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地球大气层
散逸层
(>800km)
热成层
(80km-800km)
中间层
(50km-80km)
平流层
(11km-50km)
对流层
(0km-11km)

平流層,亦稱同溫層,是地球大氣層裡上熱下冷的一層,此層被分成不同的溫度層,當中高溫層置於頂部,而低溫層置於低部。它與位於其下貼近地表的對流層剛好相反,對流層是上冷下熱的。在中緯度地區,平流層位於離地表10公里至50公里的高度,而在極地,此層則始於離地表8公里左右。平流層是夾於對流層中間層之間。

平流層之所以與對流層相反,隨高度上升是氣溫上升,是因為其頂部吸收了來自太陽的紫外線而被加熱。故之在這一層,氣溫會因高度而上升。平流層的頂部氣溫大概徘徊在270K左右,與地面氣溫差不多。平流層頂部稱為平流層頂,在此之上氣溫又會再以隨高度而下降。至於垂直氣溫分層方面,由於高溫層置上而低溫層置下,使到平流層較為穩定。那是因為那裡沒有常規的對流活動及如此相連的氣流。此層的增溫是由於臭氧層吸收了來自太陽紫外線,它把平流層的頂部加熱。至於平流層的底部,來自頂部的傳導及下部對流層的對流剛好在那裡抵消。所以,極地的平流層會於較低高度出現,因為極地的地面氣溫相對較低。

在溫帶地區,商業客機一般會於離地表10公里的高空,即平流層的底部處巡航。這是為了避開對流層因對流活動而產生的氣流。而在客機巡航階段所遇上的氣流,大多是因為在對流層發生了對流超越現象。同樣地,滑翔機一般會在上升暖氣流上滑翔,這股氣流從對流層上升到達平流層就會停止。這樣一來變相為世界各地的滑翔機設定了高度限制。(縱然有些滑翔機會用上背風波來飛得更高,把滑翔機帶到平流層之中。)

平流層是一個放射性、動力學及化學過程都會有強烈反應的區域。因為其水平的氣態成份混合比起垂直的混合都來得要快。一個較為有趣的平流層環流特性是發生於熱帶地區的準雙年震盪(QBO)。這種現象由重力波引導,是由於對流層的對流而引至的。準雙年震盪引致了次級環流的發生,這對於全球性的平流層輸送諸如臭氧水蒸氣等尤為重要。

在北半球的冬季,平流層突發性增溫經常發生。這是因為平流層吸收了羅斯貝波所致。

臭氧損耗编辑

臭氧層的損耗主因,是因為平流層中存在著含氯氟烴(簡稱CFCs - 如CF2Cl2及CFCl3)。含氯氟烴是氯、氟及碳的聚合物。正因為含氯氟烴的穩定性、價錢低廉、無毒性、非易燃性、非腐蝕性,時常被用作噴霧劑、冷卻劑及溶劑等等。但正因它的穩定性卻使其持續存在於環境之中,不易化解。這些分子會逐漸地飄到平流層,繼而進行一連串的鏈鎖反應,最終會使到臭氧層受到損耗。

美國政府早於1980年已經禁止使用含氯氟烴作為噴霧劑。世界各國亦開始於1987年9月努力減少使用含氯氟烴,直至1996年,全球禁止工廠生產及釋放含氯氟烴的法例終於生效。但這些努力卻因為中國俄羅斯約值5億美元的非法生產而被徹底地挫敗。所以含氯氟烴的數量直至2000年早期還在上升,預計在本世紀中期才會回落至合理水平。

物质组成编辑

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

运动特征编辑

平流層內的風力分佈頗為特別,首先平流層底部受到對流層頂部的西風帶影響,所以幾乎都吹著西風。然後,平流層上中部則會出現以下的現象。極地附近的夏季會有極晝的現象發生,所以處於夏季的半球,高緯度地區受到的日照時間會比低中緯度地區為長。因為極地附近會因臭氧層而漸漸和暖,結果形成了高壓狀態。反之低緯度會相對地處於低壓狀態。為了消除這種不穩定,就會產生出從高壓處流向低壓處的氣流。可是這種氣流又受到科里奧利力所影響而變成了東風。因此,在平流層的上中部除了特別的場合以外,夏季會比較盛行東風,亦即東風帶,稱為平流層東風

而冬季來臨時這個現象就會逆轉發生。極地附近就會與夏季相反整天也不會受到太陽照射,結果高緯度地區就會比低中緯度地區低溫,亦即進入低壓狀態。因此產生了從低緯度流向高緯度的氣流,再因科里奧利力的影響而變成了西風,稱為平流層西風。由於這種現象會隨季節變化而改變風向,所以亦可被認為是季候風的一種,稱之為平流層季候風。平流層西風及平流層東風的最大風速都可達到每秒約50米。

人类应用编辑

航空编辑

目前大型客機大多飛行於此層,以增加飛行的穩定度。原因有:

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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,对地面的噪音污染相对较小。
  4. 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.af:Stratosfeer

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