地球的对流层与太阳对流层区别和功能,特点

地球的对流层与太阳对流层区别和功能,特点
地球的对流层与太阳对流层区别和功能,特点

地球的对流层与太阳对流层区别和功能,特点
地球的对流层
　　位于大气的最低层,集中了约75％的大气质量和90％以上的水气质量.其下界与地面相接,上界高度随地理纬度和季节而变化.在低纬度地区平均高度为17～18千米,在中纬度地区平均为10～12千米,极地平均为8～9千米；夏季高于冬季.
　　对流层中,气温随高度升高而降低,平均每上升100米,气温约降低0.65℃.由于受地表影响较大,气象要素（气温、湿度等）的水平分布不均匀.空气有规则的垂直运动和无规则的乱流混合都相当强烈.上下层水气、尘埃、热量发生交换混合.由于90％以上的水气集中在对流层中,所以云、雾、雨、雪等众多天气现象都发生在对流层.
　　在对流层内,按气流和天气现象分布的特点又可分为下层、中层和上层.?
　　（1）下层：下层又称扰动层或摩擦层.其范围一般是自地面到2公里高度.随季节和昼夜的不同,下层的范围也有一些变动,一般是夏季高于冬季,白天高于夜间.在这层里气流受地面的摩擦作用的影响较大,湍流交换作用特别强盛,通常,随着高度的增加,风速增大,风向偏转.这层受地面热力作用的影响,气温亦有明显的日变化.由于本层的水汽、尘粒含量较多,因而,低云、雾、 、浮尘等出现频繁.?
　　（2）中层：中层的底界和摩擦层顶,上层高度约为6公里.它受地面影响比摩擦层小得多,气流状况基本上可表征整个对流层空气运动的趋势.大气中的云和降水大都产生在这一层内.?
　　（3）上层：上层的范围是从6公里高度伸展到对流层的顶部.这一层受地面的影响更小,气温常年都在0℃以下,水汽含量较少,各种云都由冰晶和过冷水滴组成.在中纬度和热带地区,这一层中常出现风速等于或大于30米/秒的强风带,即所谓的急流.
　　此外,在对流层和平流层之间,有一个厚度为数百米到1～2公里的过渡层,称为对流层顶.这一层的主要特征是,气温随高度而降低的情况有突然变化.其变化的情形有：温度随高度增加而降低很慢,或者几乎为等温.根据这一变化的起始高度确定对流层顶的位置.对流层顶的气温,在低纬地区平均约为-83℃,在高纬地区约为-53℃.对流层顶对垂直气流有很大的阻挡作用,上升的水汽、尘粒多聚集其下,使得那里的能见度往往较坏.
　　从地表到8至15公里高度范围内称为对流层.对流层的厚度随地区和季节不同而有所不同,在赤道附近约为15公里,在高纬度和中纬度地区为8～12公里,对一定地区而言暖季大于冷季.对流层集中了整个大气3/4的质量.
　　对流层的气温随高度增加而降低,高度每增加100米,气温下降0.65℃,低纬度地区对流层顶的气温约-83℃,高纬度地区对流层顶的气温约-53℃.由于近地层的空气接受地面的热辐射后温度升高与高空冷空气发生垂直方向的对流,构成了对流层空气的强烈对流运动,云、降水等天气现象都在这一层里发生.对流层是对人类生产、生活影响最大的一个层次,大气污染现象也主要发生在这一层里,特别在靠近地面的1～2公里范围内. 其厚度随纬度和季节而变化.在赤道附近为16-18km；在中纬度地区为l0-12km,两极附近为8-9km.夏季较厚,冬季较薄.
　　这一层的显著特点：—是气温随高度升高而递减,大约每上升100 m,温度降低0．6.C.内于贴近地面的空气受地面发射出来的热量的影响而膨胀上升,上面冷空气下降,故在垂直方向上形成强烈的对流,对流层也正是因此而得名；二是密度大,大气总质量的3／4以上集中在此层.在对流层中,因受地表的影响不同,又可分为两层.在l-2km以下,受地表的机械、热力作用强烈,通称摩擦层,或边界层,亦称低层大气,排人大气的污染物绝大部分活动在此层.在1-2公里以上,受地表影响变小,称为自由大气层,主要天气过程如雨、雪、雹的形成均出现在此层.对流层和人类的关系最密切.
　　在对流层,气温垂直分布的一般情况是随高度增加而降低,大约每升高100m,气温降低0.6℃.这主要是由于对流层大气的主要热源是地面长波辐射,离地面越高,受热越少,气温就越低.但在一定条件下,对流层中也会出现气温随高度增加而上升的现象,称之为逆温现象.
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　　太阳对流层
　　太阳光球下面处于对流状态的一个层次,一般认为厚约15万公里,有人认为更厚,也有人认为薄到约1万公里.层内的氢不断电离,增加气体比热,破坏流体静力学平衡,引起气体上升或下降.由于升降很快,流体元几乎处于绝热状态；又由于比热大,在重力场中上升时,流体元的温度就比周围高,密度小,因浮力而继续上升.流体元一旦下降,温度比周围低,密度大,就继续下降.这样就形成了对流.我们可以把对流层看成是一个巨大的热机,它把从太阳内部核反应所产生的外流能量的一小部分变为对流能量,成为产生诸如黑子、耀斑、日珥以及在日冕和太阳风中其它瞬变现象的动力.因此,太阳对流层的研究,具有非常重要的意义.
　　层内对流的尺度和速度都远大于地球上常见的流动现象,它的雷诺数也就远大于通常引起湍流运动的临界雷诺数,所以一旦在对流层内产生了流动,很快就会从对流层底到光球底部建立起一个非均匀的湍流场.太阳内部的能量被转变为湍流场的湍流元的动能和它胀缩时的噪声能.这个湍流场是不均匀的和各向异性的.通过机械传输的方式,把绝大部分的能量传到光球底层,再辐射出去.但这种小尺度的湍流并不是对流层内唯一的运动模式.因为太阳存在整体的较差自转,它必然会在对流层的湍流场上引起迭加其上的大尺度环流.
　　这种大尺度环流使对流层底部和表层的物质搅混：把太阳表面物质带向温度为300400万度的太阳深处,造成日面所特有的锂-铍丰度的反常.即太阳表面的锂丰度比其它类型的恒星 [指光谱型、质量、光度都不同于太阳的恒星] 表面小得多,而铍丰度却差不多.这是由于锂在300万度处就在核反应中烧掉了,而铍却要到400万度处才被烧掉；太阳表面物质只能流动到300万度的层次,不能更深；又由于大尺度环流,把这个含锂较少的层次的物质带到上面来了,含铍量却并不因此而变动.
　　这个图象虽然比较清晰,但因湍流理论不够完善,对于太阳对流层的研究,始终未能得出完整的、定量的结果,只好用旧的混合长理论定量地研究太阳对流层的性质和组态.这种理论可概括为：上升的对流元经过路程L [即混合长] 后便完全瓦解,把自己的动能和热能全部转移给周围的物质,同周围的物质完全混合,而在瓦解之前,并未同周围环境交换热量.这种热量和动能的传输,类似分子热运动的输运过程,混合长类似分子的平均自由程.