大气层形成的原因( 四 )


在电离作用产生自由电子的同时,电子和正离子之间碰撞复合,以及电子附着在中性分子和原子上,会引起自由电子的消失 。大气各风系的运动、极化电场的存在、外来带电粒子不时入侵,以及气体本身的扩散等因素,引起自由电子的迁移 。在55公里高度以下的区域中,大气相对稠密,碰撞频繁,自由电子消失很快,气体保持不导电性质 。在电离层顶部,大气异常稀薄,电离的迁移运动主要受地球磁场的控制,称为磁层 。
电离层的主要特性由电子密度、电子温度、碰撞频率、离子密度、离子温度和离子成分等空间分布的基本参数来表示 。但电离层的研究对象主要是电子密度随高度的分布 。电子密度(或称电子浓度)是指单位体积的自由电子数,随高度的变化与各高度上大气成分、大气密度以及太阳辐射通量等因素有关 。电离层内任一点上的电子密度,决定于上述自由电子的产生、消失和迁移三种效应 。在不同区域,三者的相对作用和各自的具体作用方式也大有差异 。
外层
太阳风与地磁场
外层(Exosphere)又名散逸层,热层顶以上是外大气层,延伸至距地球表面1000公里处 。这里的温度很高,可达数千度;大气已极其稀薄,其密度为海平面处的一亿亿分之一 。大气层有多厚,这的确是一个很吸引人的问题 。人类经过不懈地探索和追求,对大气层的认识越来越清晰了 。整个大气层可以分成几个层 。从地面到10~12千米以内的这一层空气,它是大气层最底下的一层,叫做对流层 。主要的天气现象,如云、雨、雪、雹等都发生在这一层里 。在对流层的上面,直到大约50千米高的这一层,叫做平流层 。平流层里的空气比对流层稀薄得多了,那里的水汽和尘埃的含量非常少,所以很少有天气现象了 。
从平流层以上到80千米这一层,有人称它为中间层,这一层内温度随高度降低 。
在80千米以上,到500千米左右这一层的空间,叫做热层,这一层内温度很高,昼夜变化很大 。从地面以上大约50千米开始,到大约1000千米高的这一层,叫做电离层 。美丽的极光就出现在电离层中 。
在离地面500千米以上的叫外大气层,也叫磁力层,它是大气层的最外层,是大气层向星际空间过渡的区域,外面没有什么明显的边界 。在通常情况下,上部界限在地磁极附近较低,近磁赤道上空在向太阳一侧,约有9~10个地球半径高,换句话说,大约有65000千米高 。在这里空气极其稀薄 。
通常把1000千米之内,即电离层之内作为大气的高度,即大气层厚1000千米。


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