从上节我们可以知道,四种飞行高度测量中,有两种需要通过气压式高度表测量;

那么什么是气压式高度表呢?从名词上来看,其测量高度与大气压力有关,其定义为以气压敏感元件作为传感器感受大气压力,再根据气压与高度关系确定高度值的测量仪器。

那么,在了解高度表工作原理之前。我们需要先了解,人类和动植物所赖以生存的地球大气环境是什么样的。

返回式卫星返回大气层温度(航空航天知识科普)(1)

地球上的大气层具有什么样的规律呢?大气是如何分层并保护着地球上的动植物的呢?今天小航就大家一起分享下关于大气层的基本知识。

大气层的基本划分层

我们常听说大气层,但是对其并没有一个清晰的概念?什么是大气层?大气层有多高?都包含哪些东西?现在就将这些问题一一解决。

定义:大气层又称大气圈,是气象专业用语,是指因重力因素围绕着地球的一层混合气体,其包围着海洋和陆地。

多厚:大气层厚度大概在1000千米以上,但没有明显界限。在离地表2000-16000公里的高空仍有稀薄的气体粒子存在,在地下、土壤和某些岩石中也存在少量气体,它们也可认为是大气圈的组成部分,大气层空气密度随高度升高而减小,越高空气越稀薄。

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主要组成:主要成份是氮(78.1%)、氧(20.9%)、氩(0.93%)、二氧化碳(0.03%)和不到0.04%比例的微量气体,这些混合气体被称为空气。

(知识扩展:这些气体的组成成份都是谁研究的呢?什么时间研究的呢?其中有哪些历史故事呢?小航以后将会和大家分享)

分层及规律特性

既然有这么厚的大气层,其间有存在什么样的规律呢?其具有什么样的物理特性呢?

根据气温垂直分布的特征,大气层可分为对流层、平流层、中间层、热成层和散逸层。

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对流层

对流层:对流层是大气层中的最低一层,其底界为地面,顶界高度随纬度和季节而变化,是大气中最稠密的一层,集中了约75%大气质量和90%以上的水汽质量。

在低纬度地区平均高度为17-18公里,在中纬度地区平均为10-12公里,在高纬度地区平均为8-9公里,并且夏季高于冬季,其平均厚度约为11公里。

这层是地球生物主要的活动区域,其具有以下三个特点:

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(1) 温度随高度的增加而降低。因为对流层不能直接吸收太阳的短波辐射,但能吸收地面反射的长波辐射,从而靠近地面的空气受热多,远离地面的空气受热少。每升高1公里,气温下降6.5度。

(2) 具有强烈的对流空气对流运动。因为地表和水面被太阳晒热,其辐射将下层空气烤热,冷热空气发生垂直对流运动;地表还存在海陆之分、昼夜之差,不同地区温度也有差别,这就形成了空气的水平运动。

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(3) 温度和湿度分布不均匀。对流层与地表接触,水蒸气、尘埃等物质进入空气,故该层除了气流垂直和水平运动外,物理化学过程也十分活跃,并伴随着气团变冷或变热,因此雨、雪、云、雷暴等天气现象都是发生在这一层。

平流层

平流层位于对流层顶之上,顶界约延伸到50-55km。平流层中随高度的升高,气温最初保持不变或微有上升,到25-30km,气温升高较快。

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平流层中,气流主要表现为水平方向运动,对流现象弱,这里基本上没有水汽,天气晴好,对飞行来讲空气阻力小,适合飞机航行。

在20-30km高处,氧分子在紫外线的作用下形成臭氧层,像一道屏障一样保护着地球生物免受紫外线及高能粒子的袭击。

知识拓展:平流层顶存在生物的可能性

平流层顶是平流层上部的逆温层,位于平流层与中间层之间的过渡层,约在50-55千米高处,大气中的臭氧到此消失,因此又称为"臭氧顶层",由于臭氧对太阳紫外线的强烈吸收,造成平流层上部温度明显升高,在平流层上界温度可到达-3-17℃,而这一温度创造了适合微生物生存的潜在家园,这些微生物可能是被风暴、火山喷发及高海拔飞机等人类活动带至平流层中,现在这一可能性还在验证之中,收集这些生物样本的科技还在发展。

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今天我们了解了大气层的定义、组成及分层中的对流层和平流层,对我们生活中的地球环境有了进一步的了解。今天我们的分享就到这里,下次小航继续与大家分享中间层、热成层、散逸层等知识及对通信非常有用的电离层,保护地球不受太阳风侵害的地球磁层。谢谢!!

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