关于大气层的认识,早在公元前4世纪,希腊哲学家亚里士多德就提出了天球与地球之间存在一层气体,即人们所说的大气层。
在17世纪,英国科学家罗伯特•波义耳通过实验发现了空气的弹性和压缩性质;18世纪法国科学家拉瓦锡则提出了大气压力随高度增加而下降的观点。
19世纪初,德国物理学家冯-洛门发现了紫外线的存在,并推测出了大气中的臭氧层。这些科学家们的研究成果为今天对大气层的认知打下了基础。
随着科学技术的发展人类对大气层的认识也逐步清晰明了。地球的大气层分为五层,从地球表面向上依次是:
1. 对流层:高度约为10公里,其中包含了大气层的大部分气体和云层,天气现象主要发生在这一层。
2. 平流层:高度约为50公里,温度逐渐升高,几乎没有云层,包括臭氧层,对阻止紫外线辐射有重要作用。
3. 中间层:高度约为80公里到1000公里之间,包括电离层,是无线电通信的重要区域。
4. 热层:高度约为1000公里到4000公里之间,温度逐渐升高,主要由氧、氮等分子组成。
5. 外层大气层:高度超过4000公里,这一层主要由稀薄的氢、氦等组成,和太阳风相互交错。
这些大气层的界限并不是非常明确,它们之间存在着一些交错带和过渡区域。
人类生活在地球大气层的最低层——对流层下。对流层高度约为0-12公里,而人类的生存和活动大多发生在这个范围内,包括我们所呼吸的空气、天气现象、飞机的航行高度等都处于这个层次中。因此,我们可以说是生活在大气层下。
而地球和太空交界的地方被称为“卡门线”(Karman Line),它是指在海平面以上100公里的高度,这个高度是由匈牙利裔美籍工程师卡尔曼(Theodore von Karman)于20世纪初首次提出的。在这个高度之上,大气层变得越来越稀薄,已经无法支撑飞行器所需的升力,因此飞行器必须通过一些特殊的方式才能保持在这个高度以上。虽然卡门线并不是一个准确的边界,但它通常被认为是太空和大气层之间的分界线。
我们的大气层在很多方面都为地球提供了保护的职责。
1.吸收太阳辐射:大气层中的臭氧层可以吸收来自太阳的紫外线辐射,防止它们到达地球表面。
2.减缓陨石撞击的影响:大气层可以减缓流星或小行星等天体物质进入地球表面时的速度和能量,从而减少对地球的伤害。
3.保持稳定温度:大气层可以帮助维持地球的平衡温度,避免过快的气候变化,使地球上的生命得以适应环境并存活下去。
4.屏蔽宇宙射线:大气层可以屏蔽掉部分宇宙射线,减少对地球上生命的伤害。
总的来说,大气层在保护地球生态系统和人类的健康方面发挥着重要作用。
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