【大气】

围绕任何行星或其它天体的气体,包括围绕地球的空气。地球的大气由地面向上扩展至高空。大气垂直方向,有各种分层方法,通常根据大气中温度随高度垂直分布的特征划分为对流层、平流层、中间层、热成层和外大气层等,主要天气现象多发生在对流层内。

大气的组成,在 120 公里以下的高空中,大气的主要组成为:氮分子占 78.00%(N2)和氧分子占(O2)20.25%的均匀混合体,其次为 0.93%的氩(Ar)与 0.03%的二氧化碳(CO2)。再其次的组成元素(按含量的递减

而排列)为氖、氦、氪、氙、氢、氯、氧化亚氮、臭氧、二氧化硫、二氧化氮、氨、一氧化氮及碘。二氧化碳及臭氧在大气中的含量虽然很少,但它们确是大气中之重要成分,因为二氧化碳可保持环境温度,臭氧则可防止太阳的某种有害人类之短波辐射至地面。大气中的水蒸汽及微尘之含 量,则是随高度之增加而降低,它们对于大气之变化,都有重要的作用。它们可使天气有雨、云、雾等的变化。大气组成元素的分布,在 120 公里

以上的高空,随原子量的不同而异。在 120 公里以下的高空,大气组成为

氮分子及氧分子的混合气体;由 120 公里至 1000 公里,氧原子占主要位置;

1000 至 2500 公里为氮层,2500 公里以上的太空中为氢气,而且氢气由此一直延伸至星际太空中。

在高度距地面约 120 公里以下的高空中,大气是一个均匀且稳定的混合气体层,其中氮分子与氧分子为 4∶1。在 120 公里以上,扩散作用的因素胜过混合作用,所以大气组成中的不同元素,则以原子形式分别集中在不同的高度层上。原子量最重的氧位于较低的高度,原子量较氧稍轻的原子,位于氧之上,如此类推,最轻的氢气位于最上层。在 120 公里以上的大气,由于太阳的辐射而引起的分解和电离作用,更增加了复杂性。大气的密度,按照其发光强度,电离层之反射能力,以及作用于人造卫星上的大气阻力等各项来看,自 100 公里以上密度的降低速度,远较 100 公里以下缓慢。大气密度在较高空所以缓慢下降的理由,可分两点:其一是由于大气温度随大气层厚度的增加而增加,即包围地球之大气层的温度愈高, 则该大气层愈膨胀,其压力随厚度之降低亦愈加缓慢;其二是当高度至 100 公里以上时,大气的组成改变,愈向高空,其组成元素之重量愈轻,则大气的密度平均值亦因之降低。气体密度愈小,则其密度与压力依高度之下降亦愈加缓慢。在 200 公里以下的高空,对于密度的测量,可用火箭升高直接测量。但超过此高度后,直接测量就很困难。可通过作用在人造卫星上的大气阻力来分析,间接推算出密度。