大氣層介紹

地球最初形成時，大氣中的主要成分是二氧化碳、甲烷、氫氣、氨氣和水汽，然而經過十幾億年左右的一連串化學、生物因子所引起的變化，導致如今大氣的成分主要是氮和氧。

在地球大體成形並且由高溫慢慢冷卻時，大量的氣泡夾雜著水氣形成多雲的大氣。這些雲氣後來絕大部分形成雨滴不斷降下，形成最初的海洋。在下完這場大雨之後，由於雲氣散了，太陽的光線有更多機會照射進當時的大氣層底部，於是大氣中的甲烷和氨氣隨即被日光分解，過程中釋出的氫氣由於本身較輕，因此大部分都逸散入太空，留下二氧化碳和氮。



一直到大約35億年前開始，地球有了能行光合作用的原始生物(古生藍綠藻一類的生物)，自從有了這些生物以後，大氣中的二氧化碳變不斷的經由光合作用而被氧氣所取代，而這些氧氣又有一部分游離至高空，漸漸形成今天的臭氧層。爾後，生物又演化出行呼吸作用的一群，一直不斷使得大氣中的二氧化碳、氧氣含量相互取代、拉鋸，大約一直要到距今10億年前左右，大氣中的二氧化碳與氧氣的比例才漸漸演變成類似於現在大氣組成的型式。



因此總的說來，現今的大氣主要包含了氮氣、氧氣、水汽以及二氧化碳；而地球形成之初，二氧化碳、甲烷、氫氣、氨氣和水汽則是大氣中的主要氣體，促成這些變化的，則是地球冷卻所引發的一連串化學變化，以及後來光合作用、呼吸作用生物的出現



大氣層是由五個主層所構成

對流層這一個層次從地面向上，直到10千米左右的範圍，是大氣層的最底層。在這個範圍內，大氣的溫度隨著高度的增加而不斷下降。在11千米附近，溫度下降到 -55℃。在這層裏，大氣活動異常激烈，或者上升，或者下降，甚至還會翻滾。正是由於這些不斷變化著的大氣運動，形成了多種多樣複雜的天氣變化，風、雲、雨、雪、霧、露、雷、雹也多發生在這個層次裏，所以也有人稱這層為氣象層。這層的頂叫對流層頂。

　 平流層從對流層頂向上到55千米附近。在這個範圍裏，溫度不再像對流層裏那樣不斷下降了，它開始幾乎不發生變化，然後隨高度增加又增加，到平流層頂溫度可達 -3~17℃。這裏空氣成分幾乎不變，水汽與塵埃幾乎不存在，所以這裏經常是晴空萬里，能見度高。平流層中臭氧比較集中，在25千米高處臭氧最多，形成了所謂臭氧層，臭氧能強烈地吸收紫外線，它對地球上的生物非常重要。

　 中層 從平流層頂向上，也就是從55千米到80千米這個範圍被命名為中層大氣，簡稱中層。在這裏，溫度隨高度而下降，大約在80千米左右達到最低點，約為-90℃。

　 熱層 從中層大氣向上，也就是從80千米到500千米左右的範圍，這裏溫度隨高度迅速上升，可達到1000~2000℃。所以稱為熱層。在這裏空氣高度稀薄，而且多處在高度電離狀態。

　逃逸層　500千米以上是外大氣層，這一層頂也就是地球大氣層的頂。在這裏地球的引力很小，再加上空氣又特別稀薄，氣體分子互相碰撞的機會很小，因此空氣分子就像一顆顆微小的導彈一樣高速地飛來飛去，一旦向上飛去，就會進入碰撞機會極小的區域，最後它將告別地球進入星際空間，所以　　外大氣層被稱為逃逸層。但總的說來，逃逸掉的大氣是很少的一部分，幾乎可以忽略不計。這一層溫度極高，但近於等溫。這裏的空氣也處於高度電離狀態。

　電離層　除了以上的分層外，科學家根據大氣電離狀態，又將60千米以上的大氣層稱為電離層，電離層在遠距離無線電通信方面起著很重要的作用，無線電波借助於在地面和電離層之間的多次反射而傳播，實現了遠距離的無線電通信。人們形容電離層為“一面反射電波的鏡子”.　

　不過，電離層反射的只是普通的無線電廣播採用的波段，對於波長較短的無線電波則起不到反射作用。電視機採用的恰恰是彼長較短的無線電波，這就是電視機為什麼收看不到遠處電視臺節目的原因。為了能收看到大洋彼岸的電視節目，科學家利用在赤道上空36000千米高度的靜止地球衛星來傳播電視信號，使生動的電視畫面越過大洋或大陸，送到千家萬戶的電視機中。

　　磁層　在大氣科學中有時還將500千米以上的大氣層稱為磁層。因為在這裏，地球磁場對大氣的運動起著決定性的作用。磁層在太陽風的作用下發生一系列變化：向著太陽的一面被壓縮了，而在背著太陽的一面形成了一個類似於慧星一樣的長尾巴 ——磁尾。向著太陽的一端距地心約十幾個地球半徑，即70000一80000千米，它的尾長（背著太陽一端〕約100個地球半徑，即600多萬千米。

　　太陽風與磁層之間的邊界即為磁層頂，頂以外即為星際空間。因此也有人認為磁層頂才是大氣圈的頂。

　　磁層儘管離地球表面很高，但對人類確實能起到保護作用。如果沒有磁層，威力巨大的太陽風會把臭氧層吹掉，甚至還會把整個大氣層統統吹走。這是多麼可怕的景象啊！