大气之垂直温度变化.PDF

大氣之垂直溫度變化 地球表面大氣層之分層方法有幾種，最普通的是根據溫度的 垂直分布與變化來劃分，最低一層為對流層，其上為平流層， 再上為中氣層，最高層為增溫層 。各層之厚度及分界，常因時 因地而異，並非一成不變）。 對流層 Troposphere 對流層之厚度，平均約12公里，夏季常較冬 季為厚，低緯度地區亦常厚於高緯度地區，赤 道附近對流層厚約18公里，兩極附近厚僅8至9 公里。對流 層內氣溫通常隨高度增高而下降 ， 平均每增高1公里，約降低攝氏 6.5度。 對流層內，空氣較不穩定，上下對流頗盛， 大氣中之水汽幾乎全部存於此層內 ，故雲、霧、 雨、雪等常見之天氣現象，均限於此對流層中， 且多發生於此層之下部 。 Tropopause Inversion Planetary Boundary Layer 平流層 Stratosphere 平流層之範圍，約自10餘公里至50 －55公里， 自對流層頂至高約30 －35公里處屬平流層下部， 氣溫幾定不變，或隨高度之增高而略為上升。 30餘公里以上，溫度反隨高度而增，平均每升 高1公里，溫度約增加攝氏5度，至50 －55公里 處溫度達最高峰 。平流層內源自地面之水汽及 灰塵幾已絕跡，氣流平穩。平流層上部因臭氧 吸收太陽的紫外線輻射，於是氣溫升高。 Ozone layer: 15-48 km, Max. at 20-25 km QBO (18-30 km) with period 26 months 貝母雲(Nacreous Cloud) 貝母雲（Nacreous cloud ） 。高度約在離地面28.5公 里處；其成因目前仍不清楚，但相信和冰晶及過冷水 滴有關 。這種雲只有在高緯度的某些地方可以看到， 通常是在冬季當太陽已經在地平線之下時才會看到。 （International Cloud Atlas II, WMO, 1987 ） 中氣層 Mesosphere 中氣層範圍大約自50 至 80-90 公里處，溫 度一般都是向上遞減，直至中氣層頂，溫度 降至零下95℃左右或更低。從地面到中氣層 頂，大氣中除了水汽和臭氧之外，其他各種 氣體的成份近似不變，因此中氣層以下區域， 我們稱之為「均勻層」(Homogenous Layer) 。 Noctilucent Cloud (夜光雲) occurs in high latitude during summer. 夜光雲（Noctilucent cloud ） ，離地面約82公里；通常 會觀測到內重力波的存在（試著將本照片上下對調過 來看）。這種雲只有在極區的黃昏時才會觀測得到， 其成因可能和水及殞石塵埃有關；在那麼高的高度， 水汽可能也是由殞石中蒸發出來的 。（International Cloud Atlas II, WMO, 1987 ） 增溫層 Thermosphere 增溫層(or 熱氣層)是中氣層頂以上溫度再 度升高的區域，當太陽寧靜時，此層可伸展 至400公里高度，在太陽活動期間則可達500 公里上下。增溫層下部，空氣至為稀薄，空 氣分子易於電離，空中自由電子頗為豐富， 通稱為電離層(Ionosphere) ，對於反射無線電 波功能方面功效頗大。 北極光 (Aurora Borealis) 南極光 (Aurora Australis) 大氣的組成 由太空中看起來，地球是一顆明亮 的藍色星球，美麗而多變。藍色是 因為它表面的四分之三是覆蓋著藍 色的海洋，明亮是因為它上面有許 多雲層。這些特徵其實都和它有許 多的水和空氣有關，而這些正是大 氣科學研究的主題。 大氣的組成 大氣的組成成分一般的認知是由 78.08%的氮，20.94%的氧 ，及其他微 量成分如二氧化碳、水汽、氬等所組成 的，故空氣的平均分子量為28.97 。其實 這種情況只有在離地面一百公里以下才 是這樣，一百公里以上是很不一樣的 。 溫室效應氣體(Absorb and emit long-wave radiation) Water Vapor CO2 :increase yearly due to fossil fuels