大气的结构

地球周围的大气是由一个球体组成的混合气体,在地方举行的重力。最丰富的气体是氮气(78%),其次是氧(21%)、氩(0.9%)、二氧化碳(0.036%),和少量的氦、氖、氙氪。空气压力、大气压力是单位面积上的受力(类似于重量)一定程度上方的空气施加在它下面的任何对象。大气压力引起的大气的体积被压缩到3.4英里(5.5公里)高于地球表面,即使整个气氛数百公里厚。的大气分为几层,主要基于垂直温度梯度随高度变化显著。大气压力和空气密度随高度减小更均匀,因此不作为一个有用的方法来区分不同大气层。低36000英尺(10972 .8米)对流层大气中被称为,在通常的温度逐渐降低,约为每英里70°F(每公里6.4°C)和增加表面高度。这是因为太阳加热表面变暖的下部对流层。

对流层之上是一个边界的地区称为tropo-pause,标志着进入平流层,继续高度约31英里(50公里)。的基础平流层包含一个地区被称为一个等温,温度不变,增加高度。对流层顶是一般在夏季比冬季高海拔,也是该地区的地方急流所在地。急流狭窄,类似通道的空气流在高速度,通常超过115英里每小时(100节)。约12.5英里(20公里)以上,等温地区上层平流层气温随高度增加,回到近地表气温在31英里(50公里)。加热这个级别是由于平流层的臭氧吸收紫外线来自太阳的辐射。

-100 -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30°C

-140 -120 -100 -80 -60 -40 -20 0 140 60 80°F的温度32

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相反:大气的结构,显示和温度剖面不同层

的中间层上面是平流层,延长31至53英里(50 - 85公里)。一个等温区称为平流层顶分离平流层和中间层。中间层的空气温度显著降低在平流层顶上方,低达到-130°F (-90°C)中间层的顶部。中气层顶分离中间层的热成,这是一个热层在温度上升超过150°F (80°C)。这个层次的相对较少的氧原子吸收太阳能和热迅速,在应对变化的太阳活动可能发生了巨大的变化。热电离层继续瘦向上,一直延伸到大约311英里(500公里)的高空。高于这个水平,原子分离,能够向外射击和摆脱地球的引力。这么远的区域大气有时被称为外逸层。

除了temperature-based的气氛,可以将大气分为不同地区根据其化学和其他属性。使用这种方案,降低46.5 -62英里(75 - 100公里)的大气层可能称为均质层,大气混合,相当均匀的气体从基础到高级的比例。在上覆非均质层密集的气体(氧气、氮气)定居的基础,而较轻的气体(氢、氦)上升到更高的高度,导致化学差异与高度。

均质层的上层部分和非均质层包含大量的带电粒子被称为离子。这个地区也被称为电离层,强烈影响无线传输和的形成北极光和南极光。

大气气体产生大约相同的速度,他们被销毁或删除从大气系统,尽管一些气体逐渐增加或减少大量的如下所述。土壤细菌和其他生物制剂消除大气中的氮,而腐烂的有机物质释放回大气中氮。然而,腐烂的有机物质消除空气中的氧气结合它与其他物质产生氧化物。动物也移除大气中的氧气通过呼吸,而氧气是大气添加回通过光合作用。

大气中的水蒸气是一个极为重要的气体,但是它变化很大在浓度(0 - 4 %)从地方和时间。水蒸气是无形的;大气水只有变得可见云、雾、雨冰,当水分子结合成更大的群体。水形成气体,液体或固体,是降水落向地球,是水文的基础周期。水蒸汽也大气中传热的主要因素。一种被称为热潜热是时释放水蒸气变成固态冰或液态的水。这些热量的主要来源大气能量这是一个主要贡献者雷暴的形成,飓风和其他天气现象。水蒸气也可能发挥长期作用在大气的规定,因为它是一种温室气体,吸收很大一部分即将离任的地球辐射,导致大气变暖。

