2017年高考地理必考知識(shí)點(diǎn)：平流層

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▲高考地理必考知識(shí)點(diǎn)：平流層

平流層是對(duì)流層頂部至平流層中下層區(qū)域，是平流層里溫度最低（中高緯度地區(qū)同溫層溫度在-45°左右）且溫度保持不變或變化很小的區(qū)域，在同溫層頂部（距離地面約30KM處）到平流層頂部（距離地面約50KM處）這個(gè)區(qū)間由于有高濃度的臭氧分子并且其吸收太陽(yáng)紫外線(xiàn)而增溫，到了平流層頂部，這里的溫度接近于0度。平流層中高溫層置于頂部，而低溫層置于低部。它與位于其下貼近地表的對(duì)流層剛好相反，對(duì)流層是上冷下熱的。在中緯度地區(qū)，同溫層位于離地表10公里至30公里左右的高度，而在極地，此層則始于離地表8公里左右。

平流層含有臭氧，具有吸收紫外線(xiàn)功能，保護(hù)地球上所有生物的生存和地表免于受陽(yáng)光中強(qiáng)烈的紫外線(xiàn)致命的侵襲。

▲高考地理必考知識(shí)點(diǎn)：平流層的物質(zhì)組成

氮?dú)?、氧氣、少量的水汽、臭氧（?2-27千米形成臭氧層）、塵埃、放射性微粒、硫酸鹽質(zhì)點(diǎn)。

▲高考地理必考知識(shí)點(diǎn)：平流層的原理

同溫層之所以與對(duì)流層相反，隨高度上升是氣溫上升，是因?yàn)槠浜胸S富的臭氧，因此其上半部分由于吸收了大量來(lái)自太陽(yáng)的紫外線(xiàn)而被加熱。故之在這一層，氣溫會(huì)因高度而上升。同溫層的頂部氣溫大概徘徊在-3C左右，與地面氣溫差不多。同溫層頂部稱(chēng)為同溫層頂，在此之上氣溫又會(huì)再以隨高度而下降。

至于垂直氣溫分層方面，由于高溫層置上而低溫層置下，使得同溫層較為穩(wěn)定。那是因?yàn)槟抢餂](méi)有常規(guī)的對(duì)流活動(dòng)及如此相連的氣流。此層的增溫是由于臭氧層吸收了來(lái)自太陽(yáng)的紫外線(xiàn)，它把同溫層的頂部加熱。至于同溫層的底部，來(lái)自頂部的傳導(dǎo)及下部對(duì)流層的對(duì)流剛好在那里抵消。所以，極地的同溫層會(huì)于較低高度出現(xiàn)，因?yàn)闃O地的地面氣溫相對(duì)較低。

對(duì)流層，高度每上升1公里，氣溫會(huì)平均下降攝氏6.99度。在中緯度地區(qū)氣溫會(huì)由海平面的大約+17℃下降至平流層頂?shù)拇蠹s-52℃。這種氣溫遞減是因?yàn)榻^熱冷卻的出現(xiàn)。當(dāng)空氣上升時(shí)，氣壓會(huì)下降而空氣隨之?dāng)U張。為了使空氣擴(kuò)張，需要有一定的功施予四周，故此氣溫會(huì)下降。（因熱力學(xué)第一定律）

而在極地（高緯度地區(qū)），由于平流層相對(duì)地薄，所以氣溫只會(huì)下降至-45℃，相反赤道地區(qū)（低緯度地區(qū)）氣溫可以下降到-75℃。

正因?yàn)槠搅鲗拥纳喜繜嵯虏坷?，所以平流運(yùn)動(dòng)特別顯著。這正是中文“平流層”的名稱(chēng)由來(lái)。

▲高考地理必考知識(shí)點(diǎn)：平流層的應(yīng)用

同溫層空間使用準(zhǔn)靜止的長(zhǎng)駐空飛艇作為高空信息平臺(tái)，與地面控制設(shè)備、信息接口設(shè)備以及各種類(lèi)型的無(wú)線(xiàn)用戶(hù)終端構(gòu)成的天地空一體化綜合信息系統(tǒng)產(chǎn)生同溫層。

通信系統(tǒng)，與通信衛(wèi)星相比，它往返延遲短、自由空間衰耗少，有利于實(shí)現(xiàn)通信終端的小型化、寬帶化和對(duì)稱(chēng)雙工的無(wú)線(xiàn)接入；與地面蜂窩系統(tǒng)相比，同溫層平臺(tái)的作用距離、覆蓋地區(qū)大、信道衰落小因而發(fā)射功率可以顯著減少。不但大大降低了建設(shè)地面信息基礎(chǔ)設(shè)施的費(fèi)用，而且也降低了對(duì)基站周?chē)妮椛湮廴?。?duì)人類(lèi)的貢獻(xiàn)相當(dāng)大。

