地球大气层

在太空中看地球，看到的是一个大部分地区为蓝白相间的星球，就整个太阳系而言，它的颜色是最特别的一个。蓝色是因为它拥有大量呈现蓝色的水，而白色是因为地球大气层的底层很多地方会有水汽凝结而成的云层。

大气层是地球重要的保护层，根据其随高度表现出的不同特点，可分为五个层

次，从低到高分别为：对流层、平流层、中间层、热层、外逸层。

图3—1　从太空中看地球

图3—2　地球的大气层

图3—3　臭氧层

平流层位于对流层之上，大致离地高度为7千米到50千米；在地球中纬度地区，平流层的下限离地高度可达10千米。由于平流层里面没有剧烈的空气垂直对流，气流比较平稳，所以适合飞机飞行。而更重要的是，被誉为“地球保护层”的臭氧层就在平流层中，它能吸收大量的紫外线，从而有效地保护地表的生命。

思考与讨论

1. 随着海拔高度的变化，地球大气层的温度是怎么变化的？

2. 图3—4是飞机上拍摄的照片，你从照片中能判断飞机是在地球大气层的哪一层中飞行吗？为什么？

图3—4　飞行中的飞机

3. 图3—5是一张来自国际空间站的照片，其中有从地球之外所看到的新月，图中看到的蓝色部分是什么？为什么是蓝色的？

图3—5　在国际空间站拍摄到的新月

4. 空气对于地球上的生物有什么作用？太阳系中还有几个蓝色星球？它们呈现蓝色的原因和地球一样吗？

小 资 料

臭氧层　是指大气层的平流层中臭氧浓度相对较高的部分，主要作用是吸收短波紫外线。臭氧层密度不是很高，如果它被压缩成对流层中气体的密度，只有几毫米厚。

地球各地臭氧层密度大不相同，在赤道附近最厚，两极变薄。北半球的臭氧层厚度每年减少4%。现在大约4.6%的地球表面没有臭氧层，这些臭氧层空洞大多在两极之上。（图3—6）

图3—6　不同年份南极上空臭氧的浓度

对流　对流是三种主要热传递方式中的一种（另外两种分别是传导与辐射）。自然对流是指在流体之间仅有温度差存在时发生的运动，例如，热空气上升，冷空气下降（因为热空气密度较冷空气小所以会上升，反之，冷空气密度较热空气大，从而下降）。

图3—7　房屋中的空气对流运动

如图3—7所示，空气从暖气片的表面上升，受冷后下降至地面。

热层　亦称热成层、热气层或增温层。它位于中间层之上、外逸层之下，其顶部离地面约500千米。热层的空气受太阳短波辐射照射而处于高度电离的状态，电离层便存在于本层之中，而极光也是在热层顶部发生的。

图3—8　极光

极光　极光是在高纬度（北极和南极）的天空中，带电的高能粒子和高层大气（热层）中的原子碰撞造成的发光现象。带电粒子来自磁层和太阳风，它们被地球的磁场带进大气层。大多数的极光发生在所谓的极光带，这是一个经度上距离地磁极10°至20°，纬度宽约3°至6°的带状区域。极光不只在地球上出现，太阳系内的其他一些具有磁场的行星上也有极光。

实践探索

制作云雾

根据本单元学习的内容，利用下列实验器材，尝试自己制作云雾。

实验器材：

玻璃杯，黑色卡纸，玻璃胶，火柴，冰块，塑料袋

实验步骤：

图3—9　实验器材

图3—10　在玻璃杯中注入温水

1　将黑色卡纸黏在玻璃杯背面，制作出黑色的背景，并在杯中注入1/4温水，注意水不能有热气溢出。

2　划上一根火柴后吹灭它，在停滞1、2秒待其无明显烟雾溢出后放入杯中。

图3—11　点燃火柴吹灭后放入杯中

图3—12　将装有冰块的塑料袋封住杯口

3　将装有冰块的塑料袋放在杯口，将杯口完全覆盖。仔细观察冰袋下方有什么现象？半分钟后，将冰袋移开，此时杯口又出现什么现象呢？