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低層大氣是中國的一個科技名詞。

漢字是世界上比較古老的四大文字之一，也是我們國家優秀文明歷史的象徵，一直沿用至今，一個簡單的文字也道出了我國人們的聰明才智，哺育了世世代代的中華兒女，成就了中華民族一代又一代的輝煌。

名詞解釋

低層大氣（lower atmosphere）指的是海拔在25千米以下的地球大氣層。包括對流層和平流層中下部。低層大氣所含空氣占整個地球大氣層超過百分之80以上，對天氣和氣候有直接的影響。

特徵

低層大氣（lower atmosphere）所含空氣占整個地球大氣層超過百分之80以上，對於天氣和氣候有直接的影響。由干潔空氣、水汽和雜質三部分組成。

直接熱源

對低層大氣而言，太陽輻射幾乎不能被它吸收，它的主要直接熱源是地面輻射。

此外，地面熱量輸送到大氣層中的方式還有兩種：潛熱輸送和湍流輸送。太陽高度角是我們觀察太陽時的仰角，也就是太陽光線與地面之間的夾角。由於地球的自轉，造成太陽東升西落，太陽高度角在一日內不斷發生變化.太陽高度指太陽光線與地平面之間的夾角，即太陽在當地的仰角.其實太陽高度和太陽高度角是一樣的高層大氣的3個主要熱源，即太陽紫外輻射、磁層電磁擾動引起的電流焦耳熱和粒子注入碰撞加熱。平流層是由於臭氧吸收了200-320nm的陽光紫外輻射而得以加熱的，臭氧是其主要的熱源。

光學厚度

低層大氣光學厚度的垂直分布是大氣光學模式的重要組成部分，對它的測定不僅為大氣輻射傳輸研究和通過大氣進行的各種光學測量處理所必需，並且對確定水平和斜視能見度、大氣渾濁度、以及大氣污染擴散等都具有直接意義。

低層大氣的光學厚度主要取決於氣溶膠含量，這是隨天氣形勢、大氣狀態、地理條件、下墊面狀況，以及季節和晝夜發生劇烈變化的要素。探測方法有：探明燈、太陽輻射計和曙暮光，另外還有大氣光學特性的激光探測方法。激光探測方法更為靈敏，可以獲得低層大氣的距離分辨資料，有利於揭示低層大氣光學特性分布和演變的特徵，分析各層之間的相互關係。

低層大氣光學厚度的特徵：

（1）低層大氣的光學厚度與氣團屬性有很密切的關係；

（2）在白天，隨對流發展，氣溶膠由下向上輸送的高度可超過3公里，最大輸送在2公里以下；

（3）消光係數的垂直結構具有明顯日變化；

（4）光學厚度與地面水平能見度不呈簡單的對應關係。

組成及變化

低層大氣的組成成分

1、干潔空氣

（1）主要成分

N2：生物體的基本成分；

O2：一切生物維持生命活動必須的物質；

（2）微量成分

CO2：綠色植物光合作用的基本原料，對地面保溫；

O3：吸收紫外線，保護地球上的生物免受過多紫外線的傷害；

2、水汽：天氣變化的重要角色；

3、固體雜質：作為凝結核，是成雲致雨的必要條件。

低層大氣的組成成分含量變化

1、N2,O2含量基本不變

2、CO2含量增加

原因：（1）燃燒礦物燃料向大氣中排放大量的CO2；（2）毀林，特別是熱帶雨林的破壞，使森林吸收和固定的二氧化碳迅速減少。

後果：（1）海平面上升；（2）引起世界各地降水和乾濕狀況的變化。

3、O3含量減少

原因：人類使用消耗臭氧的物質，釋放大量氟氯烴化合物。

後果：使到達地面的紫外線輻射增加，直接危害人體健康，還對生態環境和農林牧漁業造成破壞。

水分探測

2006年夏天首次使用多普勒天氣雷達探測低層大氣中的水汽。低層大氣中的水汽資料有助於預報人員確定幾分到若干小時後將要來臨的暴風雨的落點與落時。研究人員測量由折射引起的雷達信號的速度的變化 ，這種變化能揭示大氣水分存在與否。如果該試驗取得成功，幾年內折射技術可能會加入美國國家天氣局的國家多普勒雷達網。

水汽的顯著差異有利於強風暴生成，但這類顯著差異所在位置在風暴發展之前很難確定。美國國

家天氣局的雷達測量降雨和風，不測量水汽。而且氣象站和探測氣球水汽測量的空間間隔在80-160km以上。事實上，沒有常規低層大氣水汽測量。氣象人員用多普勒雷達跟蹤風暴時一般是探測發射到雨滴、雹塊或雪花上再反射回來信號。這種返回信號的強度反映降雨、冰雹和雪的強度，而信號頻率的變化包含着風的信息。在期間，研究人員增加了一種要素——雷達信號的速度。他們使用固定目標，例如輸電線和導彈發射井來確定由水汽引起的雷達信號的加速與減速的幅度。研究人員將得到的折射率資料填在圖上，就能確定水汽的位置。REFRACTT

REFRACTT的研究思路由在NCAR作訪問學者的Mc Gill大學的Fredic Fabry提出.丹佛氣象局的預報員已經使用了REFRACTT資料監測科羅拉多東北部的龍捲風。丹佛氣象局的首席專家Larry Mooney指出：低層大氣中的水汽是產生各種天氣的關鍵因素，尤其是在夏季。REFRACTT首席科學家Rati Roberts指出,沒有人得到過分辨率如此高的水汽資料,相信這些資料對暴雨預報會有極大幫助。