对流层 编辑
对流层是地球大气层中最靠近地面的一层,也是地球大气层里密度最高的一层。它蕴含了整个大气层约75%的质量,以及几乎所有的水蒸气气溶胶
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降雨是指在大气中冷凝的水汽以不同方式下降到地球表面的天气现象。大气中的水汽几乎全部集中于对流层中,气温越高,大气可以容纳的水汽含量就越多,反之就越少。一定温度下,当空气不可容纳更多的水汽时,称为饱和空气。当空气中的水汽含量超过蒸气压,达到过饱和状态时,则发生水汽凝结。
云物理学是研究大气层中云的形成、生长和冷凝的物理过程的分支学科。云按照相态分类,包括由微小液滴组成的水云,微小冰晶组成的冰云或冰晶与水滴混合的云。这些气溶胶存在于对流层,平流层和中间层,它们共同构成均匀层的最大部分。根据Köhler理论,当空气的过饱和超过临界值时,云滴开始由云凝结核冷凝形成。云凝结核对于云滴形成是必需的,因为开尔文方程描述了由于曲面引起的饱和蒸气压的变化。在小半径处,冷凝发生所需的过饱和度是如此之大,以至于它不会自然发生。拉乌尔定律描述了蒸汽压力如何依赖于溶液中溶质的量。在高浓度下,当云滴小时,所需的过饱和度小于没有云凝结核时的过饱和度。
对流层延迟为GPS定位误差来源中的一种。卫星信号进入大气层时会产生折射,而当折射发生在对流层,使传播路径改变、时间延迟,即为对流层延迟。在对流层中,影响折射指数的主要因子为气压、温度与水蒸气。
对流层延迟可分为干延迟与湿延迟。前者取决于大气压力与气温,变化幅度较稳定,可用数学模式估算,对于延迟量的影响程度占90%;而湿延迟则取决于空气中的水汽,因水汽量变化较快且空间差异大,较不易精准估计。卫星所在位置之于接收站的仰角亦会影响延迟量。于天顶方向时延迟量最小,仰角越小则延迟量增加。
天气表示大气在某个特定时间和空间的状态,反映大气是冷还是热、是干还是湿、是平静还是狂暴、是晴朗还是多云等等。绝大多数天气现象发生在平流层之下的对流层。天气具有5个要素:气温、降水、风、湿度和气压,其中最重要的是温度和降水。天气通常是描述每日的各要素情况,而气候是指一段长时间内的平均大气状况,基本均以仪器测量的数值和基于数值的分类方式来描述。如果没有特别指明,“天气”一般指的是地球上的天气。
光化学烟雾指的是一系列对环境和健康有害的化学品。称之为光化学烟雾是因为它们是由氮氧化物及挥发性有机物等污染物质光解而产生的,之后会留下悬浮粒子及对流层臭氧,属于大气中二次污染物。其中的二氧化氮呈红棕色,是造成人为霾害的主因之一,若是城市位于盆地,或处于易形成对流层低空逆温的地方造成空气不流通,则会加重对生物体与环境的影响。
闪电,一般是专指对流层大气静电放电,是静电放电现象的一种。当空气作为一种介质时,空气中的各种微粒互相碰撞和摩擦便会使该空气介质两面的正负电荷的量持续积累,这时加于该空气介质的电压也会同时增加,当局部电压达到当时条件下空气的击穿电压时,该空气介质的局部便会发生电击穿而持续成为等离子体,使电流能够通过原来绝缘的空气。这时通过空气的电流也会将空气急剧加热,使空气膨胀而产生雷声。
降雨是指在大气中冷凝的水汽以不同方式下降到地球表面的天气现象。大气中的水汽几乎全部集中于对流层中,气温越高,大气可以容纳的水汽含量就越多,反之就越少。一定温度下,当空气不可容纳更多的水汽时,称为饱和空气。当空气中的水汽含量超过蒸气压,达到过饱和状态时,则发生水汽凝结。
东风波是在副热带高压带南侧对流层中、下层的东风带中,常存在一个槽或气旋性曲率最大区,呈波状形式自东向西移动。
臭氧层是指地球大气层的平流层中臭氧浓度相对较高的部分,主要作用是吸收短波紫外线。臭氧层密度低,如果它被压缩到对流层的密度,则只有数毫米厚。
闪电,一般是专指对流层大气静电放电,是静电放电现象的一种。当空气作为一种介质时,空气中的各种微粒互相碰撞和摩擦便会使该空气介质两面的正负电荷的量持续积累,这时加于该空气介质的电压也会同时增加,当局部电压达到当时条件下空气的击穿电压时,该空气介质的局部便会发生电击穿而持续成为等离子体,使电流能够通过原来绝缘的空气。这时通过空气的电流也会将空气急剧加热,使空气膨胀而产生雷声。