1.地球大气层 |
大气层的厚度,也就是大气和宇宙之间的边界,又不同的看法。有人认为150-200公里高度就是宇宙空间的起点,另一些人认为大气以外才是它的边界,但大气的终点在何处是不十分清楚的。大气离地球表面越远就越稀薄,并且不知不觉地变成了行星际介质了。但是人民根据大气的某些特征,还是把大气层分为:对流层(变温层)、平流层(同温层)、中间层、电离层(热层)和散逸层。 对流层的平均高度在地球中纬度区月11公里,距赤道约17公里,在两极约8公里。由于地球对大气的引力,在对流层内几乎包含了大气质量的四分之三,因此该层的大气密度最大,大气压力也最高。并且大气中含有大量水蒸气,所以雨雪云雾等气象变化也仅仅产生在对流层中。另外,由于地形和地面温度的影响,对流层内不仅有空气的水平流动,也垂直流动。这就是把这一层称为对流层的主要原因。 从对流层顶起到离地面大约30公里之间称为平流层。在平流层内空气只有水平流动,这种水平流动主要是由于地球的自转造成的。同时该层的空气温度几乎不变,始终保持在-56.5℃左右,所以又叫做同温层。同温层内集中了全部大气质量的四分之一不到一些,所以大气的绝大部分都集中在对流层和平流层这两层大气内,而且目前大部分的大气飞行器也只在这两层内活动。在第二次世界大战期间,高空飞行的美国轰炸机发现,正好在对流层顶上有一层“急流”,时速为800公里的稳定的水平风。如果遇上这种风就会得到意外的方便。从相对运动的原理看来,高空飞行的飞机若以800公里/小时的速度迎着气流飞行,在地面上看就似乎静止不动,据说这种现象有人在朝鲜战争中曾经看到过,平流层内没有垂直的空气流动,飞机可以飞的非常平稳,所以喷气式旅客机通常都在对流层顶到平流层内飞行,象波音707的飞行高度为10.6公里,协和式超音速客机亚音速飞行时的高度为11.2公里,超音速飞行时的高度为18.3公里。 中间层从离地30公里到80至100公里。中间层内有大量的臭氧,大气质量只占大气总量的三千分之一。从这层开始称为“高层大气”。载人的高空飞行器可以达到这一层的低部34.5公里,不载人的气球可以更高一点,到达46公里。这是大气飞行器的飞行高度极限了。 中间层以上到离地500公里左右就是电离层。这一层内含有大量的离子(主要是带负电的离子),它能反射无线电波,这对短波无线电通讯具有重要意义。在这一层内空气温度从-90℃升高到1000℃,所以又叫它热层,这里对亚里士多德原来的“火层”假设的一个绝妙的呼应。当然这里所说的温度已经不是通常意义上的温度了,它只不过是非常稀薄的带电粒子运动速度的一种度量吧了。 散逸层位于距地面500公里到1600公里之间。有人称之为“外大气圈”。1600公里以上的大气和宇宙空间就很难区分了。苏联的第一颗人造地球卫星在近日点时位于中间层内,那里虽然空气密度很小,但空气阻力还足以使卫星每飞行一周就稍稍变慢,逐渐降低高度,最后落入低层大气燃毁。利用人造卫星的这种减速效应,可以测量大气密度。据测量,在240公里处的大气密度是海平面密度的千万分之一(10-7),而在360公里处仅仅是海平面密度的万亿分之一(10-12)。 |
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对流层和平流层内的大气参数可以用下述公式近似表达: |
H=0m  H<11000m 
H=11000m 
H>11000m 
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外层空间目前已经变的相当热闹了,各种军事的和非军事的卫星,根据1981年6月北美航空宇航防御司令部的调查有4555个,至于用于无线电通讯的同步卫星轨道上的卫星位置,不久亦将占满。 |