天有多高？就看大气层有多厚

我们天天生活在大气层中，大家有没有想过，我们的大气层到底有多厚呢？

我们会在教科书上或者其他有关的文献上读到大气层的厚度约为1000千米左右，可是有的文献又会说大气层的厚度是2000到3000千米左右。那么孰是孰非呢？他们给出的厚度又是如何丈量获得的呢？

另外，我们会在新闻里会听到，某某航天器距离地球外貌200-300千米高，已经乐成进入了太空，为什么仍然在大气层里的航天器却算是进入了太空？下面我们来一探究竟。

大气层（图片来自维基百科）

根据温度的变化纪律，我们的大气层一共分为五层，包罗对流层，平流层，中间层，热层，散逸层。我们先来说说差别高度的大气层是如何丈量的。由于丈量差别高度的大气层，需要人类或者航行器能到达相应的高度，因此丈量差别高度的大气层和人类航空航天器的生长是精密相连的。

在18世纪发现热气球之前，通过爬山，科学家们发现大气的温度会随着高度的上升一直减小，于是有的科学家就凭据高度和温度的关系盘算出大气层高度的极限是30KM，因为凌驾30KM大气的温度就会低于绝对零度，是不切合物理定理的。爬山所能上升的高度十分有限，最高也不外几千米，因此在发现了热气球之后不久，就有科学家乘坐热气球去实际丈量大气的温度，然后发现直到10km左右的高空大气的温度都是随着高度的升高而降低的。10km以上的高空，氧气过于稀薄，气温也十分低，在其时没有任何的掩护措施下，科学家已无法乘坐热气球前往更高的高度了。

科学家用热气球举行高度和温度的丈量

（图片来自维基百科）

到了20世纪初，探空气球的发现给科学家们的科研运动提供了新的可能。1902年，法国和德国的科学家使用探空气球险些同时发现，在凌驾10km的高空后不久，大气的温度并没有一直降低，反而会有上升，这就是平流层的发现。

平流层最高可达50km左右。20世纪初发现的探空气球都不行能到达这么高的高度。因此关于更高气层的研究一直无法举行。

探空气球会带着一系列的探测仪器升空，然后在一定高度气球爆炸后，探测仪器会随着降落伞降落

（图片来自https://www.forbes.com）

直到二战期间德国发现V2火箭之后，科学家们才在战后有时机继续借助基于V2火箭的高空火箭技术来研究平流层以上的中间层的大气的性质。也就是在这个时候，科学家们发现在中间层，大气层的温度又会随着高度的增加而减小，因此这一层是宁静流层差别的大气层。

中间层的高度一直连续到80-90km左右，这个高度也就仅仅比V2火箭的最大航行高度低一点，因此中间层后面的热层以及散逸层的发现都是航空火箭和人造卫星之后的事了。因此大气层的高度，或者说厚度其实是人类通过差别的航天器给出的丈量数据来估算出来的。

V2 火箭

（图片来自https://rarehistoricalphotos.com/v2-rocket-in-pictures/）

总的来说凭据差别高度温度的变化，科学家把大气层一共分为五层，包罗对流层（0-10km左右），平流层（10-50km左右），中间层（50-85km左右），热层（80-800km左右），散逸层（800-2000或者3000km左右）。温度在差别区域的变化示意图如下图所示：

一般飞机的巡航高度就在对流层宁静流层的接壤处四周，温度比力低，可是如果再往高处飞的话，会进入平流层。由于平流层存在大量的臭氧，因此会吸收大量的紫外线辐射，温度就会逐渐升高而不是下降。另外，差别层面的分界并不是很显着，会受差别的经纬度的影响，因此给出的数值也是一个预计，差别文献上也可能会有一些差异，可是总体不会差许多。因此说地球大气层的厚度在1000-3000千米之间都是可以接受的。

我们地球的大气层外界并没有一个明确的界限，我们并不会在到达某个高度之后突然进入太空，大气层的密度是随着高度的增加而不停淘汰，最后变得很是低，但不会是零。例如在100km的高空气密度约为地面的200万分之一，在200km的高空上大气的密度就只有地面的百亿分之一了，凌驾300千米之后，大气的密度会低于地面密度的千亿分之一。在凌驾300千米的高空固然也能检测到大气层，只是密度很是低，甚至在10000千米的高空也是能检测到大气分子的，只是在谁人高度大气分子和太阳风吹出的粒子已经融为一体很难区分了。

因为大气层的密度随着高度的增加而减小，我们的大气层的质量也并不是匀称漫衍的，它绝大部门质量都位于很低的高空。凭据美国国家大气研究中心的数据，我们大气层的总质量约为5.14 ×10^18kg。这其中约有50%的大气位于5.6km以下的高空，约有90%的大气位于16km以下的高空，约有99.99997%的大气位于100km以下的高空。因此处于100km的高空以上以后，大气的密度大为淘汰，和太空险些没有什么差别。实际上国际航空团结会给出的太空和内层大气空间的高度约为100km，这也就是著名的卡门线。任何凌驾卡门线的航行器都可以认为是进入了太空，可以称之为航天器。在低于卡门线的高空举行运动的航行器，称之为航空器。

总之，我们可以看到，大气层的厚度简直定并不是一蹴而就的，而是一个渐进的历程。这其实和大多数的科学研究是一样的，要想取得大的研究结果，就必须不停的学习前人积累的知识和履历，然后才有可能最终在前人的基础上更上一层楼。

泉源：中国科普博览

作者：陈星