平流層大氣物理學(xué)

大氣物理學(xué)的一個分支平流層大氣物理學(xué)01研究簡史主要區(qū)別研究內(nèi)容相關(guān)學(xué)科目錄030204基本信息平流層大氣物理學(xué)是研究平流層和中層大氣的結(jié)構(gòu)、成分、狀態(tài)，以及其中發(fā)生的物理、化學(xué)過程的學(xué)科，它是大氣物理學(xué)的一個分支。平流層和中層是指從對流層頂起至離地面約85公里的大氣層，它們處于對流層之上和熱層之下，主要大氣組成和空氣分子量同對流層大氣一樣，在太陽的紫外輻射作用下，有顯著的光化學(xué)反應(yīng)，在10～50公里間有大氣臭氧層。研究簡史研究簡史二十世紀(jì)初平流層和中層大氣溫度的分布二十世紀(jì)初，由于探測技術(shù)的進展，人們發(fā)現(xiàn)了平流層。1901年，法國科學(xué)家泰斯朗·德·博爾用氣球攜帶自記氣象儀探測高空大氣，觀測記錄表明，在約11公里處，溫度約為-55℃，在此以上大氣層里氣溫近于不變，后來泰斯朗·德·博爾提出了大氣分對流層和平流層兩層的概念。1923年，林德曼和多布森在以流星尾跡來推測高空大氣密度的研究中，預(yù)料在平流層的上層為高溫區(qū)。人們根據(jù)曙暮光的觀測，也得到同樣的推論。第一次世界大戰(zhàn)期間，發(fā)現(xiàn)炮聲除在炮點附近有一個可聞區(qū)外，在遠方還有一個可聞區(qū)，由此推測，在50公里附近的高空必須有一層溫度較高的大氣，才能使聲音折返地面，形成遠方的可聞區(qū)。以上主要是用聲、光現(xiàn)象對平流層和中層大氣的特性進行間接的推測。二十世紀(jì)40年代隨著觀測技術(shù)的發(fā)展，高空氣球已經(jīng)可升至四十多公里的高度，用它攜帶臭氧探空儀可測量大氣的臭氧。從二十世紀(jì)40年代起，氣象火箭探測將高度增至30～100公里，利用安裝在火箭上感應(yīng)氣壓和溫度的儀器，或用火箭在高空投擲儀器對70～80公里以下的大氣進行測量，所獲得的大氣溫度分布資料同用流星和聲波推測的結(jié)果是一致的。從二十世紀(jì)60年代起，開始用氣象衛(wèi)星遙感探測平流層和中層大氣的密度、溫度和濕度等。研究內(nèi)容研究內(nèi)容平流層大氣物理學(xué)平流層大氣物理學(xué)主要研究平流層和中層大氣的結(jié)構(gòu)，如大氣成分的分布、溫度和風(fēng)等要素隨高度分布的規(guī)律，以及這些要素隨緯度和季節(jié)的變化；太陽紫外輻射在平流層和中層大氣中的傳輸、吸收和光化反應(yīng)等過程；能量平衡，包括高低層大氣環(huán)流間的相互影響和擾動的傳輸過程等。平流層是在對流層之上、中層之下的大氣層，其范圍從對流層頂向上直至離地面約五十公里的高度。在這一層里，大氣的鉛直對流不強，多為大尺度平流運動；大氣中只有少量的水汽，但包含了大氣臭氧層中臭氧的主要部分，水汽和臭氧在輻射平衡中起著作用；大氣中塵埃的含量很小，大氣透明度很高。平流層環(huán)流有如下特點：中緯度地區(qū)在夏季時，對流層為西風(fēng)，平流層為東風(fēng)；冬季時，對流層和平流層都是西風(fēng)。平流層環(huán)流的季節(jié)過渡，從夏到冬是緩慢的，這時平流層下部的西風(fēng)由弱轉(zhuǎn)強，平流層中部的偏東風(fēng)變?yōu)槠黠L(fēng)；而從冬到夏則是突變性的，在這個季節(jié)轉(zhuǎn)變中平流層有爆發(fā)性的突然增溫現(xiàn)象，幾天之內(nèi)升溫可達40～50°C，幾次爆發(fā)性的增溫導(dǎo)致冬季平流層繞極氣旋性環(huán)流破壞（見平流層和中層大氣環(huán)流）。平流層環(huán)流的季節(jié)變化，常常成為對流層環(huán)流產(chǎn)生變化的先兆，故有助于長期天氣預(yù)報。平流層溫度的鉛直分布與對流層不同，從對流層頂起，有一個溫度隨高度不變或隨高度變化很小的層次，稱為同溫層；在25公里以上，溫度隨高度迅速增加，升溫率約每公里2℃，到50公里附近溫度達極大值，這即為平流層頂。這個高溫區(qū)是由于大氣臭氧吸收太陽紫外輻射增溫所致。主要區(qū)別主要區(qū)別大氣成分隨高度的分布大氣物理學(xué)是研究大氣的物理現(xiàn)象、物理過程及其演變規(guī)律的學(xué)科，是大氣科學(xué)的一個分支。它主要研究大氣中的聲象、光象、電象、輻射過程、云和降水物理、近地面層大氣物理、平流層和中層大氣物理，既是大氣科學(xué)的基礎(chǔ)理論部分，又是環(huán)境科學(xué)的一個部分。平流層大氣物理學(xué)是研究平流層和中層大氣的結(jié)構(gòu)、成分、狀態(tài)，以及其中發(fā)生的物理、化學(xué)過程的學(xué)科，由于氧和臭氧對太陽紫外輻射的吸收，臭氧、水汽和二氧化碳的紅外輻射，構(gòu)成了平流層和中層大氣中的冷熱源匯，產(chǎn)生了平流層和中層大氣的溫度分布和大氣環(huán)流。對平流層和中層的研究有助于對大氣整體的物理過程的了解。平流層大氣物理學(xué)是大氣物理學(xué)的一個分支。大氣物理學(xué)主要包括大氣邊界層物理學(xué)、云和降水物理學(xué)、雷達氣象學(xué)、無線電氣象學(xué)、大氣聲學(xué)、大氣光學(xué)和大氣輻射學(xué)、大氣電學(xué)、平流層和中層大氣物理學(xué)。大氣物理學(xué)的研究領(lǐng)域不斷擴大。如為了改進大氣中的電波通信、光波通信、提高導(dǎo)彈制導(dǎo)水平，就需要了解它們所賴以傳播的大氣介質(zhì)及相互作用，因此就要研究大氣的聲、光、電和無線電氣象；又如，為避免晴空湍流引起飛機墮毀的事故，就要研究大氣湍流。相關(guān)學(xué)科相關(guān)學(xué)科大氣科學(xué)、氣候?qū)W、物候?qū)W、古氣候?qū)W、年輪氣候?qū)W、大氣化學(xué)、動力氣象學(xué)、大氣物理學(xué)、大氣邊界層物理、云和降水物理學(xué)、云和降水微物理學(xué)、云動力學(xué)、雷達氣象學(xué)、無線電氣象學(xué)、大氣輻射學(xué)、