大氣指包圍整個(gè)地球的空氣層,由于受地心引力的作用,大氣在垂直地面方向的分布并不均勻,按質(zhì)量計(jì),50%集中在離地面5km以下,75%集中在10km以下,90%集中在30km以下,剩余10%分布在30-1000km高空之中。超過1000km,大氣極為稀薄,地心引力微弱,大氣質(zhì)點(diǎn)將容易擺脫地球引力而進(jìn)入宇宙空間。
根據(jù)大氣溫度隨垂直地面高度變化的特征,將大氣層分為對(duì)流層、平流層、中間層、熱成層和逸散層,如圖6.4.1所示。
對(duì)流層是最靠近地面的大氣層,厚度約12km,這層存在著強(qiáng)烈的垂直對(duì)流作用,故名。對(duì)流層里水汽、塵埃較多。雨、雪、云、霧、雷電等主要的天氣現(xiàn)象和過程都發(fā)生在這一層里。這層大氣對(duì)人類的影響最大,大氣污染通常是指這一層靠地面2km范圍。對(duì)流層內(nèi)大氣溫度隨高度的增加而下降,大約平均達(dá)6.5℃/km。
平流層是從對(duì)流層頂?shù)郊s52km高度范圍的大氣層,也稱同溫層。其下部有一很明顯的溫度穩(wěn)定區(qū),然后隨高度增加而溫度上升,其原因是地表輻射影響減少以及氧和臭氧對(duì)太陽(yáng)輻射吸收加熱,這種溫度結(jié)構(gòu)抑制大氣垂直對(duì)流運(yùn)動(dòng),而主要作水平方向運(yùn)動(dòng)。
中間層是由平流層頂?shù)郊s86km高度范圍的大氣層。在這層中溫度隨高度增加而下降,到中間層頂,氣溫達(dá)到極低值,約為180K。
熱成層是由中間層頂?shù)郊s800km處的大氣層,其溫度隨高度增加而上升,白天最高溫度可達(dá)1250-1750K。由于太陽(yáng)和其他星球輻射各種射線,該層中大部分空氣分子發(fā)生電離,成為原子、離子和自由電子,所以這層也叫電離層。
逸散層是在熱成層以上的大氣層,也稱外大氣層。
化學(xué)家已對(duì)離地不同高度的化學(xué)成分進(jìn)行了測(cè)定,了解它們的形成、變化及對(duì)人們生活的影響。