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对流层和平流层的区别

对流层和平流层的区别

2024-03-23 11:27:53 565浏览

地球大气层可以根据温度的不同分为五层,其中就包括对流层和平流层,平流层位于对流层之上,而在平流层的上部,还有一个臭氧层。关于对流层和平流层,你了解多少?

对流层和平流层的区别

对流层和平流层之间的主要区别是平流层的温度开始上升。

1、对流层

对流层是大气层的最低层,它延伸到地球表面以上20公里的地方。它是地球上大部分天气发生的地方。这一层也是大气质量的主要组成部分,几乎占大气质量的80%。这一层的下部温度更高,因为它受到了地面的加热。

当我们爬得更高时,温度下降,在对流层的顶峰,温度是零下55摄氏度。大气压力与温度的作用方式相同,这意味着它会随着海拔的升高而降低。这就是登山者需要使用氧气罐才能呼吸的原因。

2、平流层

平流层是可以在地球表面12到31英里的高度找到的一层。这一层和对流层的不同之处在于,平流层的温度开始随高度上升。这意味着空气开始混合,导致总体稳定。

商用客机使用这种稳定性,因为它们在这层大气中达到巡航高度。关于平流层,我们需要提到的另一件重要的事情是,它是发现臭氧层的地方。臭氧层是保护我们和其他生物免受紫外线辐射的东西。

对流层的三个特点:

1、温度随高度的增加而降低

对流层不能直接吸收太阳的短波辐射,但能够吸收地面反射的长波辐射,从下垫面加热大气。因此,在对流层范围内,靠近地面的空气受热多,远离地面的空气受热少。海拔每升高1千米,气温约下降6.5℃。

2、空气对流

岩石圈与水圈的表面被太阳晒热,同时热辐射将下层空气烤热,冷热空气因温度不均会发生垂直对流。又由于地面有海陆之分、昼夜之别及纬度高低之差,因而不同地区温度也有差别,这就形成了空气的水平运动。

3、物理、化学过程活跃

因对流层与地表接触,地面的水蒸气、尘埃、微生物及人类活动产生、排放的物质都会进入空气。所以对流层除气流做垂直和水平运动外,化学过程也十分活跃。随着气团变冷或变热,水汽会形成雨、雪、雹、霜、露、云、雾等一系列天气现象。

对流层内的区分:

虽然位于对流层下层的大气会与地表产生摩擦,但上层的空气却没有受这种摩擦力所影响。所以在对流层上层及下层的天气现象都会有所不同。基于这种现象的差别,对流层会再被分开三层。从海平面0米至100米的地方是接地层、从100米至1公里的是艾克曼层及从1公里至对流层顶的11公里处则称为自由大气。接地层会受到与地面的摩擦比较大,所以其大气的运动及喘流甚为不规则且较为活跃。艾克曼层则会受到科里奥利力、气压倾度力和与地面的摩擦力这三道力量摩合而运动。至于自由大气故名思意,它不受地面的摩擦力所影响,大气处于一个自由运动的状态之中。

自由大气的上层部份,即对流层的上部会有急流流动着。其高度大约于离地面11公里附近,是风速最高的地方。如在日本上空流动的西风带亦是位于离地11公里的高度附近,且风速最高。虽然急流可说是于对流层内,作水平方向的大气运动之中最大规模的一种,但在垂直方向的大气运动中也属于大规模。又例如在热带地区热空气上升,到达亚热带高压带下降的哈得莱环流之类的大气环流就是其中一个例子。这样地在对流层里不断地出现作水平及垂直方向的大气运动,自由大气就是这类大气运动繁盛的一层。

平流层的物质组成:

氮气、氧气、少量的水汽、臭氧(在22~27千米形成臭氧层)、尘埃、放射性微粒、硫酸盐质点。

平流层的运动特征:

平流层内的风力分布颇为特别,首先平流层底部受到对流层顶部的西风带影响,所以几乎都吹着西风。然后,平流层上中部则会出现以下的现象。极地附近的夏季会有极昼的现象发生,所以处于夏季的半球,高纬度地区受到的日照时间会比低中纬度地区为长。因为极地附近会因臭氧层而渐渐和暖,结果形成了高压状态。反之低纬度会相对地处于低压状态。为了消除这种不稳定,就会产生出从高压处流向低压处的气流。可是这种气流又受到科里奥利力所影响而变成了东风。

因此,在平流层的上中部除了特别的场合以外,夏季会比较盛行东风,亦即东风带,称为平流层东风。而冬季来临时这个现象就会逆转发生。极地附近就会与夏季相反整天也不会受到太阳照射,结果高纬度地区就会比低中纬度地区低温,亦即进入低压状态。因此产生了从低纬度流向高纬度的气流,再因科里奥利力的影响而变成了西风,称为平流层西风。由于这种现象会随季节变化而改变风向,所以亦可被认为是季候风的一种,称之为平流层季候风。平流层西风及平流层东风的最大风速都可达到每秒约50米。