飛行應(yīng)用

在熱帶地區(qū)，商業(yè)客機(jī)一般會(huì)于離地表10公里的高空，即平流層的底部處巡航。這是為了避開(kāi)對(duì)流層因?qū)α骰顒?dòng)而產(chǎn)生的氣流。而在客機(jī)巡航階段所遇上的氣流，大多是因?yàn)樵趯?duì)流層發(fā)生了對(duì)流超越現(xiàn)象。同樣地，滑翔機(jī)一般會(huì)在上升暖氣流上滑翔，這股氣流從對(duì)流層上升到達(dá)平流層平流層就會(huì)停止。這樣一來(lái)變相為世界各地的滑翔機(jī)設(shè)定了高度限制。縱然有些滑翔機(jī)會(huì)用上背風(fēng)波來(lái)飛得更高，把滑翔機(jī)帶到平流層之中。

同溫層是一個(gè)放射性、動(dòng)力學(xué)及化學(xué)過(guò)程都會(huì)有強(qiáng)烈反應(yīng)的區(qū)域。因?yàn)槠渌降臍鈶B(tài)成份混合比起垂直的混合都來(lái)得要快。一個(gè)較為有趣的平流層環(huán)流特性是發(fā)生于熱帶地區(qū)的準(zhǔn)雙年振蕩（QBO、）。這種現(xiàn)象由重力波引導(dǎo)，是由于對(duì)流層的對(duì)流而引至的。準(zhǔn)雙年震蕩引致了次級(jí)環(huán)流的發(fā)生，這對(duì)于全球性的平流層輸送諸如臭氧及水蒸氣等尤為重要的。

航空應(yīng)用

民用航空領(lǐng)域的大型客機(jī)大多飛行于此層，以增加飛行的穩(wěn)定度。

主要原因有：

一、能見(jiàn)度高。

地球大氣的平流層水汽、懸浮固體顆粒、雜質(zhì)等極少，天氣比較晴朗，光線(xiàn)比較好，能見(jiàn)度很高，便于高空飛行。

二、受力穩(wěn)定。

平流層的大氣上暖下涼，大氣不對(duì)流，以平流運(yùn)動(dòng)為主，飛機(jī)在其中受力比較穩(wěn)定，便于飛行員操縱架駛。

三、噪聲污染小。

平流層距地面較高，飛機(jī)絕大部分時(shí)間在其中飛行，對(duì)地面的噪音污染相對(duì)較小。

四、安全系數(shù)高。

飛鳥(niǎo)飛行的高度一般（有資料稱(chēng)加拿大黑雁可以）達(dá)不到平流層，飛機(jī)在平流層中飛行就比較安全。在起飛和著陸時(shí)，要設(shè)法驅(qū)趕開(kāi)飛鳥(niǎo)才更為安全。

五、經(jīng)濟(jì)效益好。

飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性好，較高高度空氣阻力小，高度越高就越省油。另外因?yàn)槠搅鲗拥乃綒饬鞔螅w機(jī)可以借助風(fēng)力，節(jié)省燃料。

▲高考地理必考知識(shí)點(diǎn)：平流層的影響

由于同溫層的高度較對(duì)流層高，一般將來(lái)自太陽(yáng)的紫外輻射按照波長(zhǎng)的大小分為三個(gè)區(qū)，波長(zhǎng)在315-400nm（1nm=10-9m）之間的紫外光稱(chēng)為UV-A區(qū)，該區(qū)的紫外線(xiàn)不能被臭氧有效吸收，但是也不造成地表生物圈的損害。

事實(shí)上，這一波段少量的紫外線(xiàn)也是地表生物所必需的，它可促進(jìn)人體的固醇類(lèi)轉(zhuǎn)化成維生素D，如果缺乏會(huì)引起軟骨病，尤其對(duì)兒童的發(fā)育產(chǎn)生不良的影響；波長(zhǎng)為280-315nm的紫外光稱(chēng)為UV-B區(qū)，這一波段的紫外輻射是可能到達(dá)地表并對(duì)人類(lèi)和生態(tài)系統(tǒng)造成最大危害的部分；波長(zhǎng)為200-280nm的紫外光部分稱(chēng)為UV-C區(qū)，該區(qū)紫外線(xiàn)波長(zhǎng)短，能量高。

環(huán)繞在地球表面至高空8-16公里范圍內(nèi)的一層大氣稱(chēng)為對(duì)流層，這一層中的臭氧對(duì)人類(lèi)和生態(tài)環(huán)境是有害的，它也是當(dāng)前城市大氣光化學(xué)煙霧污染的主要物質(zhì)。對(duì)流層向上至大約50公里左右的范圍，就是通常所稱(chēng)的同溫層。實(shí)際上，同溫層保存了大氣中90%的臭氧，位于這一高度的臭氧能有效地吸收對(duì)人類(lèi)健康有害的紫外線(xiàn)（UV-B段），從而保護(hù)了地球上的生命。

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