对流层有三个主要特点:(1)气温随高度的增加而递减。这主要是因为对流层大气的热量绝大部分直接来自地面,因此离地面愈高的大气,受热愈少,气温愈低。平均每上升100米,气温降低0.6℃。(2)空气对流运动显著。对流层上部冷下部热,有利于空气的对流运动。低纬度地区受热多,对流旺盛,对流层所达高度就高;高纬度地区受热少,对流层高度就低。(3)天气现象复杂多变。近地面的水汽和杂质通过对流运动向上空输送,在上升过程中随着气温的降低,容易成云致雨。云、雨、雪等天气现象都发生在这一层。对流层与人类的关系最为密切。
(二)平流层 从对流层顶到50千米~55千米高度的范围是平流层。这一层的特点是:(1)气温的垂直分布,除下层随高度变化很小外,在30千米以上,气温随高度增加迅速上升。这是因为平流层中的臭氧大量吸收太阳紫外线而使气温升高。(2)大气以水平运动为主。平流层上部热下部冷,大气稳定,不易形成对流。(3)水汽、杂质含量极少,云、雨现象近于绝迹。大气平稳,天气晴朗,对高空飞行有利。
(三)中间层 从平流层顶到85千米高度的范围是中间层。这一层的主要特点是:(1)气温随高度增加而迅速降低。这是因为这里几乎没有臭氧。(2)上部冷、下部暖,空气的垂直对流运动相当强烈,又称高空对流层。
(四)热层 从中间层顶到500千米高度的范围是热层。这一层的特点是:气温随高度增加上升很快。这是由于该层中的大气物质(主要是氧原子),吸收了所有波长小于0.175微米的太阳紫外线①。据人造卫星观测,在300千米高度上,气温已达1000℃以上。
(五)外层 热层顶以上的大气统称为外层。这里受地球引力场的束缚很弱,一些高速运动的空气质点,经常散逸到星际空间去,所以叫做外层(又叫散逸层)。它是地球大气向星际空间过渡的层次。
问题和练习
1.地球大气是由哪些成分组成的?臭氧、二氧化碳、水汽和尘埃各有什么作用?
2.用“气温的垂直分布图”,说明大气各层气温随高度变化的情况。
3.对流层、平流层和热层的特点有何不同,与人类活动有什么关系?