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发信人: redfox (不知道什么名字好), 信区: Science
标  题: 地球大气有上界吗？
发信站: 哈工大紫丁香 (2000年07月12日14:17:35 星期三), 站内信件

　

科技知识：地球大气有上界吗？ 


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1999/08/14 19:27 

　

　　　人类在地球上繁衍生息几十亿年，水圈、岩石圈、生物圈和大气圈是人类赖
以生存和发展的领域。大气圈是其中重要的一个，这不仅仅因为人每时每刻都要进
行呼吸，而且我们日常所熟悉的天气过程其实就是在大气中进行的。

　　在1923年版的牛津字典上，大气层定义为：“包围一个天体的球状气体覆盖层
”。大气层在行星重力的作用下，通常保持在行星周围，近似处于一种平衡状态。
地球大气层像棉被一样包裹在地球周围，使地表在太阳落山后仍然能维持一定的温
度，给人类生存创造了相对稳定的温度环境。月球由于引力太小无法在其周围保持
大气层，因而月球上的白天和黑夜的温差相当大。

　　地球大气的许多物理特征如温度、密度、压力等都是不均匀的，因为可以分成
很多层结。分层的依据不同，得出的名称也不尽相同。例如，按电离状态可以分成
50千米高度以下的电中性部分。电离的部分又称为“电离层”，对无线电的传播起
重要作用，是电波通信不可缺少的部分。地球大气的另外一种命名系统，就是根据
温度随高度的分布，把大气层划分为对流层、平流层、中间层热层和外层。

　　大气的对流层起始于地面，一般认为10到15千米左右就是对流层层顶。在这一
个区域中温度随高度下降，因为这一层主要是靠地面反射的热辐射来加热大气，维
持一定的温度。离地面的高度越高，这种加热作用的效果就越差，温度就越来越低
。由于加热的对流作用使得这一层得名“对流层”。离地面10到15千米直至50千米
左右称为平流层，这一层中由于有臭氧等吸收太阳辐射的物质使得温度反而随高度
上升。平流层中气流相对平稳，是飞机一般常采用的飞行高度，再向上到80千米左
右称为中间层，温度再次开始下降。也有人把平流层和中间层统称为“中层大气”
。80千米以上称为热层，由于各种光化学过程的加热作用使得温度又上升。

　　大气的最外部分称为外层，又称为“逃逸层”、“外逸层”等。在这一层里，
中性粒子几乎无碰撞地沿弹道轨道运动。一般认为这一层的起始高度是400千米左
右，但这不是绝对的说法。事实上由于大气密度随高度衰减得很快，从热层开始分
层标志就不那么明显了，各层的范围也是一个大致的说法。形象地来说，若在地球
表面一个人感觉空气分子每秒都在频繁的碰撞他，到了100千米的高度就会过很长
一段时间才被碰一下，而到了400千米的高度却很长时间也碰不了一下。正是因为
在外层气体分子的自由程（两次碰撞之间走过的距离）很大，大约等于它的标高（
使气体分子密度下降一个数量级的高度，在外层高度可以达到数百千米），所以一
般认为在这一层里分子间的碰撞非常稀少，气体分子可以不与别的分子发生碰撞，
而自由逃逸出地球引力范围，这一层因此被称为“逃逸层”。

　　由于温度是衡量地球大气的一个很好的参量，因此一般所说的大气分层主要是
指按温度分层。到了400千米左右的高度上大气非常稀薄，因此有人把热层顶或逃
逸层底部作为地球大气的上界，也有人把这个高度再加上几百千米的高度作为上界
，还有人干脆认为地球大气是没有上界的。不管从那个角度去理解，有一个事实要
记住：地球大气不会像水的表面那样，在某个高度上嘎然而止，而是逐渐变稀薄，
直至溶入日地空间范围。日地空间范围里虽然密度比实验室真空还高几个数量级，
但也决不是空无一物的。绝对的真空是不存在的。

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