太阳系中九大行星上是否都有大气层,卫星有的也可以告知.

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八大行星都有大气层
水星：
人们推测水星的壳层与月球类似,并且都有过陨星轰击历史.水星上有极稀薄的大气,大气压小于2×10百帕,大气中含有氦、氢、氧、碳、氩、氖、氙等元素.由于大气非常稀薄,水星的表面白天和夜晚的温度相差很大.实际上,水星大气中的气体分子与水星表面相撞的频密程度比它们之间互相相撞要高.出于这些原因,水星应被视为是没有大气的.“大气”主要由氧,钾和钠组成.

　　水星的大气非常少,主要成份为氦（42%）、汽化钠（42%）和氧（15%）,而且在白天气温非常高,平均地表温度为179℃,最高为427℃,最低为零下173℃,因此水星上看来不可能存在水；但1991年科学家在水星的北极发现了一个不同寻常的亮点,造成这个亮点的可能是在地表或地下的冰.水星上真的有可能存在冰吗?由于水星的轨道比较特殊,在它的北极,太阳始终只在地平线上徘徊.在一些陨石坑内部,可能由于永远见不到阳光而使温度降至零下161℃以下.这样低的温度就有可能凝固从行星内部释放出来的气体,或积存从太空来的冰.

　　组成水星大气的原子不断的被遗失到太空之中,由于钾或钠原子在一个水星日（一个水星日——在其近日点一日时间的一半）上大约有3小时的平均 “寿命”.散失的大气不断地被一些机制所替换,如被行星引力场俘获的火山蒸汽,以及两极的冰冠的除气作用.

金星：
金星的天空是橙黄色的.金星上也有雷电,曾经记录到的最大一次闪电持续了15分钟.

　　金星的大气主要由二氧化碳组成,并含有少量的氮气.金星的大气压强非常大,为地球的92倍,相当于地球海洋中1千米深度时的压强.大量二氧化碳的存在使得温室效应在金星上大规模地进行着.如果没有这样的温室效应,温度会比现在下降400°C.在近赤道的低地,金星的表面极限温度可高达500°C.这使得金星的表面温度甚至高于水星,虽然它离太阳的距离要比水星大的两倍,并且得到的阳光只有水星的四分之一（高空的光照强度为2613.9 W/m2,表面为1071.1 W/m2）.尽管金星的自转很慢（金星的“一天”比地球的“一年”还要长,赤道地带的旋转速度只有每小时6.5千米）,但是由于热惯性和浓密大气的对流,昼夜温差并不大.大气上层的风只要4天就能绕金星一周来均匀的传递热量.

　　金星浓厚的云层把大部分阳光都反射回了太空,所以金星表面接受到的太阳光比较少,大部分阳光都不能直接到达金星表面.金星热辐射反射率大约是60%,可见光反射率就更大.虽然金星比地球离太阳的距离要近,它表面所得光照却比地球少.如果没有温室效应作用,金星表面温度就会和地球很接近.人们常常会想当然的认为金星的浓密云层能够吸收更多的热量,事实证明这是非常荒谬的.与此正相反,如果没有这些云层,温度会更高.大气中二氧化碳的大量存在所造成的温室效应才是吸收更多热量的真正原因.

　　2004年金星凌日在云层顶端金星有着每小时350千米的大风,而在表面却是风平浪静,每小时不会超过数千米.然而,考虑到大气的浓密程度,就算是非常缓慢的风也会具有巨大的力量来克服前进的阻力.金星的云层主要是有二氧化硫和硫酸组成,完全覆盖整个金星表面.这让地球上的观测者难以透过这层屏障来观测金星表面.这些云层顶端的温度大约为-45°C.美国航空及太空总署给出的数据表明,金星表面的温度是464°C.云层顶端的温度是金星上最低的,而表面温度却从不低于400°C.

　　金星表面的温度最高达447℃,是因为金星上强烈的温室效应,温室效应是指透射阳光的密闭空间由于与外界缺乏热交换而形成的保温效应.金星上的温室效应强得令人瞠目结舌,原因在于金星的大气密度是地球大气的100倍,且大气97%以上是“保温气体”——二氧化碳；同时,金星大气中还有一层厚达20～30千米的由浓硫酸组成的浓云.二氧化碳和浓云只许太阳光通过,却不让热量透过云层散发到宇宙空间.被封闭起来的太阳辐射使金星表面变得越来越热.温室效应使金星表面温度高达465至485℃,且基本上没有地区、季节、昼夜的差别.它还造成金星上的气压很高,约为地球的90倍.浓厚的金星云层使金星上的白昼朦胧不清,这里没有我们熟悉的蓝天、白云,天空是橙黄色的.云层顶端有强风,大约每小时350千米,但表面风速却很慢,每小时几千米不到.十分有趣的是,金星上空会像地球上空一样,出现闪电和雷暴.

