大气层的划分
大气层随与地表面的高度不同,其内含的成份、物理、化学特征不同,科学家为了研究揭开大气的秘密,把整个大气层根据其温度变化、成分、电磁特性随高度分布的不同而分成若干层次。
[图 WT1.4,请添加少许颜色]
按温度变化科学家将大气层分为5层:
对流层:从地面到大约10~16千米处(极地大约8~9千米,赤道15~18千米),是大气层的最底层。这一层集中了约整个大气的四分之三的质量和几乎全部的水汽量。大气的对流在这一层十分发达,气温随高度的下升而均匀下降,平均每上升100米降低0.6℃,在11千米附近温度下降到-55℃。在这层里,大气的活动异常激烈,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,因而也有人称这层为气象层。
这层的顶部叫对流层顶,这里气温不再随高度上升而降低,而是基本不变,是一个很稳定的层次,对流层里的天气影响不到这儿来。这里经常晴空万里,能见度极高,空气平稳,非常适宜喷气客气的飞行。
平流层:从对流层顶向上到55千米高空附近。这一层是地球大气中臭氧集中的地方,尤其是在其下部,即在15~25千米高度上臭氧浓度最大,因而这一层又称臭氧层。由于臭氧层能大量吸收太阳辐射热而使空气温度大大升高,所以这一层的最大特点是温度随高度的上升而升高,到顶部温度增大到最大值。
平流层虽然水汽极少,天气现象比较少见,但随着气象火箭和卫星的发射,发现这一层的气流等的变化与对流层中天气变化有着密切联系,相互影响。
中层:从平流层顶向上,也就是从55千米到80千米这个范围被命名为中层大气,简称中层。在这里,温度随高度而下降,大约在80千米左右达到最低点,约为-90℃。
热层:从中层大气向上到500千米左右的范围。之所以叫热层,是因为这层中的空气分子和离子直接吸收太阳紫外辐射能量,因而运动速度很快,和高温气体一样。这里空气极其稀薄,尽管热层顶的气温可达1000℃(太阳比较宁静时)~2000℃(太阳活动剧烈时),但实际上却根本不会感到热。
逃逸层:500千米以上是外大气层,这一层顶也就是地球大气层的顶。在这里地球的引力很小。再加上空气又特别稀薄,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,最后它将告别地球进入星际空间,所以外大气层被称为逃逸层。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。
除了按温度分层外,根据大气的电磁特性,还可以将大气划分为中性层、电离层和磁层。中性层是指地面到60千米高度,这里大气各成分多处于中性,即非电离状态;在60千米~500千米的大气层称为电离层。500千米以上的称为磁层。
电离层:在这里,由于太阳辐射的影响,大气物质开始电离。根据电离层电子的浓度及对电磁波反向的不同效果,又可划分为D层(大约在60~90千米高度)、E层(约110千米高度)、F1层(约160千米高度)、F2层(300千米高度),以及更高的G层等。根据气象火箭和人造卫星的观测,大约在离地300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,实现了远距离的无线电通信。人们形容电离层为一面反射电波的“镜子”。
[图 WT1.4a 请添加少许颜色]
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,科学家利用在赤道上空36000千米高度的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,送到千家万户的电视机中。
我们还有这样的感觉,有些广播电台的广播在较远的地方白天收不到,而到晚上就能收到。这是因为D层往往在白天形成,夜间消散,它在白天起到衰减无线电波传播的作用。
磁层:在大气科学中有时还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的作用。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棗磁尾。向着太阳的一端距地心约十几个地球半径,即70000~80000千米,它的尾长(背着太阳一端)约l00个地球半径,即600多万千米。
太阳风是太阳向外抛出的稳定粒子流。它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圈的顶。
[图 wt1.4b 图示文字为:地球如同一个巨大的磁铁,磁铁的两极分别在地球的南极和北极附近。它在地球周围形成了一个巨大的磁层,保护着地球]
课件29张PPT。地球的“外衣”——大气哪些现象或事实可以证明大气的存在呢? 台风眼闪电彩虹热气球龙卷风极光大气就在我们身边你知道大气是由哪些物质组成?
