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高层大气,是指地球大气开始电离(约60千米)以上的大气区域。对于高层大气起始高度的划分不尽一致,如有人把探空气球可上升到30千米高度作为高层大气下限,也有人把中间层顶(约80千米)以上的大气区域称为高层大气。高层大气上界的层状结构已不明显,由于收到太阳辐射的缘故,高层大气粒子速度很高,这些大气粒子有可能克服地球引力的束缚而逃离地球大气层,而宇宙空间的气体粒子也有可能进入高层大气。

性质

高层大气的热状态受太阳紫外辐射加热所控制,使得约80千米以上大气温度随高度增高而增大,并随时间、经纬度、太阳活动、磁层扰动等而变化。太阳紫外辐射造成高层大气氧分子的分解。太阳紫外辐射和X射 线又使N2、O2和O等电离形成电离层。高层大气粒子受太阳辐射激发和太阳高能粒子的轰击,能产生气辉夜光云、极光等发光现象。

大气分层

地球大气按其基本特性可分为若干层,但按不同的特性有不同的分层方法。常见的分层方法有:①按热状态特征 ,可分为对流层、平流层 、中间层 、热层和 外层(又称外逸层或逃逸层)。接近地面、对流运动最显著的大气区域为对流层,对流层上界称对流层顶,在赤道地区高度约17~18千米,在极地约8千米;从对流层顶 至约50千米的大气层称平流层,平流层内大气多作水平运动,对流十分微弱,臭氧层即位于这一区域内;中间层又称中层,是从平流层顶至约80千米的大气区域;热层是中间层顶至300~500千米的大气层;热层顶以上的大气层称外层大气。②按大气成分随高度分布特征,可分为均匀层和非均匀层。均匀层是指从地面到约80千米的大气层,因其大气各成分所占的体积百分比保持不变。均匀层的平均分子量为28.966克/摩尔,为一常数。非均匀层为80千米以上的大气区域,不同大气成分所占的体积百分比随高度而变,平均分子量不再是常数。③按大气的电离特征,可分为电离层和中性层。中性层又称非电离层 ,是指以中性成分为 主的大气层。电离层又可分为D 层、E层和F层。
在80千米以下,大气处于均匀混合状态;而在约80千米以上,大气湍流逐渐消失,逐渐过渡到分子扩散平衡状态 ,约在120千米以上达到完全扩散平衡 。扩散平衡就 是在重力场作用下,大气中重的成分分布于低层,轻的成分分布于高层,使得大气的平均摩尔分子量随高度递减。高层大气中除分子运动外,还有全球尺度的环流、潮汐和声重波等宏观运动。

大气探测

高层大气的探测方法可分为间接法和直接法。

①间接法

在观测目标以外(主要在地面),利用探测仪器观测高层大气中的物理现象如流星、极光、气辉等,推算不同高度的大气成分、密度和温度;或通过研究声、光、电波在大气中的传播特性,及其穿透大气时所发生的变化,探测大气不同高度上的密度、温度和电离程度等。

②直接法

利用飞机、气球、火箭和人造地球卫星等飞行器,把探测仪器带到所要观测的空间,测定飞行器周围的大气参量;或通过研究空间环境对飞行器的影响,如卫星的大气制动来探测大气密度。
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- 来自原声例句
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