02.26 先科普我們一下,覆蓋地球的大氣層是多少米?

方青47


大氣層雖然看不見,也不摸著,但是它的存在卻跟地球上所有的生物息息相關。大氣層的作用不光是給我們提供可以呼吸的氣體,它還可以起到比如保持地球的溫度、維持生命物質的循環、阻擋各種宇宙射線、燃燒來襲的隕石……等等重要的作用。

我們都知道,大氣層其實就是包裹著地球的一層厚厚的混合氣體,既然如此,它必定會有一個厚度,那麼覆蓋地球的大氣層是多少米呢?

這個看似簡單的問題,實際上卻是很難回答的,這是因為大氣層的密度並不是一成不變的,它會隨著高度的增加而減少,也就是說,大氣層與外太空是沒有明顯的分界線的。正因為這個原因,在大多數的情況下,人們對地球大氣層的高度的定義都比較模糊。

在上個世紀,美國物理學家西奧多.馮.卡門曾經指出,因為在海拔大約10萬米的位置,空氣就會因為太過稀薄而不能給飛行器提供飛行的升力,所以這個位置就可以看成是大氣層與外太空的分界線。

這條分界線被命名為“卡門線”,後來被人們廣泛採納。所以說,通常情況下我們都可以簡單地認為大氣層的厚度為10萬米。順便講一下,在地球上看到的那些美麗的極光,就產生於“卡門線”附近。

但從嚴格意義上來講,在地球上空,只要空氣的平均密度高於宇宙空間的平均值,那麼這個位置就還是應該認為是大氣層。而在“卡門線”以外,還是有空氣存在的,只是非常稀薄而已,所以從這方面來講,大氣層的厚度就應該再向外擴展。

上圖為地球大氣層的簡單結構圖,我們可以看到,大氣層的最外層是散逸層。在這裡,大氣層中的氫原子和氦原子源源不斷地向宇宙空間逃逸,從而形成一層極為稀薄的大氣。

科學家發現,散逸層外圍的氫原子和氦原子,會在太陽的遠紫外線輻射的作用發出微弱的輻射,這使地球看上去像是擁有一個類似太陽的“日冕”一樣的結構,所以他們將這片區域命名為“地冕”。

因此我們可以得出,嚴格意義的大氣層邊界,就應該是“地冕”的邊界,我們只需要通過對“地冕”中的輻射現象進行觀測,就可以得到大氣層邊界的準確數據。

1995年,由NASA和歐洲航天局共同研製的“太陽和太陽風層探測器”(簡稱SOHO)發射升空,除了觀測太陽以外,這個探測器也肩負著觀測“地冕”的重要任務。

時至今日,通過對SOHO多年來收集到的“地冕”數據的分析,科學家們最終得出了“地冕”的邊界為距離地球表面63萬公里的位置,也就是說,地球的大氣層總共有6.3億米。

按照這個定義來講,地球的大氣層比大多數人想象中的厚多了,甚至連月球都被包裹在地球的大氣層之中,這也意味著,到今天為止,我們人類從來沒有離開過地球的範圍!


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魅力科學君


地球大氣層是地球引力的作用,大量氣體聚集在地球周圍,形成數千公里的大氣層。

隨著離地高度的增加,氣體密度越來越小。在3000公里的高空仍然能發現罕見的大氣層。多數學者認為,大氣層的上限可能延伸至地面以上約6400公里。



科學家估計,大氣質量約為6000萬億噸,約佔地球總質量的百萬分之一。按大氣氣體體積分數分類,其主要成分除水蒸氣和粉塵外,還包括:氮氣78%、氧氣21%、氬氣0.93%、二氧化碳0.03%、氖氣0.0018%。



從地表垂直向上,大氣通常分為五層:

對流層、平流層、中間層、熱層和逃逸層。

對流層:12km左右(赤道地區18~19km,極地地區8~10km)

平流層:50km左右

中間層:80km左右

熱層:80km到約500km

熱層以上的大氣層稱為逃逸層。


簡單的科學


地球表面有著一層1000千米左右的大氣層,這是地球上所有生物乃至人類得以生存發展的必要條件。正是在大氣層的作用之下,地球才會有了氧氣,地面的溫度也可以保持在合適的範圍之內。

當太陽光照射地球的時候,大氣會吸收反射一部分,讓太陽的能量減弱一部分。而太陽輻射的強度實際上是跟隨著大氣層的變化有所不同。

地球大氣層對人類的重大意義

白天的時候,太陽照射在地面上,大氣讓太陽的能量均勻擴散開來,地面的溫度也就不會大起大落,會比較均勻同時比較緩慢的逐漸升高。

而夜晚的時候,反應和白天正好相反,地面會將白天獲得的能量在空氣中散開,在大氣層的作用下這種過程也是緩慢而持續的,所以即使是夜晚,地面溫度也不會達到一個很低的界限。

大家不要小看這個反覆的過程,正是大氣的這種相關作用,讓地面溫度保持在一個和諧的範圍。既不會超高讓人受不了,也不會極度低下。

除了這些之外,太陽系實際上並不安定,時刻會有各種石頭飛向地球,很多都在地球的引力之下以極快速度向著地球奔去。但是大氣層成功阻擋了石頭的去路,讓它們發生了劇烈摩擦,最終自燃。很多流星實際上都是這些外來飛客,它們因為大氣層減慢了速度並且不由燃燒起來。

除之之外大氣層成功吸收掉其他恆星或者星系發出的有害射線信號等等,讓地球環境保持在一個溫度的界限。假如沒有地球大氣層,那麼人類很有可能就不復存在了。當然並不只有地球一個星球擁有大氣層,像火星、土衛二等都擁有大氣層,但是沒有哪一個大氣層是正好適合人類的。

結語:地球大氣層主要由78%的氨氣、21%的氧氣和其他成分共同組成,正是這些複雜的配比才為人類的生活創造更多可能。


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