大气圈中各种气体的作用 大气圈层分为哪些层

导语：大气圈中各种气体的作用是什么？大气圈中各种气体的作用错综复杂，相互关联，构成了地球生态系统的重要组成部分，因此我们需要更加重视这些气体的平衡，减少人类活动对大气环境的破坏，共同守护我们共同的家园地球，下面就去看看大气圈层分为哪些层吧！

大气圈中各种气体的作用

大气

太阳辐射能量主要集中在波长小于2.5微米的短波辐射;与此相反，来自地球表面的辐射波长介于2.5微米和30微米之间，位于整个电磁辐射谱的红外波段。认识大气的加热过程需要理解各种气体是怎样与入射的短波太阳辐射、地球放出的长波辐射相互作用的。

加热大气

当一个气体分子吸收辐射时，这一能量就转换为内部分子运动，即表现为温度升高(感热)。给出了主要大气气体成分的吸收率。注意到，在大气中所占份额最多的氮(78%)对于入射太阳辐射来讲是一个相对较差的吸收体。对入射太阳辐射有显著吸收的只有水汽、氧和臭氧，这些气体贡献了大部分大气对太阳辐射能的直接吸收。氧和臭氧是短波高辐射能的有效吸收体。

氧气在大气高层消除大多数紫外线辐射的短波部分，臭氧在平流层的10～50千米范围内吸收紫外线。这也是在平流层出现高温的主要原因。更为重要的是，如果没有大量的紫外线辐射被吸收掉，人类的生命可能就不存在，因为紫外线能量可以干扰我们的基因序列(遗传密码)。

可以看到，就整个大气层而言，没有哪种气体对0.3～0.7微米的辐射具有有效吸收，这一波段正好对应可见光波段，而且占有整个太阳辐射能量的43%。正由于大气对于可见光辐射是差的吸收体，所以这一波段的能量大部分透过大气层到达了地球表面。因此我们说，大气层对入射太阳辐射几乎是透明的，而且直接的太阳辐射并不是大气的有效“加热器”。

还可看到，相对而言大气对地球放出的长波(红外)辐射是有效的吸收体,其中水汽和二氧化碳是主要吸收气体，水汽约吸收来自地表辐射的60%。因此，水汽对对流层低层较暖温度的贡献比其他任何气体都大，因为水汽在对流层低层密度很高。

虽然大气是地球表面放出辐射的有效吸收体，但在波长8～12微米的辐射带却是相当透明的。注意(右下)大气中的主要气体(N₂,CO₂,H₂O)在这个波段吸收的辐射能量很少。因为在8~12微米对辐射是透明的，很像玻璃窗可以通过可见光一样，所以将这一波段称为“大气窗”。虽然还有其他的大气窗存在，但因为位于8～12微米波段的大气窗所对应的辐射强度最大，所以最为重要。

比较而言，由微小的液态水滴(不是水汽)组成的云是大气窗波段极好的能量吸收体，云吸收来自地面的放出辐射的同时也放出辐射回到地面。所以云类似于百叶窗，可以有效地遮住大气窗而降低地面附近的冷却率，这就是云天夜间的温度高于晴天夜间温度的原因。

由于大气对于太阳(短波)辐射而言是相当透明的，而对地球放出的长波辐射具有较大的吸收，

所以大气是从地面向上加热的，这就说明为什么对流层中的温度是随高增加度而降低的：离“辐射器”(地球表面)越远就越冷。平均而言，高度每增加1千米，温度下降6.5℃,这一值称为标准递减率。

大气并不是直接从太阳获取能量，而是通过地面加热获取能量，这一事实对于天气动力学至关重要。

大气

温室效应

科学家通过对没有空气的行星如月球的研究确定，如果地球没有大气，其表面平均温度将在冰点以下。然而，地球大气可以捕获向外的辐射，所以地球就有了适合人类居住的环境。大气具有的这种加热地表的极其重要的作用称为温室效应。

正如前面所讨论的，无云大气对于入射太阳短波辐射几乎是透明的，因而太阳辐射可以到达地面;相反，地面放出的长波辐射则被水汽、二氧化碳和大气中的其他微量气体所吸收。吸收的这些能量加热了大气并增加了大气向外空和地面放出辐射的能力。如果没有这一复杂的“接力”游戏，地球的平均地面温度可能只有-18℃,而不是现在的温度15℃。大气中的这些吸收气体使得地球可以适合人类和其他生命生存。

这一自然现象之所以称为温室效应，是因为它和温室加热的方式极为相似。温室的玻璃允许短波太阳辐射进入并被温室内的物体吸收，这些吸收辐射的物体再以较长的波长放出辐射，而玻璃对长波则几乎是不透明的。这样，热量就被“关”在温室里。虽然这一类比使用得很广泛，但温室内空气获得较高温度的部分原因是温室内的暖空气不能与外部较冷的空气进行交换。

尽管如此，“温室效应”一词仍被用来描述大气的加热。媒体报道常常错误地把温室效应认作为是全球变暖问题的“罪魁祸首”。然而温室效应和全球变暖是两个不同的概念，没有温室效应，地球将不适合人类居住。科学家用大量证据说明人类活动(特别是向大气中排放二氧化碳)应该对全球温度升高负责,因此，是人类而不是自然过程(温室效应)造成了这些效应。这样将温室现象与全球变暖等同起来是不对的，温室效应使地球上有生命成为可能，而全球变暖包括由人类活动造成的对我们大气层意想不到的变化。

大气圈层分为哪些层

对流层：这是最靠近地面的圈层，集中了大部分的大气质量和几乎全部的水汽，天气现象主要发生在这一层。

平流层：位于对流层之上，大气主要以水平运动为主，适合飞机飞行，臭氧层位于这一层。

中间层：位于平流层之上，温度垂直递减率大，对流运动强盛。

热层(暖层)：位于中间层之上，空气稀薄，存在电离现象，适合卫星通讯。

散逸层：位于大气层的顶部，空气非常稀薄，是地球大气与星际空间的过渡区域。

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