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返回式衛星返回大氣層溫度

生活 更新时间:2024-08-08 09:17:22

從上節我們可以知道,四種飛行高度測量中,有兩種需要通過氣壓式高度表測量;

那麼什麼是氣壓式高度表呢?從名詞上來看,其測量高度與大氣壓力有關,其定義為以氣壓敏感元件作為傳感器感受大氣壓力,再根據氣壓與高度關系确定高度值的測量儀器。

那麼,在了解高度表工作原理之前。我們需要先了解,人類和動植物所賴以生存的地球大氣環境是什麼樣的。

返回式衛星返回大氣層溫度(航空航天知識科普)1

地球上的大氣層具有什麼樣的規律呢?大氣是如何分層并保護着地球上的動植物的呢?今天小航就大家一起分享下關于大氣層的基本知識。

大氣層的基本劃分層

我們常聽說大氣層,但是對其并沒有一個清晰的概念?什麼是大氣層?大氣層有多高?都包含哪些東西?現在就将這些問題一一解決。

定義:大氣層又稱大氣圈,是氣象專業用語,是指因重力因素圍繞着地球的一層混合氣體,其包圍着海洋和陸地。

多厚:大氣層厚度大概在1000千米以上,但沒有明顯界限。在離地表2000-16000公裡的高空仍有稀薄的氣體粒子存在,在地下、土壤和某些岩石中也存在少量氣體,它們也可認為是大氣圈的組成部分,大氣層空氣密度随高度升高而減小,越高空氣越稀薄。

返回式衛星返回大氣層溫度(航空航天知識科普)2

主要組成:主要成份是氮(78.1%)、氧(20.9%)、氩(0.93%)、二氧化碳(0.03%)和不到0.04%比例的微量氣體,這些混合氣體被稱為空氣。

(知識擴展:這些氣體的組成成份都是誰研究的呢?什麼時間研究的呢?其中有哪些曆史故事呢?小航以後将會和大家分享)

分層及規律特性

既然有這麼厚的大氣層,其間有存在什麼樣的規律呢?其具有什麼樣的物理特性呢?

根據氣溫垂直分布的特征,大氣層可分為對流層、平流層、中間層、熱成層和散逸層。

返回式衛星返回大氣層溫度(航空航天知識科普)3

對流層

對流層:對流層是大氣層中的最低一層,其底界為地面,頂界高度随緯度和季節而變化,是大氣中最稠密的一層,集中了約75%大氣質量和90%以上的水汽質量。

在低緯度地區平均高度為17-18公裡,在中緯度地區平均為10-12公裡,在高緯度地區平均為8-9公裡,并且夏季高于冬季,其平均厚度約為11公裡。

這層是地球生物主要的活動區域,其具有以下三個特點:

返回式衛星返回大氣層溫度(航空航天知識科普)4

(1) 溫度随高度的增加而降低。因為對流層不能直接吸收太陽的短波輻射,但能吸收地面反射的長波輻射,從而靠近地面的空氣受熱多,遠離地面的空氣受熱少。每升高1公裡,氣溫下降6.5度。

(2) 具有強烈的對流空氣對流運動。因為地表和水面被太陽曬熱,其輻射将下層空氣烤熱,冷熱空氣發生垂直對流運動;地表還存在海陸之分、晝夜之差,不同地區溫度也有差别,這就形成了空氣的水平運動。

返回式衛星返回大氣層溫度(航空航天知識科普)5

(3) 溫度和濕度分布不均勻。對流層與地表接觸,水蒸氣、塵埃等物質進入空氣,故該層除了氣流垂直和水平運動外,物理化學過程也十分活躍,并伴随着氣團變冷或變熱,因此雨、雪、雲、雷暴等天氣現象都是發生在這一層。

平流層

平流層位于對流層頂之上,頂界約延伸到50-55km。平流層中随高度的升高,氣溫最初保持不變或微有上升,到25-30km,氣溫升高較快。

返回式衛星返回大氣層溫度(航空航天知識科普)6

平流層中,氣流主要表現為水平方向運動,對流現象弱,這裡基本上沒有水汽,天氣晴好,對飛行來講空氣阻力小,适合飛機航行。

在20-30km高處,氧分子在紫外線的作用下形成臭氧層,像一道屏障一樣保護着地球生物免受紫外線及高能粒子的襲擊。

知識拓展:平流層頂存在生物的可能性

平流層頂是平流層上部的逆溫層,位于平流層與中間層之間的過渡層,約在50-55千米高處,大氣中的臭氧到此消失,因此又稱為"臭氧頂層",由于臭氧對太陽紫外線的強烈吸收,造成平流層上部溫度明顯升高,在平流層上界溫度可到達-3-17℃,而這一溫度創造了适合微生物生存的潛在家園,這些微生物可能是被風暴、火山噴發及高海拔飛機等人類活動帶至平流層中,現在這一可能性還在驗證之中,收集這些生物樣本的科技還在發展。

返回式衛星返回大氣層溫度(航空航天知識科普)7

今天我們了解了大氣層的定義、組成及分層中的對流層和平流層,對我們生活中的地球環境有了進一步的了解。今天我們的分享就到這裡,下次小航繼續與大家分享中間層、熱成層、散逸層等知識及對通信非常有用的電離層,保護地球不受太陽風侵害的地球磁層。謝謝!!

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小航對航空航天有關人物、故事及科普知識非常感興趣,希望通過分享即獲得學習的樂趣,又能與大家共同進步。如果你也對航空航天知識感興趣,那就關注小航,一起成長吧,謝謝!!

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