科學：小學教師指南/地球大氣層

大氣層是地球或其他行星周圍的氣體包層。大氣層對環境做出了很多貢獻，例如控制地球上熱量損失和獲得的量。它能夠知道需要多少熱量或寒冷，這樣地球上的人們就不會被太陽曬焦，並防止人們凍僵。大氣層保護我們所有人免受極端溫度的影響。不幸的是，由於大量汙染物排放到空氣中，這種大氣層保護層正面臨著很大的風險。月球完全相反，因為沒有大氣層，溫度可以達到非常低和非常高的程度。月球上的白天比地球上的白天長得多，大約是地球的 28 倍。地球表面附近的大氣層最厚、最重。大氣層據說是分層的。

空氣

我們生活在一個由多種氣體混合而成的海洋中，我們稱之為大氣層

我們的大氣層在我們太陽系中是獨一無二的

充當隔熱毯（調節溫度波動）大氣層是地球周圍的空氣包層，延伸到地球表面以上 1600 公里，包含所有維持生命所必需的氣體，也為我們提供呼吸

地球大氣層

• 78% 氮氣
• 21% 氧氣

動物需要氧氣作為燃料，氧氣與其他物質具有很高的反應性

• 1% 二氧化碳、氫氣、氦氣等

植物使用二氧化碳並釋放氧氣作為廢物=共生關係

大氣層不是一個取之不盡的汙水池！地球大氣層約有 300 英里（480 公里）厚，但大部分都在距離地表 10 英里（16 公里）以內。氣壓隨高度降低。在海平面，氣壓約為每平方英寸 14.7 磅（每平方釐米 1 千克）。大氣層是使地球適宜居住的重要組成部分。它阻擋了一些太陽的有害射線到達地球。它捕獲熱量，使地球保持舒適的溫度。我們大氣層中的氧氣對於生命至關重要。在過去的一個世紀裡，排放到大氣中的溫室氣體和其他空氣汙染物造成了全球變暖、臭氧層空洞和酸雨等重大變化。

大氣層

大氣層

對流層- 0-10 英里

大多數天氣狀況發生的地方，大氣層最稠密。這部分大氣層中有很多水蒸氣，會形成雲和風暴

• 對流層是地球大氣層的最底層。
• 對流層從地球表面開始，向上延伸到 7-20 公里，即海拔約 4-12 英里或 23,000- 65,000 英尺。
• 大氣層的大部分質量（約 75-80%）都在對流層中。幾乎所有天氣都發生在這一層。
• 這一層是大多數商用和客機飛行的區域。

平流層- 10-20 英里

這一層中的空氣稀薄，無雲，沒有天氣發生。

這一層大氣層包含臭氧層，臭氧氣體含量最高，有助於吸收我們星球從太陽接收的大部分紫外線。不幸的是，在 20 世紀 80 年代初，南極地區春季期間，平流層臭氧出現了明顯下降，以至於在南極上空開始出現“空洞”。在過去 25 年裡，臭氧層變薄了 4%。這與人類生產的化學物質有關。

臭氧層空洞對人類健康和生態系統的一些影響包括

• 皮膚癌的發展。
• 嚴重暴露在紫外線下對眼睛有害，會導致白內障的發生率增加。
• 紫外線會影響我們的免疫系統，降低對疾病的抵抗力，降低疫苗的有效性。
• 紫外線的增加對植物生長有負面影響，降低了一些植物和穀物作物的產量，並導致浮游生物數量下降。

臭氧-氧迴圈在臭氧層中。

• 約 20% 的大氣質量包含在平流層中。
• 平流層在溫度上是分層的，較高的層溫度較高，靠近地球的層溫度較低。
• 溫度隨高度升高，這是由於臭氧吸收了太陽的紫外線輻射所致。

