科普故事:地球的外衣——大氣
發布時間:2021-04-12
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科普故事:地球的外衣——大氣
圖片來源:原創

開開陪著心心搭積木,電視中正在播放關於臭氧的科普節目。“哥哥,臭了的氧氣吸入身體裏不會生病嗎?”心心好奇地問。
“哈哈,臭氧可不是臭了的氧氣,它是一種帶有魚腥味的淡藍色氣體。大氣中的臭氧可以吸收太陽光中對人體有害的光線,避免有害光線傷害到我們,起到保護作用。”開開解釋道。
“原來是這樣呀!”心心點頭表示了解。
“臭氧層隻是地球大氣的一部分,地球大氣就像一張必不可少的毯子,為地球上的生命提供舒適的溫度,保護地球及其生命不受到輻射傷害。”媽媽端著水果走了過來。
“媽媽,您能給我們講講大氣的層次結構嗎?”開開問道。



圖片來源:原創(數據來源—《兒童太空大百科》)
“當然可以呀!”媽媽坐到開開心心身邊說道,“地球大氣由各種氣體,主要是氮氣與氧氣,水和灰塵混合而成,大約有500千米厚,分為對流層,平流層,中間層,熱層和外逸層,五部分。這五部分逐級遞增,向太空延伸。”
“咦,怎麽沒有臭氧層?”心心詫異道。
“那心心就帶著問題聽媽媽講吧!”媽媽點了下心心的小鼻尖,繼續道,“距地表最近的叫做對流層,因空氣中存在強烈對流運動而得名。對流層兩極地區厚約8千米,而赤道地區可增至18千米,這裏集中了整個大氣層質量的3/4和幾乎全部水汽。”
“為什麽空氣會產生對流運動呢?”開開問道。
“首先太陽光照到地麵上,先將地麵加熱,再由地麵將熱能傳給大氣,因此溫度隨高度增加而遞減。低處暖空氣受熱膨脹上升,而高處冷空氣冷縮下降,從而產生高低空氣對流現象。”媽媽解釋道,“這樣的氣體對流促進了熱量和水分傳輸,便形成了雲、雨、雪等天氣現象。”
“原來雲雨雪都來自對流層呀!”心心笑道。
“沒錯。對流層與自然界和人類關係最為密切,具有特別重要的意義。而從對流層頂到50千米的高空叫做平流層,顧名思義,該區域氣流運動以水平運動為主,相對平穩。”媽媽笑道,“與高度增加氣溫下降不同,在大約20千米以上,氣溫隨高度增加而顯著升高!”
“咦,為什麽?”開開不解道,“不是越高溫度越低嗎?”
“因為那裏含有大量臭氧呀!臭氧大量吸收太陽紫外線,從而使溫度升高。”媽媽回答道。
心心若有所思,“哦~原來臭氧層‘藏’在了平流層裏呀!”
“沒錯,臭氧層位於平流層內,可阻止太陽的有害紫外線照射地球。”媽媽點點頭,“而從50千米至90千米處的大氣區域叫中間層,也是大氣層最冷區域,溫度為-100℃。”
“好冷呀!”開開和心心異口同聲道。
“而90千米至500千米的大氣區域叫熱層,波長小於0.175微米的太陽紫外輻射都被該層大氣吸收,因此該區域,氣溫隨高度增加而迅速升高。太陽的X射線可將其加熱到1000℃呢!”媽媽繼續介紹道。
“哎呀,融化啦!”心心感慨道。
“哈哈,熱層再往外便是外逸層,因距離地表較遠,受到引力較小,高速運動的粒子擺脫引力束縛,不斷外逸到星際空間中,形成了無明顯邊際的最外層大氣。”媽媽說道,“這便是保護著我們的地球大氣的結構分層。”


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地球大氣由各種氣體(主要是氮氣和氧氣),水和灰塵混合而成,厚約500千米,向太空不斷延伸,漸變稀薄,並不存在真正的邊界。地球大氣可分為對流層,平流層,中間層,熱層和外逸層,五部分。其中對流層中空氣存在強烈的對流運動,形成雲、雨、雪等複雜的天氣現象,與地表自然界和人類關係最為密切。此外,與人類也存在密切關係的臭氧層位於平流層中。
大氣如同一張必不可少的毯子保護著地球上的生命,為其提供舒適的溫度,防止地麵受到輻射傷害。


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