　　金星的大气压力为90个标准大气压（相当于地球海洋深1千米处的压力）,大气大多由二氧化碳组成,也有几层由硫酸组成的厚数千米的云层.这些云层挡住了我们对金星表面的观察,使得它看来非常模糊.这稠密的大气也产生了温室效应,使金星表面温度高达400度,超过了740开（足以使铅条熔化）.金星表面自然比水星表面热,虽然金星比水星离太阳要远两倍.

　　金星大气层主要为二氧化碳,占约96%,以及氮3%.在高度50至 70 公里的上空,悬浮着浓密的厚云,把大气分割为上下两层.云为浓硫酸液滴组成,其中还掺杂著硫粒子,所以呈现黄色.在气候良好的地球上,应该很难想像在太阳系中竟然有这样疯狂的世界.

　　金星接近地表大气时速较为缓慢,只有每小时数公里,但上层时速却可达数百公里,金星自转速度如此的缓慢,243个地球日才转一圈,但却有如此快速转动的上层大气,至今仍是个令人不解的谜团.

　　在照片中我们可以观察到金星表面的云层呈现倒V型的形状,这种云系统称为带状风系统.这种带状风的其实是太阳照射所造成的对流.

地球：
地球是上百万种生物的家园,包括人类.地球是目前人类所知宇宙中唯一存在生命的天体.地球诞生于45.4亿年前,而生命诞生于地球诞生后的10亿年内.从那以后,地球的生物圈改变了大气层和其他环境,使得需要氧气的生物得以诞生,也使得臭氧层形成.臭氧层与地球的磁场一起阻挡了来自宇宙的有害射线,保护了陆地上的生物.地球的物理特性,和它的地质历史和轨道,使得地球上的生命能周期性地持续.地球预计将在15亿年内继续拥有生命,直到太阳不断增加的亮度灭绝地球上的生物圈.

火星：
火星的大气密度只有地球的大约1%,非常干燥,温度低,表面平均温度零下55℃,水和二氧化碳易冻结.在火星的早期,它与地球十分相似.像地球一样,火星上几乎所有的二氧化碳都被转化为含碳的岩石.但由于缺少地球的板块运动,火星无法使二氧化碳再次循环到它的大气中,从而无法产生意义重大的温室效应.因此,即使把它拉到与地球距太阳同等距离的位置,火星表面的温度仍比地球上的冷得多.

　　火星的那层薄薄的大气主要是由余留下的二氧化碳（95.3%）加上氮气（2.7%）、氩气（1.6%）和微量的氧气（0.15%）和水汽（0.03%）组成的.火星表面的平均大气压强仅为大约7毫巴（比地球上的1%还小）,但它随着高度的变化而变化,在盆地的最深处可高达9毫巴,而在奥林匹斯山脉的顶端却只有1毫巴.但是它也足以支持偶尔整月席卷整颗行星的飓风和大风暴.火星那层薄薄的大气层虽然也能制造温室效应,但那些仅能提高其表面5℃的温度,比我们所知道的金星和地球的少得多.
火星的两极永久地被固态二氧化碳（干冰）覆盖着.这个冰罩的结构是层叠式的,它是由冰层与变化着的二氧化碳层轮流叠加而成.在北部的夏天,二氧化碳完全升华,留下剩余的冰水层.由于南部的二氧化碳从没有完全消失过,所以我们无法知道在南部的冰层下是否也存在着冰水层（左图）.这种现象的原因还不知道,但或许是由于火星赤道面与其运行轨道之间的夹角的长期变化引起气候的变化造成的.或许在火星表面下较深处也有水存在.这种因季节变化而产生的两极覆盖层的变化使火星的气压改变了25%左右.（由海盗号测量出）.但是最近通过哈勃望远镜的观察却表明海盗号当时勘测时的环境并非是典型的情况.火星的大气现在似乎比海盗号勘测出的更冷、更干.


