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涨姿势:地球大气的那些壮观现象是如何形成的?

我们的大气层是地球上最具保护作用和最重要的部分。大气层是一个复杂的结构,它负责保护我们免受太阳辐射和太空碎片、恶劣条件的伤害,一下内容我们来介绍一下大气层的一些不为人知现象,对于我们了解周围的世界至关重要。我们讨论臭氧层是如何形成的;沙漠是如何在中纬度形成的;是什么导致了飞机飞过大气层时留下的白色条纹。可以在你下一次聚会上作为谈资来。

关于地球大气的那些壮观现象是如何形成的

紫色的天空。当光线进入大气时,空气和水粒子吸收并重新发射光线,将其散射到我们的眼睛中。由于散射喜欢较短的波长,最常见的散射颜色实际上是紫色。我们认为我们看到的天空是蓝色的而不是紫色的,因为我们的眼睛对蓝色更敏感。

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正如你在科学课上学到的,我们的大气由78%的氮气,21%的氧气,以及极少量的氩气,二氧化碳和其他气体组成。我们的大气层是我们所发现的唯一一个含有游离氧的大气层。由于氧是一种高度反应性的气体,它经常与太空中的其他化学物质结合。它在地球上的纯净形态使地球适宜居住,并引导我们在其他星球上寻找生命。

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一些对全球变暖持怀疑态度的人认为这不是一个真实的现象,因为他们的城市正在变冷。事实上,地球的全球气候是多种区域气候的综合。因此,尽管一些地区在变暖,而另一些地区在变冷,总的来说,全球平均气候正在迅速变暖。

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有没有想过是什么原因导致一些飞机飞过天空后出现白色条纹?这些白色的痕迹,被称为尾迹或凝结痕迹,形成时,炎热,潮湿的废气从发动机与寒冷的外部空气混合。从排气中冒出的水蒸气会结冰,变得清晰可见,就像冬天里你呼出的哈气。一条稀薄而迅速消失的轨迹意味着这些高海拔地区的空气湿度较低,表明天气状况良好。一股持续的厚厚的尾迹表明湿度很高,可能意味着暴风雨即将来临。

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我们的大气层有五个基本层,使生命成为可能。第一个是对流层,在赤道处从海平面上升到大约17公里。我们的大部分天气都是由暖空气上升和下降形成云和风的混合物造成的。

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下一层是平流层,其高度可达赤道海平面以上50公里。这里是臭氧层,它保护我们免受危险的紫外线的伤害。虽然它比对流层要高,但由于太阳射线吸收的能量,它实际上会更温暖。

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中间层,扩展至85公里的行星的表面温度徘徊在-120°C。进入大气层的流星大多在中间层燃烧。

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电离层被认为是外层空间的第一部分,因为它很薄,而且覆盖的区域(赤道上空约690公里),电离层是包括国际空间站在内的大多数卫星停放的地方。

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外逸层、散逸层又称外层是我们大气层的第五层,也是最后一层,随着它从地球延伸到与星际空间融合,它变得越来越弱。有趣的是,这一层可以令人印象深刻地增长和收缩。当太阳平静下来,不受太阳风暴的影响时,外逸层的顶部可以从1000公里的最低点一直延伸到距离地球表面10000公里的地方。

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平流层是大多数喷气式飞机和气象气球飞行的地方。喷气机在不受重力限制的情况下可以飞得更快,而摩擦力和气象气球可以更好地观测风暴,而风暴大多发生在对流层以下。

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如果大气中没有各种各样的气体,我们将无法生存。水蒸气、二氧化碳和其他大气气体吸收太阳散发出的热量,帮助创造适宜居住的气候。被称为温室效应的科学家们担心,如果太多的吸热气体进入大气层,这种效应将失去控制,造成像金星上那样灼热、不适宜居住的环境。

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2010年,飓风“卡尔”(Karl)袭击加勒比海地区后采集的大气空气样本显示,采集到的微生物中,多达25%与粪便中发现的微生物有关或相同。这些微生物中的许多都是由雨滴收集并落回地球的。

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电离层是来自外太空和太阳的高能粒子帮助形成离子,在地球周围形成一个温和的电离层。在卫星发射之前,这一层帮助反射无线电波。

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酸雨破坏整个森林,破坏水生生态系统,当二氧化硫或氮氧化物颗粒在降雨前与水蒸气结合时,就会在大气中形成酸雨。这两种情况都是自然发生的,火山爆发产生二氧化硫,雷击产生氮氧化物。

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虽然气压随着海拔的升高而降低,但在地球的同一地点气压却有很大的不同。当太阳加热地面时,它加热周围的空气,空气上升成为一个低压点。由于物体从高压区移动到低压区,附近的高压空气会冲进来平衡压力。

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雷电是一种强大的力量,可以给周围空气加热到30000°C。快速加热导致附近空气爆炸性膨胀。这种爆炸产生的冲击波变成了我们称之为雷声的声波。

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虽然我们在地面上感受到的风通常来自南北极,但实际上它是在赤道附近形成的。由于阳光照射在地球的赤道和附近的纬度,这个区域会变暖。(有些阳光会照射到两极,尽管它是以一定角度照射的,但能量较低。)赤道的热空气上升到大气中的高度,并移动到两极,在那里下沉,返回赤道。

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北半球和南半球高纬度地区的北极光和南极光,是由我们大气层的第四层,即热层的离子反应引起的。当来自太阳的高电荷粒子撞击我们磁极上方的空气分子时,它们会发光,产生从地球和太空都能看到的壮观的极光。

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跳伞运动员菲利克斯·鲍姆加特纳(Felix Baumgartner)在平流层跳下,创造了历史。鲍姆加特纳在离地球表面37公里的高空跳下,在低气压的大气层中以比声速还快的速度自由落体,并成功降落。

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文章名称:《涨姿势:地球大气的那些壮观现象是如何形成的?》
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