气象学/大气层

大气层

大气可以被认为是一系列层状结构的集合。从地面向上穿过大气层，依次是对流层、平流层、中间层和热层。还有一个通常被称为电离层的区域，但这并不是真正的一层，我们稍后会详细介绍。各层之间的界面被称为层顶（例如，对流层顶、平流层顶）。每一层都有其独特的特征，使之与邻层区分开来，它们不仅仅是由高度来定义的。它们层层叠叠，为我们提供了一条通往太空的路线图。

对流层是最底层也是密度最大的层。由于地球的引力将除最轻的分子以外的大部分大气质量都保持在地表附近，因此它包含了大气层的大部分质量。

在我们的大气层和太空真空之间没有明确的界限。随着人们远离地球，构成大气的分子碰撞的可能性越来越小（即粒子的平均自由程变得非常长），逐渐让位于地球影响范围之外的太阳风环境。在大气层的上层，空气的成分发生了变化，其行为不再像经典的流体，并且受到电磁场（如地球磁场或太阳风）的强烈影响。在这种极端的环境中，卫星轨道运行，其“天气”被称为“空间天气”，并受磁流体动力学（MHD）的支配，本书将不涉及这方面内容。

温度

每一层都有自己的温度剖面，即平均温度随高度的变化。当您从地球表面向上进入对流层时，周围的空气开始冷却。在平流层顶，气温保持恒定，但继续向上穿过平流层，气温就会升高。在中间层，气温则正好相反，然后在热层再次升高。

云

正如您将在专门关于云的章节中了解到的那样，云只在对流层和平流层的最下层形成。这是因为由于大气上层极低的温度，导致其水分含量非常少。您会发现，云层（高层、中层和低层）的划分实际上具有欺骗性，因为它们的高度不会超过对流层。