大氣 atmosphere
包圍地球的空氣總體。它是地球上一切生命賴以生存的重要物質(zhì)。
大氣不僅隨地球一起轉(zhuǎn)動,而且相對于地球表面有復(fù)雜多變的運動。
大氣總質(zhì)量約為千克,約占地球總質(zhì)量的百萬分之一,其中99.9%集中在距地表48千米以下。
大氣的密度和氣壓均隨高度按指數(shù)律遞減。接近地表的干燥空氣,在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)(氣為1013.25百帕,溫度為273K)下每立方分米重1.293克。海平面平均氣壓約1013百帕。
地球大氣的上界是磁層頂。磁層頂?shù)母叨认?span id="ftcgqid" class="wpcom_tag_link">太陽的一側(cè)低于背太陽的一側(cè),太陽活動期低于太陽寧靜期。一般將向太陽一側(cè)的磁層頂高度作為大氣上界的高度,它距地面高度約570千米。
1.大氣成分
大氣中除了氧、氮等氣體成分外,還有呈懸浮狀態(tài)的氣溶膠質(zhì)粒,包括液態(tài)(霾滴、云霧滴)、固態(tài)(煙炱、塵、花粉、孢子、真菌、細(xì)菌等)質(zhì)粒。
高度在86千米以下的大氣層,大氣湍流擴(kuò)散作用遠(yuǎn)大于分子擴(kuò)散作用,該層大氣的化學(xué)組分比例不變,稱均質(zhì)層。
高度約110千米以上的大氣層,稱為非均質(zhì)層,這層大氣的組分經(jīng)重力分離后,輕的在上,重的在下。
干潔空氣的平均分子量隨高度增加而減小。均質(zhì)層內(nèi)的空氣不考慮水汽和氣溶膠質(zhì)粒時,稱為干潔空氣,其平均摩爾質(zhì)量為28.96千克/千摩。干潔空氣中主要常定成分氮、氧、氬占大氣總體積的99.96%,其余氣體均屬微量。
均質(zhì)層內(nèi)可變氣體成分主要有水汽、二氧化碳和臭氧,它們含量雖少,但對大氣的物理狀態(tài)的影響卻很大。
1.1.水汽
大氣中水汽含量隨時空變化很大,沙漠或極地上空水汽極少,熱帶洋面上的水汽可達(dá)5%(體積比)以上。一般水汽含量隨高度增加而減少,在大氣的溫度、氣壓變化范圍內(nèi),水汽可發(fā)生相態(tài)變化,因而它是天氣變化的主要角色。
水汽及其水凝物通過吸收、反射、散射和發(fā)射以及潛熱輸送,在大氣能量傳輸中起重要作用。
1.2.二氧化碳
主要源于有機(jī)物的燃燒和腐爛。隨著工業(yè)發(fā)展、人口增長和森林覆蓋面積的減少,二氧化碳在大氣中的含量,有逐年增趨勢。例如1890年過氧化碳含量為0.0296%(體積比),1997年已增至0.0364%(體積比)。
二氧化碳具有強烈的紅外輻射吸收和發(fā)射作用,是主要的“溫室氣體”。二氧化碳含量的增加對氣候變化的影響,已引起廣泛重視。
1.3.臭氧
主要分布于距地表10 50千米高度,尤其集中在20 25千米高度。臭氧強烈吸收太陽紫外輻射并具有局地增溫作用,也使地面生物免受過量太陽紫外輻射的傷害。
南極臭氧層空洞
2.大氣分層
根據(jù)大氣溫度高度的分布特征,大氣圈由地面向上可分成對流層、平流層、中間層、熱層。
熱層以上空氣粒子有向行星際空間逸散現(xiàn)象,常稱為外逸層。
根據(jù)大氣的電離特性,大氣圈可分成中性層(或非電離層)、電離層和磁,層。中性層為自地表至和60千米高度左右的人氣層,中性層大氣一般情況下帶電粒子較少,主要由中性氣體組成,但有時局部可有較多的帶電粒子(如雷暴時)。
摘自:《中國大百科全書(第2版)》第4冊,中國大百科全書出版社,2009年