我們都聽過一句話：天有多高，地有多厚？其實(shí)這個(gè)天高就是大氣層的上限。航空火箭曾在3000公里高空發(fā)現(xiàn)有稀薄大氣，而有人認(rèn)為，大氣層的上界可能延伸到離地面6400公里左右。
據(jù)科學(xué)家估算，大氣質(zhì)量約6000萬億噸，差不多占地球總質(zhì)量的百萬分之一， 其中包括:氮78%、氧21%、稀有氣體0.93%、二氧化碳0.03%，此外還有水汽和塵埃等氣溶膠及大粒度懸浮顆粒。由于地磁場(chǎng)的保護(hù)作用，使得大氣層在太陽風(fēng)及宇宙高能射線流的刮蝕作用下得以保存。
一、大氣層的五大分層
大氣層，大氣層，顧名思義那就肯定是有層級(jí)之分的，那么大氣層的分層各叫什么、有什么樣的特點(diǎn)呢？
1、對(duì)流層
對(duì)流層是接近地球表面的一層大氣層，空氣的移動(dòng)是以上升氣流和下降氣流為主的對(duì)流運(yùn)動(dòng)，叫做“對(duì)流層”。其厚度大約為10至20千米，它的厚度不一，其厚度在地球兩極上空為8公里，在赤道上空為17公里，是大氣中最稠密的一層,總質(zhì)量占大氣層的四分之三還要多大氣中的水汽幾乎都集中于此,刮風(fēng)、下雨、降雪等天氣現(xiàn)象都是發(fā)生在對(duì)流層內(nèi)。
這一層的氣溫隨高度的增加而降低，大約每升高1000米，溫度下降5~ 6°C。動(dòng)、植物的生存，人類的絕大部分活動(dòng)，也在這一層內(nèi)。因?yàn)檫@一層的空氣對(duì)流（空氣受熱不均，受熱的空氣膨脹上升，受冷的空氣下沉而形成的空氣流動(dòng)現(xiàn)象，比如起風(fēng)）很明顯，故稱對(duì)流層。
2、平流層
對(duì)流層上面是平流層，直到高于海平面50公里這一層，氣流主要表現(xiàn)為水平方向運(yùn)動(dòng)，對(duì)流現(xiàn)象減弱，這一大氣層叫做“平流層”，又稱“同溫層”。這里基本上沒有水汽，晴朗無云，很少發(fā)生天氣變化，適于飛機(jī)航行。在20 ~ 30公里高處，氧分子在紫外線作用下，形成臭氧層，像一道屏障保護(hù)著地球上的生物免受太陽紫外線及高能粒子的襲擊。因?yàn)樵谕瑴貙觾?nèi)部的臭氧層有吸收太陽輻射的功能，在此層的氣溫會(huì)隨高度增加。
3、中間層
又稱“中層”。是平流層以上,到離地球表面85公里的大氣層。此層主要成分有臭氧、氧、二氧化碳、氮的氧化物，這些部分是由光化學(xué)作用引起之產(chǎn)物，故又稱:光化層。
該層內(nèi)因臭氧含量低，同時(shí)，能被氮、氧等直接吸收的太陽短波輻射（可理解為太陽光的熱量）已經(jīng)大部分被上層大氣所吸收，所以溫度垂直遞減率很大（即溫度隨高度的下降快速下降），溫度隨高度上升而下降，大約在80千米左右達(dá)到最低點(diǎn)，約為-90℃。對(duì)流運(yùn)動(dòng)強(qiáng)盛。中間層頂附近的溫度約為190度，空氣分子吸收太陽紫外輻射后可發(fā)生電離，在該層的60-90公里高度上，有一個(gè)只有在白天出現(xiàn)的電離層，習(xí)慣上稱為電離層的D層，有時(shí)在高緯度地區(qū)夏季黃昏時(shí)有夜光云出現(xiàn)。
夜光云
人們一般把飛行高度達(dá)到80—100千米的飛行器，看成是不依靠大氣飛行的航天器。按照美國航空航天局規(guī)定：飛行高度超過80千米的飛行員即可稱為宇航員。
4、熱層
