大氣層有什么用處?

【專家解說】：大氣 包圍地球的空氣稱為大氣。象魚類生活在水中一樣，我們人類生活在地球大氣的底部，并且一刻也離不開大氣。大氣為地球生命的繁衍，人類的發(fā)展，提供了理想的環(huán)境。它的狀態(tài)和變化，時時處處影響到人類的活動與生存。大氣科學是研究大氣圈層的一門科學。它研究大氣的具體情況，包括組成大氣的成分、這些成分的分布和變化、大氣的結構、大氣的基本性質和主導狀態(tài)的運動規(guī)律。 大氣的運動變化是由大氣中熱能的交換所引起的，熱能主要來源于太陽，熱能交換使得大氣的溫度有升有降?？諝獾倪\動和氣壓系統(tǒng)的變化活動，使地球上海陸之間、南北之間、地面和高空之間的能量和物質不斷交換，生成復雜的氣象變化和氣候變化。大氣科學將從氣壓的變化、氣壓分布不均形成的氣壓場和氣壓系統(tǒng)、各層大氣中空氣運動的各種情況、風的現(xiàn)象和性質等方面，深入研究大氣中各種環(huán)流系統(tǒng)、天氣系統(tǒng)，以及基于流體力學、熱力學研究大氣運動的本質和現(xiàn)象。天氣，從現(xiàn)象上來講，絕大部分是大氣中水分變化的結果。在太陽輻射、下墊面強迫作用和大氣環(huán)流的共同作用下，形成的天氣的長期綜合情況稱為氣候。大氣科學將研究氣候的成因，不同區(qū)域的氣候狀況，氣候變遷以及人類活動對氣候的影響等問題。 大氣污染對大氣物理狀態(tài)的影響，主要是引起氣候的異常變化。這種變化有時是很明顯的，有時則以漸漸變化的形式發(fā)生，為一般人所難以覺察，但任其發(fā)展，后果有可能非常嚴重。大氣是在不斷變化著的，其自然的變化進程相當緩慢，而人類活動造成的變化禍在燃眉，已引起世界范圍的殷切關注，世界各地都已動員了大量人力、物力，進行研究、防范、治理?？刂拼髿馕廴?，保護環(huán)境，已成為當代人類一項重要事業(yè)。 大氣變暖 甲烷作祟 據(jù)有關報道，中國科學院的科研人員近日利用自行設計的高精度冰芯氣泡甲烷提取分析系統(tǒng)，對青藏高原達索普冰芯進行了研究測試、實驗分析，獲得了近兩千年來高分辨率中低緯度大氣甲烷紀錄，使大氣溫室氣體與全球氣候變化相互作用的研究取得了突破性進展。通過對青藏高原達索普冰芯中甲烷記錄的研究，科研人員發(fā)現(xiàn),1850年以來大氣中甲烷含量急劇上升，在過去的150年里上升了1.4倍。而在兩次世界大戰(zhàn)期間人類活動甲烷排放呈負增長。專家稱，這一研究將 為全球大氣的分布和變化特征提供定量評估的依據(jù)。 研究表明，隨著溫室氣體的不斷排放，地球大氣的“溫室效應”會越來越強。溫室氣體主要由水蒸氣、二氧化碳、甲烷、氮氧化物、氟里昂等成分組成，其中甲烷的溫室效應是二氧化碳的20倍，且在大氣中的濃度呈現(xiàn)出快速增長的趨勢。此外，研究還預測出：隨著溫室氣體的大量排放，全球氣溫將普遍上升。同時，地球生態(tài)系統(tǒng)將面臨中緯度地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)和農業(yè)帶向極區(qū)遷移和生物多樣性降低的威脅，突發(fā)性的氣候災難頻度增強，這些都將直接影響人類的生存與發(fā)展。 近年來，隨著全球人口的增長和人類活動的加劇，人類向大氣中排放的溫室氣體越來越多，使大氣中溫室氣體的含量成倍增加。專家指出，這些溫室氣體將通過氣候系統(tǒng)控制自然能量的流向，從而影響全球氣候的變化。事實上，人類排放到大氣中的氣體無一例外都要通過自然過程來消除，而消除過程本身則要通過破壞現(xiàn)有的氣候、環(huán)境及生態(tài)系統(tǒng)來完成。人類愈發(fā)認清：在環(huán)境污染的肇事者名單中，無人可以逃脫；而在環(huán)境惡化的受害人名單中，也沒誰可以幸免！我們每一個人不僅僅是環(huán)境污染的受害者，也是環(huán)境污染的制造者，更是環(huán)境污染的治理者。環(huán)境保護不僅僅是一個口號、一個話題，它更是一門系統(tǒng)的科學，更是一種意識、一種理念、一種生活方式。