蓝色美人谁人识

——大气层基本知识

大气被誉为“地球的外衣”、“地球的保护伞”。正因为有大气的存在，才有了地球上适宜生存的环境，才出现了多姿多彩的生命形态。大气像保暖外衣一样保证地球上适宜的温度，并提供氧气给我们呼吸，臭氧帮我们抵挡阳光中的紫外线，可见，大气和我们的关系是多么密切！如果我们把大气当作一位亲密的朋友，那你对大气的了解有多少呢？你知道我们的活动给这位朋友带来了怎样的危害吗？让我们一起来了解一下吧。

地球外套哪里来——大气层的形成

从地球卫星传送回来的照片显示，我们的地球裹着一层蓝色的薄膜外套，这件“蓝色的外套”就是地球的“衣裳”——大气层。大气层又好比是地球的保护伞，它挡住了宇宙高能射线对地球的辐射，给地球带来了适宜的温度。此外，大气层还提供生命生存所必需的氧气。正是因为有了这样一件“蓝色的外套”，才有了我们可爱的家园，一个生机勃勃的星球，一颗生命之星——地球。那么，地球的这件衣裳——大气层是怎么形成的呢？

大气的形成

46亿年前，发生了一次超新星大爆炸，形成了太阳系，同时也诞生了地球。地球在形成之初，存在着原始大气——主要是由氢和氦组成。但是氢和氦不久就被太阳风吹散到宇宙空间去了。后来地球上频繁出现火山喷发和最初的造山运动，原本被囿于地壳之内的气体逃逸到了地球表层，形成次生大气，它的主要成分是氢气、氦气、二氧化碳、一氧化碳、甲烷、氨气及水蒸气。

次生大气中较轻的氢气和氦气大部分散逸到宇宙空间，其他气体在太阳紫外线的直接照射下经历了七十二变：水被分解成了氢气和氧气，氢气散失，氧气留下来，并与地表岩石或其他物质结合成氧气化物；氨气被分解成了氢气和氮气，氢气散失，氮气留下来；甲烷分解成氢气和碳，氢气散失，碳留下来；碳和氧气又结合生成二氧化碳。因此早期大气中的氧气含量很低，二氧化碳占的比重较大。甲烷、氢气、氨气等在紫外线作用下合成了一些最早的有机物，这一切条件都为生命的出现做好了准备。

终于，在约20亿年前出现了原核生物——蓝藻，它能够进行光合作用，吸收二氧化碳，释放氧气。蓝藻的光合作用开始了大气层中氧气的最初积累，氧气和二氧化碳的比例在蓝藻等植物的作用下，慢慢地发生着变化。随着时间的推移，植物逐渐变得多种多样，动物也不断进化。植物吸收二氧化碳，放出氧气，而动物则消耗氧气，排出二氧化碳。动、植物对大气互补的两种作用改变着大气的组成。后来，动、植物繁殖旺盛，它们腐烂遗体中的蛋白质，一部分直接分解成氮气，另一部分在硝化细菌和脱氧细菌的作用下，也变成了氮气。氮气不活泼，逐渐在大气中积累下来，成为大气中最主要的成分。经过亿万年的演化，终于形成了以氮气和氧气为主要成分的现代大气。

地球的保护伞

设想你在某一个朗朗的晴天，躺在柔软的草地上，看着天空上悠闲自在的云朵，你是否想知道白云的后面是什么？天空中的那朵棉花糖到底有多高？那么你已经在向自然探寻：大气层到底有多厚呢？

现代测量表明从地球的表面起，大气层向上延伸了400多千米。你会忍不住惊叹：大气层原来这么厚啊！其实不然。如果将地球比作一个鸡蛋，那么大气层的厚度比鸡蛋内膜的厚度还要薄。

但是，大气层对我们来说却是极其重要的。它是生命的摇篮，孕育了人类的现代文明。它不仅为我们提供了可以呼吸的空气，而且还起到了调节地球温度的作用，使我们免受严寒和酷暑的考验，并保护我们不受宇宙射线辐射的伤害。可以说，没有大气层就不可能有生命的存在，也不会出现各种丰富多彩的、奇妙的天气现象，地球将会像月球和水星那样是一片荒芜和死寂。

广角镜：没有大气层的星球——水星

水星形成于46亿年前，是最小的一颗类地行星。在它形成之初，曾经经历过彗星和小行星的轮番撞击。由于缺乏大气层的缓冲保护，行星的整个表面都受到了严重的撞击，形成了巨大的坑穴。这段时间也是水星上火山活跃的时期，因而这些坑穴被来自内部的岩浆填满，像月球上的“海”那样，形成表面平滑的平原。

