放出來(lái)的。
當(dāng)懸浮在空氣中的氣溶膠，即自然（野火、火山）和人類活動(dòng)（化石燃料燃燒）排放的小顆粒物，進(jìn)入大氣層時(shí)，大氣成分就會(huì)發(fā)生變化。Ueyama說(shuō)：“這也會(huì)改變地球的輻射平衡，影響氣候?！?。
什么是地球的大氣層？

地球的能量預(yù)算描述了從太陽(yáng)到達(dá)地球的輻射能和從地球流回太空的能量之間的平衡。
輻射平衡，也被稱為地球的能源預(yù)算，是指進(jìn)入和離開的輻射量之間的平衡，大氣氣體在管理輻射量方面發(fā)揮著重要作用。入射的輻射主要是短波太陽(yáng)能（陽(yáng)光），其中一些被大氣氣體或云層反射回太空，一些被大氣氣溶膠散射，一些被地球表面吸收。向外輻射是地球表面發(fā)射的長(zhǎng)波輻射，幾乎完全被大氣氣體吸收，然后向各個(gè)方向重新發(fā)射：一些被發(fā)射到太空，因此從系統(tǒng)中消失，但一些返回地球，重復(fù)變暖循環(huán)。
什么是地球的大氣層？

美國(guó)國(guó)家航空航天局Terra衛(wèi)星上的中分辨率成像光譜儀（MODIS）捕捉到了覆蓋中國(guó)東部的霧霾。在拍攝圖像的當(dāng)天，即2014年10月9日，地面測(cè)量報(bào)告PM 2.5測(cè)量值為334微克/立方米空氣。uux.cn/NASA/Jeff Schmaltz
植山還提到了對(duì)PM2.5等細(xì)可吸入顆粒物的擔(dān)憂，PM2.5是2.5微米及以下的顆粒物。顆粒越小，就越容易進(jìn)入我們的肺部，并導(dǎo)致哮喘和心跳不規(guī)則等健康問題。PM2.5直接從機(jī)動(dòng)車尾氣等來(lái)源釋放，或在大氣中復(fù)雜的化學(xué)相互作用過(guò)程中產(chǎn)生。這些PM2.5來(lái)源中的任何一種都可能對(duì)人類健康產(chǎn)生不利影響。
隨著不同氣溶膠的不斷排放，科學(xué)家們?nèi)栽谂α私夂皖A(yù)測(cè)這些顆粒物對(duì)大氣成分、人類健康和環(huán)境條件的長(zhǎng)期影響。通過(guò)檢測(cè)、監(jiān)測(cè)和建模這些變化，我們可以了解大氣化學(xué)與氣候之間的行為和相互作用。這為我們提供了未來(lái)氣候變化的信息，并指導(dǎo)了國(guó)家和地區(qū)的空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
云
云對(duì)天氣和氣候有重大影響。根據(jù)云的特征和在大氣中的高度，云會(huì)對(duì)地球產(chǎn)生變暖或降溫的影響。較厚和較低海拔的云層阻擋了太陽(yáng)輻射，使地球表面冷卻。與此同時(shí)，大氣層中較薄、海拔較高的云層捕獲了一些從地球表面反射的太陽(yáng)輻射，產(chǎn)生了變暖效應(yīng)。這些相互作用符合所謂的云氣候反饋。
Ueyama的研究涵蓋了對(duì)流層和平流層之間的動(dòng)態(tài)物理過(guò)程和相互作用，以了解云和天氣模式變化的驅(qū)動(dòng)因素。Ueyama說(shuō)：“了解決定這些云特征的過(guò)程是我們感興趣的，這樣我們就可以改進(jìn)全球氣候模型中對(duì)云和對(duì)流的模擬，從而更好地預(yù)測(cè)未來(lái)的氣候?！薄?br>當(dāng)前大氣研究和資源
美國(guó)國(guó)家航空航天局對(duì)地球大氣層的性質(zhì)、空氣質(zhì)量和地球的能源預(yù)算進(jìn)行了各種研究。為了解決大氣相關(guān)問題，美國(guó)國(guó)家航空航天局有四個(gè)主要的大氣研究項(xiàng)目，包括高層大氣研究項(xiàng)目（UARP）、對(duì)流層成分項(xiàng)目（TCP）、輻射科學(xué)項(xiàng)目（RSP）和大氣成分建模與分析項(xiàng)目（ACMAP）。
美國(guó)國(guó)家航空航天局最新發(fā)射的衛(wèi)星之一，浮游生物、氣溶膠、云、海洋生態(tài)系統(tǒng)（PACE），幫助研究人員研究海洋和大氣之間的二氧化碳交換。PACE可以同時(shí)探測(cè)氣溶膠和云層，從而對(duì)氣溶膠的影響及其與云層的相互作用提供有價(jià)值的見解。Ueyama將為浮游生物、氣溶膠、云、海洋生態(tài)系統(tǒng)發(fā)射后機(jī)載實(shí)驗(yàn)（PACE-AX）活動(dòng)提供氣象和氣溶膠預(yù)報(bào)；進(jìn)行數(shù)據(jù)驗(yàn)證以支持PACE任務(wù)的實(shí)地活動(dòng)。
除了美國(guó)國(guó)家航空航天局的衛(wèi)星從太空捕獲數(shù)據(jù)外，還有大量的機(jī)載和地面任務(wù)可以收集和驗(yàn)證數(shù)據(jù)。探索污染的廉價(jià)網(wǎng)絡(luò)傳感器技術(shù)（INSTEP）是最新的低成本、高價(jià)值空氣污染檢測(cè)儀器網(wǎng)絡(luò)之一，可以捕獲和監(jiān)測(cè)甲烷和二氧化碳等微量氣體。美國(guó)國(guó)家航空航天局艾姆斯研究中心的微量氣體小組（TGGR）在加利福尼亞州各地部署了INSTEP傳感器，以監(jiān)測(cè)空氣質(zhì)量并支持衛(wèi)星數(shù)據(jù)驗(yàn)證。
對(duì)于那些希望積累大氣科學(xué)知識(shí)的人，請(qǐng)查看美國(guó)國(guó)家航空航天局的地球數(shù)據(jù)，了解更多信息和相關(guān)主題。有關(guān)美國(guó)國(guó)家航空航天局大氣相關(guān)研究的新聞，請(qǐng)?jiān)L問美國(guó)國(guó)家航空宇航局的地球大氣頁(yè)面。
除了美國(guó)國(guó)家航空航天局的研究和資源外，Ueyama還建議將大學(xué)大氣研究公司（UCAR）和美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局（NOAA）網(wǎng)站作為提供大氣科學(xué)主題更多信息的公共資源。

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