環(huán)境保護不但需要政府和專家學者，也需要公眾的廣泛參與 大氣層 大氣層又叫大氣圈，地球就被這一層很厚的大氣層包圍著。大氣層的成分主要有氮氣，占78．1％；氧氣占20．9％；氫氣占0．93％；還有少量的二氧化碳、氦氣、氖氣、氪氣、氙氣和水蒸氣。大氣層的空氣密度隨高度而減小，越高空氣越稀薄。大氣層的厚度大約在1000千米以上，但沒有明顯的界限。整個大氣層隨高度不同表現(xiàn)出不同的特點，分為對流層、平流層、中間層、暖層和散逸層，再上面就是星際空間了。 對流層在大氣層的最低層，緊靠地球表面，其厚度大約為10至20千米。對流層的大氣受地球影響較大，云、霧、雨等現(xiàn)象都發(fā)生在這一層內，水蒸氣也幾乎都在這一層內存在。這一層的氣溫隨高度的增加而降低，大約每升高1000米，溫度下降5～6℃。動、植物的生存，人類的絕大部分活動，也在這一層內。因為這一層的空氣對流很明顯，故稱對流層。對流層以上是平流層，大約距地球表面20至50千米。平流層的空氣比較穩(wěn)定，大氣是平穩(wěn)流動的，故稱為平流層。在平流層內水蒸氣和塵埃很少，并且在30千米以下是同溫層，其溫度在－55℃左右。平流層以上是中間層，大約距地球表面50至85千米，這里的空氣已經(jīng)很稀薄，突出的特征是氣溫防高度增加而迅速降低，空氣的垂直對流強烈。中間層以上是暖層，大約距地球表面100至800千米。暖層最突出的特征是當太陽光照射時，太陽光中的紫外線被該層中的氧原子大量吸收，因此溫度升高，故稱暖層。散逸層在暖層之上，為帶電粒子所組成。 除此之外，還有兩個特殊的層，即臭氧層和電離層。臭氧層距地面20至30千米，實際介于對流層和平流層之間。這一層主要是由于氧分子受太陽光的紫外線的光化作用造成的，使氧分子變成了臭氧。電離層很厚，大約距地球表面80千米以上。電離層是高空中的氣體，被太陽光的紫外線照射，電離成帶電荷的正離子和負離子及部分自由電子形成的。電離層對電磁波影響很大，我們可以利用電磁短波能被電離層反射回地面的特點，來實現(xiàn)電磁波的遠距離通訊。 在地球引力作用下，大量氣體聚集在地球周圍，形成數(shù)千公里的大氣層。氣體密度隨離地面高度的增加而變得愈來愈稀薄。探空火箭在3000公里高空仍發(fā)現(xiàn)有稀薄大氣，有人認為，大氣層的上界可能延伸到離地面6400公里左右。據(jù)科學家估算，大氣質量約6000萬億噸，差不多占地球總質量的百萬分之一，其中包括：氮78%、氧21%、氬0.93%、二氧化碳0.03%、氖0.0018%，此外還有水汽和塵埃等。 根據(jù)各層大氣的不同特點（如溫度、成分及電離程度等），從地面開始依次分為對流層、平流層、中間層、熱層（電離層）和外大氣層。 接近地球表面的一層大氣層，空氣的移動是以上升氣流和下降氣流為主的對流運動，叫做“對流層”。它的厚度不一， 其厚度在地球兩極上空為8公里，在赤道上空為17公里，是大氣中最稠密的一層。大氣中的水氣幾乎都集中于此，是展示風云變幻的“大舞臺”：刮風、下雨、降雪等天氣現(xiàn)象都是發(fā)生在對流層內。 對流層上面，直到高于海平面50公里這一層，氣流主要表現(xiàn)為水平方向運動，對流現(xiàn)象減弱，這一大氣層叫做“平流層”，又稱“同溫層”。這里基本上沒有水氣，晴朗無云，很少發(fā)生天氣變化，適于飛機航行。在20～30公里高處，氧分子在紫外線作用下，形成臭氧層，像一道屏障保護著地球上的生物免受太陽高能粒子的襲擊。 平流層以上，到離地球表面85公里，叫做“中間層”，又稱“散逸層”。中間層以上，到離地球表面500公里，叫做“熱層”。在這兩層內，經(jīng)常會出現(xiàn)許多有趣的天文現(xiàn)象，如極光、流星等。人類還借助于熱層，實現(xiàn)短波無線電通信，使遠隔重洋的人們相互溝通信息，因為熱層的大氣因受太陽輻射，溫度較高，氣體分子或原子大量電離，復合機率又少，形成電離層，能導電，反射無線電短波。 熱層頂以上是外大氣層，延伸至距地球表面1000公里處。這里的溫度很高，可達數(shù)千度；大氣已極其稀薄，其密度為海平面處的一億億分之一。