水星从外观上看很像月球。它的表面有许多的坑穴，没有天然的卫星，没有真实的大气层。正因为如此，使得它毫无保护地暴露在太阳辐射之下。白天，它的表面温度可高达430℃，晚上温度却会降到零下180℃。

水星是太阳系中离太阳最近的行星，其表面温度，朝向太阳的一侧可以高达400℃，背向太阳的一面可达一173℃。水星的位置和环境给我们的勘测带来了很多的困难，因此也阻碍了我们对水星的进一步了解。美国发射的“水手10号”于1974年3月、9月和1975年3月探测了水星，这三次近距离的探测给地球发回几千张照片，描绘出45％的水星表面图。这些照片成了我们了解水星的珍贵资料。第二艘拜访水星的宇宙飞船是信使号，这次的探测，帮助我们完成了另外30％的表面的探测。因此水星还是我们有待探索的邻居之一。P1－6

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地球外套哪里来——大气层的形成

欲问天高有几重——大气的分层

天空是蓝色的吗——大气层的颜色

你是否感觉重负——大气的重量

为何你举重若轻——大气压力

马德堡半球的启示——大气压的测量

谁在抵御紫外线——臭氧层

·不安分的大气——大气运动·

流动的空气——风

谁知风有信——地球的风带

风随季节变——季风

冷空气的威力——寒潮

空气的漩涡——龙卷风

热带气旋显神威——台风

冷暖气团发雷霆——飑

大气瀑布——焚风

谁让飞机悬停——大气急流

·变化多端的大气——奇妙的天气现象·

千姿百态云美人——云的形成和形状

出神入化魔术师——奇怪的云

梦幻仙境——云海

农作物的杀手——酸雨

雨，下不到地面——幻雨

水在空中变成花——雪花

天降奇“冰”——冰雹

·变化尽在掌握中——气象服务·

天有可测风云——天气预报

全天候监测员——气象站

高空的耳目——气象气球

太空“福尔摩斯”——气象卫星

民间智慧识天气——天气谚语

·大气魔术师——大气奇观·

绚丽的朝霞和晚霞——霞

谁持彩练当空舞——虹

海市蜃楼——大气的折射

绿太阳——光波的弯曲

峨眉宝光——光的衍射

方太阳和扁太阳——太阳光轨迹的弯曲

日月并升——等待科学家来解答

无与伦比的美丽——极光与流星

·“后天"会到来吗——气候与人类活动·

风雨雷电谁来定——气候形成的因素

我的地“带”我做主——气候带

性格迥异的“兄弟姐妹”——气候型

谁会步图瓦卢后尘——人类活动与气候变化

全球性的气候异常——厄尔尼诺现象

如果没有大气层，地球将与其他行星一样，没有生命，一片死寂。大气层保护生物免受宇宙高能射线流和太阳辐射的伤害，大气使动物能吸取氧，使植物能进行光合作用。认识大气层，研究大气层，研究气候和气象，都是科学的极其重要的主题，关系到经济的发展和人类的未来。

我们的眼前，可以看到多姿的云彩、缤纷的霞光、七色的彩虹、晶莹的雪花以及海市蜃楼、日月光华……这些曼妙的绮丽景象，怎不让人对大自然赏心悦目，陶醉徜徉？

我们的身边，也会不时发生奇怪的红雨、猛烈的冰雹、呼啸的龙卷风、怒吼的沙暴…一天降灾难的惊心动魄，让人不由得不敬畏大自然的无情和莫测。

为什么那层环抱地球的轻盈气体，有时美得让人乐而忘返，有时又凶残得让人颤栗敬畏？让我们一起去了解大气层，经历它轮回的寒暑，体会它莫测的风云……

《体验大气层》：如果没有大气层，地球将与其他行星一样，没有生命，一片死寂。大气层保护生物免受宇宙高能射线流和太阳辐射的伤害，大气使动物能吸取氧，使植物能进行光合作用。认识大气层，研究大气层，研究气候和气象，都是科学的极其重要的主题，关系到经济的发展和人类的未来。

为什么那层环抱地球的轻盈气体，有时美得让人乐而忘返，有时又凶残得让人颤栗敬畏？让我们一起去了解大气层，经历它轮回的寒暑，体会它莫测的风云……《体验大气层》由山丽娟等编著。

山丽娟等编著的《体验大气层》是“领先一步学科学”系列之一。本书包含了地球大气层的组成、大气的运动、各种天气现象、大气光学现象、气象服务以及气候等相关方面的内容。重点对各种天气现象的产生和预测做了较全面的介绍，并力图以有趣的天气现象为切入点，展开对气象学相关方面的介绍。