大氣的垂直分層
將地球的整個大氣層想像成一棟“樓房”,按照溫度結構共分為五層,自下而上分別居住著對流層、平流層、中間層、暖層和散逸層這五位“居民”。而對流層是最靠近地面的大氣最底層。
大氣垂直分層示意圖
對流層平均厚度隨緯度的升高而降低,在高緯地區(qū)為8~9公里,中緯地區(qū)約10~12公里,低緯地區(qū)為17~18公里。同時還與季節(jié)變化有關,夏季對流層厚度大于冬季。
對流層相對于整個大氣層而言,是很淺薄的一層,其厚度不足整個大氣厚度的1%。但由于地球引力的作用,對流層集中了約3/4的大氣質量,90%以上的水汽質量,以及幾乎全部的氣溶膠粒子。近地面的水汽通過對流運動向上輸送,容易成云致雨,大氣中主要的天氣現象都發(fā)生在這一層,因此對流層與人類活動最為密切。
對流層對流云
對流層三大特征
(1)氣溫隨著高度升高而降低。平均而言,高度每升高100米,氣溫下降0.65℃。這是因為對流層大氣的增溫主要來自吸收地表發(fā)射的長波輻射,離地表越遠,受地表加熱越少,氣溫越低。低層大氣受到地表加熱后,將熱量輸送到上層空氣。
(2)對流運動顯著。對流層大氣上冷下暖,高空冷空氣較重因而下沉,而低層暖濕熱空氣上升,可形成強烈的空氣對流。因此,對流層在希臘語中有“旋轉”、“混合”之意。其中,低緯地面吸收更多太陽輻射,低層氣溫較高,對流旺盛;高緯地區(qū)低層氣溫較低,對流弱。
(3)溫度、濕度等氣象要素水平分布不均勻。對流層離地面最近,空氣溫度和濕度等氣象要素受地面影響最大,海陸或地形分布不均勻則可造成對流層等氣象要素的分布差異。
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在對流層中還可以繼續(xù)細分。氣象學上將自地面起1~2公里厚的近地面大氣層稱為行星邊界層,又稱摩擦層。邊界層大氣受地表的摩擦力影響顯著,空氣與地面的交換很強,可將地面的熱量和水汽向更高層的大氣輸送,同時該層的氣象要素有明顯的日變化。(來源:中國氣象局氣象宣傳與科普中心)