基本介紹
- 中文名：非均質層
- 外文名：heterosphere
- 同義詞：非勻和層，非均和層
- 位置：均質層頂85~100km以上
- 性質：空氣成分隨高度而變化的大氣層
簡介,產生原理,各高度的大氣組分,
簡介
地球大氣的成分及其分布狀況非常複雜，因此造成大氣的垂直結構也十分複雜。由於地球自轉以及不同高度大氣對太陽輻射吸收程度的差異，使大氣在水平方向比較均勻，而在垂直方向呈明顯的層狀分布。氣象學上將大氣分層以便進行區分，其中一種分層方式，按大氣的化學成分結構，可以把大氣分為均質層和非均質層。均質層指從地面到86~90km高度，包括對流層、平流層、中間層和部分熱層在內的大氣層，其中的大氣由於湍流擴散作用而均勻混合，大氣中各種成分的比例除臭氧等可變成分外在垂直方向保持均一。大氣均質層以上的大氣層稱為非均質層，又稱非勻和層。非均質層位於距離地面85~100km以上，包括外層和大部分的熱層。非均質層內，大氣化學組分隨著垂直高度的不同而變化。
均質層、非均質層分布示意圖產生原理
在非均質層里，由於空氣稀薄且缺乏環流作用，氣體微粒可以有足夠的自由移動的空間，而不與其他粒子相互碰撞（發生混合）。因此，空氣組分按照原子（分子）質量分層排布。造成了非均質層的下層主要由較重的原子（分子）如氧、氮等組成，而上層主要由較輕的元素如氫組成。
各高度的大氣組分
非均質層大氣各成分的比例隨高度而變化，總體來說，大氣平均摩爾質量隨高度逐漸減小。在500km高度處，大氣的五種主要中性成分是O、He、N2、H和O2；到1000km高度處，就只有He、H和O了。在非均質層的不同高度處，自下往上，數密度最大的氣體成分依次為氧原子（180~650km）、氦原子（650~1000km）及氫原子（1000km以上）。氧原子濃度的峰值約在100km高度處，其相對濃度則隨高度而迅速增加。這是因為高空的太陽紫外輻射強，光解作用生成的原子氧多，而氣體分子密度小，碰撞頻率也小，複合機會少，使原子氧能夠成為一個穩定的成分。此外，非均質層空氣的各種成分隨高度的分布還和太陽活動有關。
大氣分層示意圖