木星：
木星有一层厚而浓密的大气层,大气的主要成分是氢,占80%以上,其次是氦,约占18%,其余还有甲烷、氨、碳、氧和水汽等,总含量不足1%.由于木星有较强的内部能源,致使其赤道与两极温差不大,不超过3℃,因此木星上南北风很小,主要是东西风,最大风速达130～150米/秒.木星大气中充满了稠密活跃的云系.各种颜色的云层像波浪一样在激烈翻腾着.在木星大气中还观测到有闪电和雷暴.由于木星的快速自转,因此能在它的大气中观测到与赤道平行的、明暗交替的带纹,其中的亮带是向上运动的区域,暗纹则是较低和较暗的云.

　　木星的大红斑位于南纬23°处,东西长4万公里,南北宽1.3万公里.探测器发现,大红斑是一团激烈上升的气流,呈深褐色.这个彩色的气旋以逆时针方向转动.在大红斑中心部分有个小颗粒,是大红斑的核,其大小约几百公里.这个核在周围的反时针漩涡运动中维持不动.大红斑的寿命很长,可维持几百年或更长久.

　　由于木星离太阳平均距离为7.78亿公里,因此木星的表面温度比地球表面温度低得多.从木星接受太阳辐射计算,其表面有效温度值为-168℃,而地球观测值为-139℃,“先驱者11号”宇宙飞船的探测值为-148℃,仍比计算值高,这也说明木星有内部热源.

　　“先驱者号”探测器对木星考察的结果表明,木星没有固体表面,木星是一个流体行星.主要是氢和氦.木星的内部分为木星核和木星幔两层,木星核位于木星中心,主要由铁和硅构成,是固体核,温度达3万K.木星幔位于木星核外,以氢为主要元素组成的厚层,其厚度约为7万公里.木幔外就是木星大气,再向外延伸1000公里,就到云顶.

土星：
土星大气以氢、氦为主,并含有甲烷和其他气体,大气中飘浮着由稠密的氨晶体组成的云.从望远镜中看去,这些云像木星的云一样形成相互平行的条纹,但不如木星云带那样鲜艳,只是比木星云带规则得多.土星云带以金黄色为主,其余是橘黄色、淡黄色等.土星的表面同木星一样,也是流体的.它赤道附近的气流与自转方向相同,速度可达每秒500米,比木星上的风力要大得多.

天王星：
虽然在天王星的内部没有明确的固体表面,天王星最外面的气体包壳,也就是被称为大气层的部分,却很容易以遥传感量.遥传感量的能力可以从1帕之处为起点向下深入至300公里,相当于100帕的大气压力和320K的温度.稀薄的晕从大气压力1帕的表面向外延伸扩展至半径两倍之处,天王星的大气层可以分为三层：对流层,从高度?300至50 公里,大气压100帕至0.1帕；平流层（同温层）,高度50至4000 公里,大气压力0.1帕至10–10 帕；和增温层/晕,从4000 公里向上延伸至距离表面50,000公里处.没有中气层（散逸层）.

海王星：
在高海拔处,海王星的大气层80%是氢和19%是氦,也存在着微量的甲烷.主要的吸收带出现在600纳米以上波长的红色和红外线的光谱位置.与天王星比较,它的吸收是大气层的甲烷部分,使海王星呈现蓝色的色调, 虽然海王星活泼的淡青色不同于天王星柔和的青色,由于海王星大气中的甲烷含量类似于天王星,一些未知的大气成分被认为有助于海王星的颜色.


　　海王星的大气层可以细分为两个主要的区域：低层的对流层,该处的温度随高度降低；和平流层,该处的温度随着高度增加.两层之间的边界,对流层出现在气压为0.1帕 (100kPa)处.平流层在气压低于10至 10微帕 (1-10Pa) 处成为热成层,热成层逐渐过渡为散逸层.

　　模型表明海王星对流层的云带取决于不同海拔高度的成分.高海拔的云出现在气压低于1帕之处,该处的温度使甲烷可以凝结.压力在1帕至5帕 (100kPa至500kPa),被认为氨和硫化氢的云可以形成.压力在5帕以上,云可能包含氨、硫化氨、硫化氢和水.更深处的水冰云可以在压力大约为50帕 (5MPa)处被发现,该处的温度达到0 °C.在下面,可能会发现氨和硫化氢的云.

　　海王星高层的云会曾经被观察到在低层云的顶部形成阴影,高层的云也会在相同的纬度上环绕着行星运转.这些环带的宽度大约在50公里至150公里,并且在低层云顶之上50公里至110公里.

　　海王星的光谱建议平流层的低层是朦胧的,这是因为紫外线造成甲烷光解的产物,例如乙烷和乙炔,凝结.平流 层也是微量的一氧化硫和氰化氢的来源.海王星的平流层因为碳氢化合物的浓度较高,也比天王星的温暖.


