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热层(英文:Thermosphere),亦称热成层、热气层或增温层,是地球大气层的一层。它位于中间层之上及散逸层之下,其顶部离地面约800km。热层的空气太阳短波辐射而处于高度电离的状态,电离层便存在于在本层之中,而极光也是在热层顶部发生的。热层的空气密度极小,俄罗斯已退役的和平号太空站和现役的国际太空站均在距离地表320至380km的热层顶部运行。

温度变化

热层气温主要依靠太阳活动来决定,这是因为氧原子强烈吸收波长小于0.175微米的太阳短波辐射而升温的缘故。热层的气温会因高度而迅速上升,有时甚至可以高达2,000℃。热成层的上方是从距离地面500至1000公里开始的散逸层[1],那里大气层会与外太空接壤。纵然少数的空气粒子甚至可以于白昼时间到达2,500℃(4500℉)高温,但因为分子之间的距离太疏,它不会令感到任何温暖,就连一台普通的温度计也只会量度到零摄氏度以下。

大气密度

热层存在于离地表85公里以上的高空。在这样的高度,剩余的大气气体会根据分子量而分层。热层的空气极为稀薄,本层质量仅占大气总质量的0.5%。在120公里高度以上的空间,空气密度已小到声波难以传播的程度,在270公里高度上,空气密度约为地面空气的百亿分之一,在300公里的高度上,空气密度只及地面密度的千亿分之一,再向上空气就更稀薄了。

电离层

热层的大气分子吸收了因太阳的短波辐射及磁场后其电子能量增加,当中一部分进行电离。这些电离过的离子电子形成了电离层[2]。在热成层的电离层,存在着E层(离地面100-120公里)、F1层(离地面170-230公里)、F2层(离地面200-500公里,夜间融合为F层,约离地面300-500公里)三层。而因季节变化更会出现突发性E层(Es层,约离地面100公里)。电离层可以反射无线电波,因此它又被人类利用进行远距离无线电通信

极光现象

热层在高纬度地区因磁场而被加速的电子会顺势流入,与热层中的大气分子冲突继而受到激发及电离。当那些分子复回原来状态的时候,就会产生发现象。此称为极光

视频

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参考文献

  1. 散逸层,查字典地理网,2017-4-24
  2. 电离层与航天器,中国气象局,2013-6-8