大气结构

atmospheric structure描述大气特征参数的空间分布。按照大气在垂直方向上的某种特性把大气划分成水平方向性质比较均匀的若干层，按不同的特性有不同的分层方法。较常见的分层方法有：（1）按大气的热状态特征，即按温度的垂直分布将大气分为对流层、平流层、中间层、热层和外层。高层大气属于其中的热层和外层。（2）按大气成分的均一性质可将大气分为均质层和非均质层：①均质层：从地面大气分层结构示意图至约90 km高度的大气层。均质层中各种成分（除臭氧等可变成分外）所占比例在垂直方向上保持不变，平均摩尔质量为常数，均质层大气遵从流体静压方程和理想气体状态方程。②非均质层：均质层顶之上，大气成分随高度有明显变化的大气层。其平均摩尔质量随高度而下降，105 km以下的非均质层大气湍流混合仍起主要作用，平均摩尔质量的降低只是由于氧分子分解的结果，高度为90～105 km的大气仍然满足流体静压方程和理想气体状态方程。105 km以上的大气在重力场的作用下，分子扩散作用超过湍流混合的影响，大气处于扩散平衡状态，每种大气成分的分布遵循各自的扩散方程，大气压力、密度随高度呈指数下降。同一高度上，高温伴随有高密度。分子质量较轻的大气成分相对浓度随高度升高而增高，大气的平均摩尔质量从90 km附近的28.878 g/mol减少到500 km附近的15 g/mol。非均质层下部的主要成分为N2、O和 O2，其上部的主要成分为O、 He和H。高层大气属于其中的非均质层。（3）根据大气的电离特性可将大气分为电离层和非电离层，电离层的主要部分与热层所在高度重叠。 （撰写：田剑华 审订：都亨）