你的依据是什么? 成云致雨的必要条件主要
成分次要
成分水 汽固体杂质生物体的基本成分维持生物活动的必要物质植物光合作用的原料;对地面保温吸收紫外线,使地球上的生
物免遭过量紫外线的伤害成云致雨的必要条件;对地面保温干
洁
空
气O3N2O2CO2大气各成分的作用讨论:猜想没有大气,地球将会怎样?一、大气的重要性 1. 保护地球 没有大气,昼夜温差大温差没有大气,地球无液态水水没有大气,地球上将无生命生命1、保护作用
2 、成云致雨
3、提供氧气
4 、调节温度 总之:大气层对人类很重要,
它象一件“外衣”一样保护着地球。二、大气的温度 思考:地球上各高度上的大气温度一样吗?-2002050-800125585高度/千米温度/摄氏度二、大气温度的垂直分布规律:
0~12千米, 气温逐渐降低
12~50千米, 气温逐渐升高
50~85千米,气温逐渐降低
85千米,以上气温逐渐升高。-60大气温度的垂直分布图大气温度的垂直分布有规律吗?有什么规律呢?为什么我们去登山时要注意保暖?生活在0-12千米的区域内,大气温度只是随高度增加而降低,在登山时,人登得越高,大气温度越低。练习 根据大气温度垂直分布特点,说说哈勃望远镜(约600千米高空)的外面为什么要穿一件银白色的“外衣”? 在600千米高空,大气的温度很高,银白色可以反射太阳光,从而使望远镜免受损伤根据大气温度的垂直分布特点,可以把大气分成几层?把讨论结果填如下表。0125585高度/千米气温逐渐升高大气温度的垂直分布图对流层平流层中间层暖层外层气温逐渐降低气温逐渐升高气温逐渐降低大气的分层对流层平流层中间层暖层外层雨、雪、暴雨和大部分云等天气现象臭氧层吸收紫外线使温度升高,且天气现象少,适合高空飞行流星体大部分在这燃尽,是气象研究的上界又称电离层,完成远距离无线电通讯
电话信息和电视图象通过卫星来传送五层楼依据大气的温度大气的密度大气的组成对流层地球大气总质量的3/4集中在这里对流层是大气的底层实验:1、在烧杯中加入适量的水,用酒精灯加热,烧杯中的水会流动吗?
空气受热时,是否也会和烧杯中的水一样流动起来?2、点燃一段线香,横插在橡皮泥上,把一只大号烧杯倒扣在桌面上,线香置于中间,线香的烟会是中间上升,沿四周下沉,形成对流。受热处液体上升,两侧温度较低处的液体下沉,即热水上升,冷水下降,形成水的对流。受热处空气上升,两侧温度较低处的空气下沉,即热空气上升,冷空气下降,形成空气的对流。在垂直方向上,暖空气____,冷空气_____,
在水平方向上,空气从__的地方流向__的地方。 上升下降冷热密度大密度小高压区低压区【思考】
冰箱冷藏室的冷凝管为什么要安装在冷藏室的上部?
渔贩卖带鱼的冰块放在鱼的上方还是下方效果好?冰块放在上方,便于空气对流,冷却效果好思考1、如果地球上没有大气, 仍然存在
A.狂风暴雨 B.雷电交加
C.火山喷发 D.碧海蓝天C2、大气的作用是( )。
A.是地球的外衣,保护地球。
B.大气中的各种气体是人类不可缺少的资源。
C.吸收绝大部分的紫外线,保护生物免受紫外线的伤害。
D.以上各项都是。
D3、爬山时你会感受到( )。
A.气温越来越低,空气越来越稀薄
B.气温越来越高,空气越来越稠密
C.气温越来越低,空气越来越稠密
D.气温越来越高,空气越来越稀薄A4、下列是关于大气对流层特点的描述:①气温随高度增加而递增;②空气对流运动显著;③低纬地区厚度大于高纬地区;④天气现象复杂多变。其中全部正确的一组叙述是( )A、 ①②③ B、①②④ C、②③④ D、①②③④C5、关于平流层的叙述,正确的是( ) A、平流层上冷下热,大气稳定,不易形成对流 B、气温基本上不受地面影响 C、在平流层中存在一个电离层,能反射无线电波 D、平流层有利于高空飞行,与人类的关系最为密切B6、有时地面无线电短波通讯突然中断,这可能是( ) A、对流层出现云、雨、雾、雪等天气 B、臭氧层的存在 C、电离层受到耀斑爆发的干扰 D、空气对流运动所致C读图,完成下列问题:
(1)填出大气层的名称:
A_______,B______
(2)A层气温变化特点是
___________________
(3)B层气温变化特点是
__________________
(4)填字母:
与人类关系最密切的大气层是_______,
利于大型喷气客机高空飞行的大气层是____,
有复杂天气变化的大气层是_______,
空气有显著对流运动的是_______。