　　这颗行星的热成层有着大约750K的异常高温,其原因至今还不清楚.要从太阳来的紫外线辐射获得热量,对这颗行星来说与太阳的距离是太遥远了.一个候选的加热机制是行星的磁场与离子的交互作用；另一个候选者是来自内部的重力波在大气层中的消耗.热成层包含可以察觉到的二氧化碳和水,其来源可能来自外部,例如流星体和尘埃.

冥王星：
有关冥王星的大气层的情况知道得还很少,但可能主要由氮和少量的一氧化碳及甲烷组成.大气极其稀薄,地面压强只有少量微帕.冥王星的大气层可能只有在冥王星靠近近日点时才是气体；在其余的冥王星的年份中,大气层的气体凝结成固体.靠近近日点时一部分的大气可能散逸到宇宙中去,甚至可能被吸引到冥卫一上去.冥王星特快任务的计划人想在大气滑凝固时到达冥王星.

土卫六：
土卫六是已知拥有真正大气层的卫星,其他的卫星最多只是拥有示踪气体..大气的存在是1944年首先被杰勒德·柯伊伯（P. Kuiper）使用光谱望远镜发现的,他发现土卫六大气的甲烷局部压力达到100毫巴.后来,旅行者太空船的观测也证实土卫六上拥有大气,事实上,土卫六的大气压比地球还要大一点,星球表面的圧力是地球的1.5倍.土卫六表面浓密的云层遮盖住了它的表面地貌.人们一般认为土卫六表面是固态或液体乙烷.从地球的雷达测量发现那里没有大范围的乙烷海洋,但是仍然有可能存在小的乙烷湖.后来,科学家对卡西尼太空船发回的照片进行研究,认为土卫六 上或许根本不存在液态甲烷海洋.研究人员曾通过地面望远镜对土卫六进行观测,他们当时认为,种种迹象显示这一土星卫星上可能存在液态海洋.但是,科学家们对得出的结论仍有疑惑之处,因为以前的观测显示土卫六表面确有着闪烁的液体反光,尤其是几年前通过大型无线电望远镜观测的结果更证明极有可能存在液体海洋.
土卫六大气的94%是氮气——太阳系中唯一除了地球外的富氮天体

　　——那里还有大量不同种类的碳氢化合物残余(包括甲烷、乙烷、丁二炔、甲基乙炔、丙炔腈、乙炔、丙烷,以及二氧化碳、氰、氰化氢和氦气.这些碳氢化合物被认为来自于土卫六上层大气中的甲烷.当甲烷因为太阳辐射而发生反应就会产生浓密的桔红色烟云.土卫六表面那像是被涂上了一层柏油的有机物沉淀叫做tholin.土卫六没有磁场保护,所以当它有时运行在土星的磁气层外时,便直接暴露在太阳风之下.这导致大气电离并在大气上层释放出一些分子.

　　在接近表面时,土卫六的温度大约是94K.水冰在这种温度下会升华,所以大气中会有少量的水蒸气存在.土卫六表面除了覆盖全球的迷雾之外也有各种不同的云.云可能是由甲烷,乙烷或简单的有机物组成.其他稀有的复杂化学物质是土卫六在太空外观呈现橙色的原因.

　　2004年11月卡西尼号飞越过土卫六照片中明亮多云的南极,但并未发现期望的甲烷存在.这令科学家们困惑,対云成分的相关研究仍然在进行中,人们过去关于土卫六大气的知识可能需要重新书写.

　　2004年卡西尼号观测大气的结果发现土卫六大气“超级旋转”,就像金星那样,其大气要比表面旋转快很多.
　　据美国科学日报报道,近期,西班牙格拉那达大学和瓦伦里亚大学的物理学家们通过分析“惠更斯”探测器对土卫六的特殊观测数据,明确地证实土卫六大气层中存在着雷电风暴等自然电活跃性活动.科学团体认为有机分子、早期生命形式可能形成于行星或卫星具有雷电风暴的高层大气层中.

　　自从1908年,西班牙天文学家乔西·科马斯·苏拉发现土卫六具有大气层以来,在其他卫星上未曾发现过大气层的存在.他解释说,“在土卫六上形成着具有传递运动的大气云层,因此静态电场和暴风雨状况可以形成.依据俄罗斯生物化学家亚历山大·奥帕金的理论和斯坦利·米勒的实验,土卫六具有雷电风暴活动性的大气层可能形成有机物质和早期生命形式,该条件下通过释放电量可从无机混合物中综合形成有机化合物