中間層- 20-50 英里

這是從地面向上數的第三層。它包含在它的外邊緣，即中間層頂，地球大氣層中最冷的部分。這一層的溫度可以達到 -101 攝氏度左右，具體取決於一年中的時間。

太空梭 奮進號 在這張照片中似乎橫跨平流層和中間層。包含雲的對流層在這張照片中呈現橙色。

• 高於所有飛機和大多數氣球的最大高度。
• 強烈的東-西風（大氣潮汐）。
• 上層擁有地球上最冷的溫度：-226 華氏度；-143 攝氏度
• 大約 30 英里高。

電離層- 50-500 英里

從中間層的一部分以及熱層和外層空間延伸的離子層和電子層

• 上層大氣層，原子被太陽輻射電離（新增或去除電子，形成帶電粒子）。極光
• 短波無線電波從電離層反射，從而實現長距離通訊。
• 大約 50-600 英里，然後就是外太空！

外層空間- 500-太空

大氣層變薄並與太空融合的地方

在北半球，風被地球自轉運動偏轉（轉向）到它們的右側。在南半球，風被偏轉到它們的左側。這是由於科里奧利效應。

• 一些分子仍然受到地球的重力束縛，但它們的數量如此之少，以至於它們很少相互碰撞。
• 外層空間和外層空間之間沒有明顯的界限。

對流層

是大氣層中最低的部分，包含我們的大部分天氣雲、雨和雪。在這部分大氣層中，溫度隨著距離地球的距離增加而降低，大約每公里下降 6.5°C。對流層包含大氣層中大約 75% 的所有空氣，以及幾乎所有形成雲和雨的水蒸氣。

平流層

它從對流層向上延伸到大約 50 公里。它包含大氣中大部分的臭氧，並且溫度隨著高度的增加而升高，這是因為臭氧吸收了來自太陽的紫外線輻射。

空氣汙染

當包括顆粒物和生物分子在內的有害物質被排放到地球大氣中時就會發生空氣汙染。它可能導致人類患病、過敏或死亡；它也可能對動物和糧食作物等其他生物造成傷害，並可能破壞自然環境或建造環境。煙霧、酸雨、一氧化碳、化石燃料排放和對流層臭氧有什麼共同點？它們都是空氣汙染的例子。空氣汙染並非新鮮事。早在 13 世紀，人們就開始抱怨英國倫敦上空的煤塵和菸灰。自 18 世紀後期工業革命開始以來，我們一直在改變地球的大氣及其化學成分。隨著工業在全球範圍內的擴充套件，空氣汙染也隨之蔓延。空氣汙染有許多影響。除了難看，它還會導致疾病甚至死亡。它會損壞建築物、農作物和野生動物。最嚴重的空氣汙染髮生在倫敦，當時濃密的煙霧（煙霧和霧氣的混合物）在 1952 年 12 月形成，並持續到 1953 年 3 月。在一週內，有 4,000 人死亡。在六個月內，又有 8,000 人死亡。

空氣汙染是由固體顆粒物和化學物質組成的。影響大氣的自然過程包括火山爆發、生物腐爛和沙塵暴。植物、樹木和草釋放揮發性有機化合物 (VOC)，例如甲烷，進入空氣中。我們更關注人為汙染，因為我們有能力控制它。汙染物包括一氧化碳、二氧化硫、VOC 和氮氧化物。人為汙染的最大來源是我們在家裡、工廠和汽車中燃燒化石燃料（包括煤炭、石油和天然氣）。

空氣汙染要麼是主要汙染，要麼是次要汙染。主要汙染物直接排放到空氣中，例如煙霧和汽車尾氣。當化學反應改變主要汙染物時，就會形成次要汙染。對流層臭氧的形成是次要空氣汙染的一個例子。

大氣是一個複雜、動態且脆弱的系統。人們越來越關注空氣汙染的全球影響，特別是氣候變化。長期以來，由於空氣汙染導致的平流層臭氧層耗竭一直被認為是對人類健康的威脅。