地球高空的那些神祕壯觀的現象

我們的大氣層是地球上最具保護作用和最重要的部分。大氣層是一個複雜的結構,它負責保護我們免受太陽輻射和太空碎片、惡劣條件的傷害,一下內容我們來介紹一下大氣層的一些不為人知現象,對於我們瞭解周圍的世界至關重要。我們討論臭氧層是如何形成的;沙漠是如何在中緯度形成的;是什麼導致了飛機飛過大氣層時留下的白色條紋。可以在你下一次聚會上作為談資來。

地球高空的那些神秘壯觀的現象

紫色的天空。當光線進入大氣時,空氣和水粒子吸收並重新發射光線,將其散射到我們的眼睛中。由於散射喜歡較短的波長,最常見的散射顏色實際上是紫色。我們認為我們看到的天空是藍色的而不是紫色的,因為我們的眼睛對藍色更敏感。

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正如你在科學課上學到的,我們的大氣由78%的氮氣,21%的氧氣,以及極少量的氬氣,二氧化碳和其他氣體組成。我們的大氣層是我們所發現的唯一一個含有遊離氧的大氣層。由於氧是一種高度反應性的氣體,它經常與太空中的其他化學物質結合。它在地球上的純淨形態使地球適宜居住,並引導我們在其他星球上尋找生命。

地球高空的那些神秘壯觀的現象

一些對全球變暖持懷疑態度的人認為這不是一個真實的現象,因為他們的城市正在變冷。事實上,地球的全球氣候是多種區域氣候的綜合。因此,儘管一些地區在變暖,而另一些地區在變冷,總的來說,全球平均氣候正在迅速變暖。

地球高空的那些神秘壯觀的現象

有沒有想過是什麼原因導致一些飛機飛過天空後出現白色條紋?這些白色的痕跡,被稱為尾跡或凝結痕跡,形成時,炎熱,潮溼的廢氣從發動機與寒冷的外部空氣混合。從排氣中冒出的水蒸氣會結冰,變得清晰可見,就像冬天裡你呼出的哈氣。一條稀薄而迅速消失的軌跡意味著這些高海拔地區的空氣溼度較低,表明天氣狀況良好。一股持續的厚厚的尾跡表明溼度很高,可能意味著暴風雨即將來臨。

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我們的大氣層有五個基本層,使生命成為可能。第一個是對流層,在赤道處從海平面上升到大約17公里。我們的大部分天氣都是由暖空氣上升和下降形成雲和風的混合物造成的。

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下一層是平流層,其高度可達赤道海平面以上50公里。這裡是臭氧層,它保護我們免受危險的紫外線的傷害。雖然它比對流層要高,但由於太陽射線吸收的能量,它實際上會更溫暖。

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中間層,擴展至85公里的行星的表面溫度徘徊在-120°C。進入大氣層的流星大多在中間層燃燒。

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電離層被認為是外層空間的第一部分,因為它很薄,而且覆蓋的區域(赤道上空約690公里),電離層是包括國際空間站在內的大多數衛星停放的地方。

地球高空的那些神秘壯觀的現象

外逸層、散逸層又稱外層是我們大氣層的第五層,也是最後一層,隨著它從地球延伸到與星際空間融合,它變得越來越弱。有趣的是,這一層可以令人印象深刻地增長和收縮。當太陽平靜下來,不受太陽風暴的影響時,外逸層的頂部可以從1000公里的最低點一直延伸到距離地球表面10000公里的地方。

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平流層是大多數噴氣式飛機和氣象氣球飛行的地方。噴氣機在不受重力限制的情況下可以飛得更快,而摩擦力和氣象氣球可以更好地觀測風暴,而風暴大多發生在對流層以下。

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如果大氣中沒有各種各樣的氣體,我們將無法生存。水蒸氣、二氧化碳和其他大氣氣體吸收太陽散發出的熱量,幫助創造適宜居住的氣候。被稱為溫室效應的科學家們擔心,如果太多的吸熱氣體進入大氣層,這種效應將失去控制,造成像金星上那樣灼熱、不適宜居住的環境。

地球高空的那些神秘壯觀的現象

2010年,颶風“卡爾”(Karl)襲擊加勒比海地區後採集的大氣空氣樣本顯示,採集到的微生物中,多達25%與糞便中發現的微生物有關或相同。這些微生物中的許多都是由雨滴收集並落回地球的。

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電離層是來自外太空和太陽的高能粒子幫助形成離子,在地球周圍形成一個溫和的電離層。在衛星發射之前,這一層幫助反射無線電波。

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酸雨破壞整個森林,破壞水生生態系統,當二氧化硫或氮氧化物顆粒在降雨前與水蒸氣結合時,就會在大氣中形成酸雨。這兩種情況都是自然發生的,火山爆發產生二氧化硫,雷擊產生氮氧化物。

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雖然氣壓隨著海拔的升高而降低,但在地球的同一地點氣壓卻有很大的不同。當太陽加熱地面時,它加熱周圍的空氣,空氣上升成為一個低壓點。由於物體從高壓區移動到低壓區,附近的高壓空氣會衝進來平衡壓力。

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雷電是一種強大的力量,可以給周圍空氣加熱到30000°C。快速加熱導致附近空氣爆炸性膨脹。這種爆炸產生的衝擊波變成了我們稱之為雷聲的聲波。

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雖然我們在地面上感受到的風通常來自南北極,但實際上它是在赤道附近形成的。由於陽光照射在地球的赤道和附近的緯度,這個區域會變暖。(有些陽光會照射到兩極,儘管它是以一定角度照射的,但能量較低。)赤道的熱空氣上升到大氣中的高度,並移動到兩極,在那裡下沉,返回赤道。

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北半球和南半球高緯度地區的北極光和南極光,是由我們大氣層的第四層,即熱層的離子反應引起的。當來自太陽的高電荷粒子撞擊我們磁極上方的空氣分子時,它們會發光,產生從地球和太空都能看到的壯觀的極光。

地球高空的那些神秘壯觀的現象

跳傘運動員菲利克斯·鮑姆加特納(Felix Baumgartner)在平流層跳下,創造了歷史。鮑姆加特納在離地球表面37公里的高空跳下,在低氣壓的大氣層中以比聲速還快的速度自由落體,併成功降落。


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