中間層以上,到離地球表面500公里，叫做“熱層”?？諝鈽O稀薄，而離子特別多。該層的下部溫度隨高度的變化很小，上部的溫度隨高度的變化升高。之所以叫熱層，是因?yàn)檫@層中的空氣分子和離子直接吸收太陽紫外輻射能量，因而運(yùn)動(dòng)速度很快，和高溫氣體一樣。這里空氣極其稀薄，盡管熱層頂?shù)臍鉁乜蛇_(dá)1000℃（太陽比較寧靜時(shí)）～2000℃（太陽活動(dòng)劇烈時(shí)），但實(shí)際上卻根本不會(huì)感到熱。
在熱層和中間層內(nèi)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)許多有趣的天文現(xiàn)象，如極光、流星等，人類還借助于熱層，實(shí)現(xiàn)短波無線電通信，使遠(yuǎn)隔重洋的人們相互溝通信息，因?yàn)闊釋拥拇髿庖蚴芴栞椛洌瑴囟容^高，氣體分子或原子大量電離，復(fù)合機(jī)率又少，形成電離層，能導(dǎo)電，反射無線電短波。
極光
電離層對(duì)通訊的作用示意圖
電離層是地球大氣的一個(gè)電離區(qū)域。60千米以上的整個(gè)地球大氣層都處于部分電離或完全電離的狀態(tài)，電離層是部分電離的大氣區(qū)域，完全電離的大氣區(qū)域稱“磁層”。也有人把整個(gè)電離的大氣稱為電離層，這樣就把磁層看作電離層的一部分。大約距地球表面100至800千米。最突出的特征是當(dāng)太陽光照射時(shí)，太陽光中的紫外線被該層中的氧原子大量吸收，因此溫度升高，故又稱“暖層”。
5、外層
又名“散逸層”，熱層頂以上是外大氣層，延伸至距地球表面1000公里處，這一層頂也就是地球大氣層的頂。在這里地球的引力很小，大氣已極其稀薄，其密度為海平面處的一億億分之一，氣體分子互相碰撞的機(jī)會(huì)很小，因此空氣分子就像一顆顆微小的導(dǎo)彈一樣高速地飛來飛去，一旦向上飛去，就會(huì)進(jìn)入碰撞機(jī)會(huì)極小的區(qū)域，最后它將告別地球進(jìn)入星際空間，所以外大氣層被稱為逃逸層。這一層溫度極高，可達(dá)幾千度，但近于等溫（相同的溫度）。這里的空氣也處于高度電離狀態(tài)。人類大部分的航天活動(dòng)都是在逃逸層之內(nèi)（或之外）進(jìn)行的。
二、大氣層的作用
1.維護(hù)水圈的循環(huán)
地球上一切生物物種都必需要依托水才能生存，大氣層浸透著地球每天陽光蒸發(fā)的氣態(tài)水,并能以下雨或下雪和早上大霧的方式回歸到地球上，能確保地球水圈的循環(huán)，能完成生物圈及時(shí)補(bǔ)充水分,有利于生物圈的良性生活。
水圈循環(huán)
2.維持地表氧氣不擴(kuò)散
在大氣層圍封的作用下，氧氣不會(huì)散出到外層空間，保持氧氣在地球表層，有助于生物圈供氧生活。
3.對(duì)太陽熱輻射起阻擋作用
太陽光的紫外線熱輻射非常猛烈，大氣層能對(duì)其起阻擋作用，能將陽光紫外線輻射降低到地球生物圈生活可適應(yīng)的范圍，有利于地球生物圈的良性生長。
4.使地球保持適宜溫度（涉及到大氣的受熱過程知識(shí)點(diǎn)）
大氣層在白天削弱太陽輻射，保持適宜溫度。晚上通過反射地表輻射，起到保溫作用。
大氣受熱過程
5.對(duì)地表環(huán)境的保護(hù)作用
根據(jù)地理學(xué)家鑒測(cè)表明，大氣層每天會(huì)有約36千噸來自太空的物質(zhì)進(jìn)入，通常都是些小石塊、中石塊和大石塊的狀況，但還間歇會(huì)有巨石塊或小行星進(jìn)入的狀況發(fā)作，當(dāng)巨石塊或小行星進(jìn)入時(shí)，假如沒有大氣層對(duì)其發(fā)生摩擦別離變少的作用，而間接撞到地球地表上,將會(huì)毀壞地表生活環(huán)境。
