平流层激光通信组网技术与应用
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2.1 地球大气的组成和平流层特性

地球大气是指地球外围的空气层,是地球自然环境的重要组成部分之一,为地球生命的繁衍和人类的发展提供了理想的环境。通常把从地面到1 000~1 400 km高度内的气层作为地球大气层,其中大气总质量的98.2%集中在30 km以下。大气的主要成分为氮、氧、氩、二氧化碳、水等,组成比率因时、地不同而有所差异,其中以二氧化碳变动率最大。

整个地球被厚厚的大气层包裹着,大气层像是一座高大而又独特的“楼房”。按其成分、温度、密度等物理性质在垂直方向上的变化,世界气象组织把这座“楼房”的结构分为5层,自下而上依次为对流层、平流层、中间层、热层和散逸层,如图2-1所示。

平流层的位置在对流层的顶部,处于高于海平面17~55 km的位置。气流运动相对平衡,而且主要以水平运动为主,故称为平流层。平流层里没有水汽凝结和雷雨等气象现象,也没有大气的上下对流活动。温度从对流层顶的约−60 ℃开始,随着海拔升高而升高。平流层的大气密度仅为海平面大气密度的百分之几,空气动力效应和浮力较小。

图2-1 大气分层情况