二氧化碳,虽然在浓度小,是另一个非常重要的地球大气层中的气体。二氧化碳是产生在腐烂的有机物质,火山出气从牛、白蚁和其他动物的排放,从森林砍伐和燃烧ios版雷竞技官网入口 。被植物在光合作用中,也是许多海洋生物的贝壳,CaCO3(碳酸钙)做的。当这些生物(例如,phy-toplankton)死亡,它们的外壳可以沉到海底,被埋葬,消除大气中的二氧化碳系统。像水蒸气一样,二氧化碳是一种温室气体陷阱的即将离任的太阳辐射从地球上反射,导致大气中热身。因为二氧化碳是由燃烧化石燃料释放的,所以它在大气中的浓度增加作为人类消耗更多的燃料。大气中二氧化碳的浓度自1958年以来增加了15%,足以引起相当大的全球变暖。据估计,二氧化碳的浓度会增加35%的21世纪,全球变暖进一步加强。其他气体导致温室效应,特别是甲烷(CH4),一氧化二氮(NO2),氯氟化碳(CFC)。甲烷在大气中的浓度增加。它是由细菌分解的有机物质产生的在稻田和其他环境中,白蚁,在牛的胃。NO2,微生物在土壤中产生的,也是在增加浓度1%每隔几年,即使它是被紫外线辐射在大气中。氯氟化碳得到了大量的关注因为它们长寿的温室气体在大气中的浓度增加人类活动的结果。氯氟化碳吸收热量和其他温室气体,也破坏臭氧(O3),盾牌地球的保护毯有害的紫外线辐射。广泛使用氯氟烃制冷剂和喷雾罐的推进剂。他们的使用在很大程度上减少,但是因为他们有这样的在大气中停留时间长,他们还破坏臭氧层,导致全球变暖,并将继续这样做了很多年。

臭氧(O3)发现主要在高层大气中自由氧原子与氧分子结合在平流层(O2)。臭氧的损失急剧近年来,甚至形成“臭氧空洞”几乎没有臭氧在北极和南极。目前争论的臭氧损耗有多少是由于人类活动导致的臭氧亏损chlo-rofluorocarbon生产和多少可能与自然波动臭氧浓度。

许多其他气体和颗粒物大气现象中扮演重要角色。例如,少量二氧化硫(SO2)燃烧化石燃料产生的与水混合形成硫酸,酸雨的主要有害成分。酸雨是杀死许多的生物群自然湖系统,尤其是在美国东北部,造成大范围的其他环境问题在世界各地。其他污染物呼吸问题和环境恶化的主要原因,和主要大气中颗粒物的增加在过去的一个世纪增加了这些大气粒子的危害和健康的影响。

气氛总是移动,因为更多的太阳的热量接收单位面积比两极在赤道。热空气膨胀上升中溢出,然后冷却水槽和逐渐返回到赤道。这种模式的全球空气循环形式哈德利细胞混合空气和赤道之间的中纬度地区。哈德利细胞带环绕地球的空气,沿着赤道上升、下降时水分上升在热带地区。随着空气高海拔的远离赤道,它冷却,变得干燥,然后降落在15 - 30°N和S纬度的地方回到赤道或向两极移动。哈德利细胞移动的位置南北每年的变化明显的季节性运动的太阳。高压空气下降,系统形式的特点是稳定的晴朗的天空和强烈的蒸发,公里

热电离层中间层平流层对流层

低迷

赤道低点

马纬度

极面极地高压

平流层

极性细胞

极性细胞

热电离层中间层平流层对流层

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赤道低点

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极面极地高压

* ^ 1 >极细胞

亚热带喷射

极面喷射

平流层

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赤道

极

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赤道

主要大气环流模式在地球上,在地图视图(上)和剖面(下)

因为空气太干燥。另一个对全球主要循环带是形成空气冷却的波兰人和向赤道。寒冷的极地方面形成的极地气团满足的温暖的空气流通在哈得来环流圈的热带地区。在极面之间的皮带和哈德利细胞,强劲的西风发展。极地前面的位置和程度的west-moving风是由极地高空急流的位置(在对流层上部形成),这部分是固定在青藏高原和北半球落基山脉。下降和射流的弯曲路径被称为罗斯比波,和这些部分确定的位置高,低压系统。这些罗斯比波往往半稳定在不同的季节,夏季和冬季可预测的模式。如果罗斯比波的模式在急流变化显著的季节或更长时间,它可能会导致风暴系统跟踪比正常的不同位置,导致当地干旱或洪水。改变这种全球环流也可以改变区域的位置下降,寒冷干燥的空气。这可能会导致长期的干旱和沙漠化。这种变化可能会持续几周的时间,几个月,或几年,也许可以解释一些严重的干旱,影响了亚洲,非洲,北美,和其他地方。

循环细胞类似于哈德利细胞之间的混合空气中高纬度地区和波兰和高纬度地区。地球自转的影响,修改这个简单大气环流的的照片。的科里奥利效应导致任何自由移动的身体在北半球向右转向,在南半球向左。这些效应的组合形成了熟悉的信风,东风和西风带,低迷。

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