地球外层大气层厚度及作用

许多同学一定都想知道：地球的这个“外衣”——大气层到底有多厚？这的确是一个令人很感兴趣的问题。

古代没有飞机、火箭、人造地球卫星和宇宙飞船。那时的科学家研究大气完全是靠登山来实现的。直到18世纪末，人们所能接触到的高层大气似乎还从未超过高山的山顶。在当时欧洲各个科学研究中心附近最高的一座山要算瑞士的勃朗峰了，但也只有5千米高。后来，人们又借助热气球来观察大气，但仍然有局限性。直至人类发明了飞机、火箭、人造地球卫星，才对大气层有了更科学的认识。

人类经过不懈的探索和追求，对大气层的认识越来越清晰了。科学家们发现，在不同的高度上，大气的情况是在变化的，于是就人为地把大气分成5个不同的层次，以便于更好地研究大气。这5个层次自下而上分别为对流层、平流层、中间层、热层和外层。

对流层离我们最近，它的下界是地面。它的上界因纬度而有差异：低纬地区在17～18千米，中纬地区在10～12千米，高纬地区在8～9千米。在这个范围内，大气的温度随着高度的增加而不断下降，在11千米附近，温度下降到-55℃。在对流层里，大气活动异常激烈，或者上升，或者下降，甚至还会翻滚。正是由于这些不断变化着的大气运动，形成了多种多样复杂的天气变化，风、云、雨、雪、雾、露、雷、雹也多发生在这个层次里，所以，也有人称这层为气象层。

平流层是从对流层顶向上55千米。在这一层里，温度不再像对流层里那样不断下降了，它几乎不发生变化，然后随高度增加又增加，到平流层顶温度可达-3～17℃。这里空气成分几乎不变，水汽与尘埃几乎不存在，经常是晴空万里，能见度非常好。平流层中臭氧比较集中，在25千米高处臭氧最多，形成了所谓的臭氧层。臭氧能强烈地吸收紫外线，它对地球上的生物非常重要。

中间层是从平流层顶向上，也就是从55千米到80千米这个范围。在这里，温度随高度增加而下降，在80千米左右达到最低点，约为-90℃。

热层是从中间层向上，也就是从80千米到500千米这个范围。这里温度随高度的升高而迅速上升，最高能达到2000℃，所以称为热层。在这里空气稀薄，而且多处在高度电离状态。

外层又叫逃逸层，是500千米左右以上的大气层，这一层顶也就是地球大气层的顶。在这里地球的引力很小，再加上空气特别稀薄，气体分子互相碰撞的机会很小，因此空气分子就像一颗颗微小的导弹一样高速地飞来飞去，一旦向上飞去，就会进入碰撞机会极小的区域，最后它将告别地球逃逸层。但总的说来，逃逸掉的大气是很少的，几乎可以忽略不计。这一层温度极高，但近于等温。这里的空气也处于高度电离状态。(www.xing528.com)

大气层除了以上分的5层外，科学家们根据大气电离状态，又将60千米以上的大气层称为电离层。电离层在远距离无线电通信方面起着很重要的作用。无线电波借助于在地面和电离层之间的多次反射而传播，实现了远距离无线电通信。人们形容电离层为“一面反射电波的镜子”。不过，电离层反射的只是普通的无线电广播采用的波段，对于波长较短的无线电波则起不到反射作用。电视机采用的恰恰是波长较短的无线电波，这就是电视机为什么收看不到远处电视台节目的原因。为了能收看到大洋彼岸的电视节目，科学家们利用在赤道上空3.6万千米高度的相对静止地球卫星来传播电视信号，使生动的电视画面越过大洋或大陆，送到千家万户。

在大气科学中有时还将500千米以上的大气层称为磁层。因为在这里，地球磁场对大气的运动起着决定性作用。磁层在太阳风的作用下发生一系列变化：向着太阳的一面被压缩了，而在背着太阳的一面形成了一个类似于彗星一样的长尾巴——磁尾。向着太阳的一端距地心约十几个地球半径，即7万～8万千米，它的背着太阳一端的尾长约100个地球半径，即600多万千米。太阳风与磁层之间的边界即为磁层顶，顶以外即为星际空间。因此也有人认为磁层顶才是大气层的顶。磁层尽管离地球表面很高，但对人类确实能起到保护作用。如果没有磁层，威力巨大的太阳风会把臭氧层吹掉，甚至还会把整个大气层统统吹走。这是多么可怕的景象啊！

晚上，小明写日记时，把大气的5个层次编成了一首歌谣：

大气上下分五层，

对流层中对流生，

平流层上是中层，

热层、外层到太空。