平流层
平流层(stratosphere)
平流层,亦称同温层 (人们认识到同温层只是平流层的一部分,同温层这一名词逐渐减少了使用,几乎销声匿迹),是地球大气层里上热下冷的一层,此层被分成不同的温度层,当中高温层置于顶部,而低温层置于低部。它与位于其下贴近地表的对流层刚好相反,对流层是上冷下热的。在中纬度地区,平流层位于离地表10公里至50公里的高度,而在极地,此层则始于离地表8公里左右。平流层是夹于对流层与中间层之间。 公卫考场
平流层之所以与对流层相反,随高度上升是气温上升,是因为其底部吸收了来自太阳的紫外线而被加热。故之在这一层,气温会因高度而上升。平流层的顶部气温大概徘徊在270K左右,与地面气温差不多。平流层顶部称为平流层顶,在此之上气温又会再以随高度而下降。至于垂直气温分层方面,由于高温层置上而低温层置下,使到平流层较为稳定。那是因为那里没有常规的对流活动及如此相连的气流。此层的增温是由于臭氧层吸收了来自太阳的紫外线,它把平流层的顶部加热。至于平流层的底部,来自顶部的传导及下部对流层的对流刚好在那里抵消。所以,极地的平流层会于较低高度出现,因为极地的地面气温相对较低。
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在温带地区,商业客机一般会于离地表10公里的高空,即平流层的底部处巡航。这是为了避开对流层因对流活动而产生的气流。而在客机巡航阶段所遇上的气流,大多是因为在对流层发生了对流超越现象。同样地,滑翔机一般会在上升暖气流上滑翔,这股气流从对流层上升到达平流层就会停止。这样一来变相为世界各地的滑翔机设定了高度限制。(纵然有些滑翔机会用上背风波来飞得更高,把滑翔机带到平流层之中。)
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平流层是一个放射性、动力学及化学过程都会有强烈反应的区域。因为其水平的气态成份混合比起垂直的混合都来得要快。一个较为有趣的平流层环流特性是发生于热带地区的准双年震荡(QBO)。这种现象由重力波引导,是由于对流层的对流而引至的。准双年震荡引致了次级环流的发生,这对于全球性的平流层输送诸如臭氧及水蒸气等尤为重要。
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在北半球的冬季,平流层突发性增温经常发生。这是因为平流层吸收了罗斯贝波所致。
臭氧损耗
臭氧层的损耗主因,是因为平流层中存在着含氯氟烃(简称CFCs - 如CF2Cl2及CFCl3)。含氯氟烃是氯、氟及碳的聚合物。正因为含氯氟烃的稳定性、价钱低廉、无毒性、非易燃性、非腐蚀性,时常被用作喷雾剂、冷却剂及溶剂等等。但正因它的稳定性却使其持续存在于环境之中,不易化解。这些分子会逐渐地飘到平流层,继而进行一连串的链锁反应,最终会使到臭氧层受到损耗。 公卫百科
美国政府早于1980年已经禁止使用含氯氟烃作为喷雾剂。世界各国亦开始于1987年9月努力减少使用含氯氟烃,直至1996年,全球禁止工厂生产及释放含氯氟烃的法例终于生效。但这些努力却因为中国及俄罗斯约值5亿美元的非法生产而被彻底地挫败。所以含氯氟烃的数量直至2000年早期还在上升,预计在本世纪中期才会回落至合理水平。 公卫百科
物质组成
氮气、氧气、少量的水汽、臭氧(在22-27千米形成臭氧层)、尘埃、放射性微粒、硫酸盐质点。
[编辑本段]运动特征
平流层内的风力分布颇为特别,首先平流层底部受到对流层顶部的西风带影响,所以几乎都吹着西风。然后,平流层上中部则会出现以下的现象。极地附近的夏季会有极昼的现象发生,所以处于夏季的半球,高纬度地区受到的日照时间会比低中纬度地区为长。因为极地附近会因臭氧层而渐渐和暖,结果形成了高压状态。反之低纬度会相对地处于低压状态。为了消除这种不稳定,就会产生出从高压处流向低压处的气流。可是这种气流又受到科里奥利力所影响而变成了东风。因此,在平流层的上中部除了特别的场合以外,夏季会比较盛行东风,亦即东风带,称为平流层东风。 公卫论坛
而冬季来临时这个现象就会逆转发生。极地附近就会与夏季相反整天也不会受到太阳照射,结果高纬度地区就会比低中纬度地区低温,亦即进入低压状态。因此产生了从低纬度流向高纬度的气流,再因科里奥利力的影响而变成了西风,称为平流层西风。由于这种现象会随季节变化而改变风向,所以亦可被认为是季候风的一种,称之为平流层季候风。平流层西风及平流层东风的最大风速都可达到每秒约50米。
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人类应用
航空
目前大型客机大多飞行于此层,以增加飞行的稳定度。原因有:
能见度高:地球大气的平流层水汽、悬浮固体颗粒、杂质等极少,天气比较晴朗,光线比较好,能见度很高,便于高空飞行。
受力稳定:平流层的大气上暖下凉,大气不对流,以平流运动为主,飞机在其中受力比较稳定,便于飞行员操纵架驶。
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噪声污染小:平流层距地面较高,飞机绝大部分时间在其中飞行,对地面的噪声污染相对较小。
安全系数高:飞鸟飞行的高度一般达不到平流层,飞机在平流层中飞行就比较安全。当然,在起飞和着陆时,要想方设法驱赶开飞鸟才更为安全.
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