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地球大气的均质层顶以上, 空气成分随高度而变化的大气层。

中文名非均质层

外文名:heterosphere

同义词:非匀和层,非均和层

位 置:均质层顶85~100km以上

性 质:空气成分随高度而变化的大气层

简介

地球大气的成分及其分布状况非常复杂,因此造成大气的垂直结构也十分复杂。由于地球自转以及不同高度大气对太阳辐射吸收程度的差异,使大气在水平方向比较均匀,而在垂直方向呈明显的层状分布。气象学上将大气分层以便进行区分,其中一种分层方式,按大气的化学成分结构,可以把大气分为均质层和非均质层 。

均质层指从地面到86~90km高度,包括对流层、平流层、中间层和部分热层在内的大气层,其中的大气由于湍流扩散作用而均匀混合,大气中各种成分的比例除臭氧等可变成分外在垂直方向保持均一 。大气均质层以上的大气层称为非均质层,又称非匀和层。非均质层位于距离地面85~100km以上,包括外层和大部分的热层 。非均质层内,大气化学组分随着垂直高度的不同而变化。

产生原理

在非均质层里,由于空气稀薄且缺乏环流作用,气体微粒可以有足够的自由移动的空间,而不与其他粒子相互碰撞(发生混合) [1] 。因此,空气组分按照原子(分子)质量分层排布。造成了非均质层的下层主要由较重的原子(分子)如氧、氮等组成,而上层主要由较轻的元素如氢组成 。

各高度的大气组分

非均质层大气各成分的比例随高度而变化,总体来说,大气平均摩尔质量随高度逐渐减小。在500km高度处,大气的五种主要中性成分是O、He、N2、H和O2;到1000km高度处,就只有He、H和O了。在非均质层的不同高度处,自下往上,数密度最大的气体成分依次为氧原子(180~650km)、氦原子(650~1000km)及氢原子(1000km以上)。氧原子浓度的峰值约在100km高度处,其相对浓度则随高度而迅速增加。这是因为高空的太阳紫外辐射强,光解作用生成的原子氧多,而气体分子密度小,碰撞频率也小,复合机会少,使原子氧能够成为一个稳定的成分。此外,非均质层空气的各种成分随高度的分布还和太阳活动有关。


视频

均质性是什么?都存在于什么领域?

参考文献