地球大气层在哪里结束 地球大气层有什么特点  据外国媒体报道,登山者攀登珠穆朗玛峰时,通常必须携带氧气罐,这是他们在高海拔地区自由呼吸的重要设备。当我们离地球大气层越近,我们能得到的氧气就越少。相比之下,海平面上的氧气非常丰富。

 这只是地球大气层随高度变化的一个例子。从海平面附近的对流层到最外层的散逸层,地球大气层的各个层次都有不同的基本组成。据美国国家气象局介绍,每一层大气的开始和结束都是由温度变化、化学成分、密度和内部气体运动四个关键特征决定的。

 那么,考虑到这四个特征,地球的大气层在哪里结束呢?外太空从哪里开始?地球大气层的每一层都有自己的作用,包括防止致癌的宇宙辐射和提供形成液体水所需的压力,以确保蓝色星球能够容纳各种生命形式。

 离地球表面越远,大气密度越小,其成分也发生了变化。较轻的原子和分子开始占主导地位,而较重的分子仍然停留在地球表面。当你在大气中上升时,你上面的大气压力或重量很快就会减弱。虽然商用飞机有增压舱,但高度的变化仍然会影响连接耳朵、鼻子和喉咙的细长咽鼓管。这就是为什么我们的耳朵在飞机起飞时可能会发生耳鸣。

 最后,气体会变得太薄,这使得传统飞机无法产生足够的升力,从而无法飞行。这是科学家划定的区域,意味着大气层的结束和外太空的开始。这条边界被称为卡门线(Kármánline),以匈牙利裔美国工程师和科学家西奥多·冯·卡门命名。1957年,卡门成为第一个尝试定义地球和外太空界限的人。

 地球大气层的垂直结构图主要分为对流层、平流层、中间层、热层和散逸层

 卡门线意味着地球和太空之间的界限,这不仅显示了航空飞行的高度极限,而且对航天器和卫星在地球周围成功运行也非常重要。卡门线是一个大致的区域,表明卫星将能够在高度以上绕地球运行至少一次,不会燃烧或脱离轨道。

 这条边界通常被定义为距离地球表面约100公里,作为大气层和空间的边界(然而,这个定义并不被所有组织所接受,例如,美国空军和美国国家航空航天局将大气层和空间的边界定义为80公里,目前国际法没有相关的边界)。一个物体可以在卡门线以下的高度绕地球运行,但这需要一个非常高的轨道速度,由于摩擦的存在,这个速度将难以维持。许多人可能对卡门线有这样的感觉,认为这是空中旅行和空间旅行之间的假设,但实际上是一个门槛。

 对于卫星来说,它的大小和形状将决定它会遇到多少空气阻力,从而决定它在地球轨道上成功运行的能力。由于地球最外层大气的阻力,近地轨道卫星将逐渐减慢速度,通常在运行几年后脱离轨道。据欧洲空间局称,近地轨道卫星的海拔通常低于1000公里,但有时低于160公里。

 然而,这并不意味着地球大气层在1000公里外无法检测到。在人造卫星运行的区域,大气并没有消失。地球大气层的证据需要几千公里才能消失。地球大气层的最外层原子,即形成地冕(散逸层的发光部分)的氢原子,甚至可以延伸到月球轨道之外(换句话说,如果我们把散逸层作为大气层的一部分,而不是外层空间的一部分,大气层可以延伸到海拔约1万公里的天空)。

 那么,如果我们能通过卡门线,我们会观察到什么呢?我们会意识到我们正在跨越地球和太空之间的界限吗?答案是否定的,我们不会观察到任何特殊的变化。总的来说,大气的分层基本上是基于大气本身的物理性质,但卡门线本质上不是物理界限,而是基于航空航天领域的一些因素而定义的相对突兀的界限;因此,人们不会注意穿越界限的过程,也不会有任何厚度。然而,由于大气中的气体对蓝色可见光的散射强于其他颜色,大气边缘会出现一圈蓝色光晕;随着海拔的升高,大气越来越稀疏,蓝色光环会逐渐消失,只留下黑色空间作为背景。

 随着飞机飞行高度的上升,气体变得越来越稀薄,提供的升力也会越来越小。为了确保飞机能够继续在空中飞行,飞机需要相对较高的速度。根据这一趋势,确保飞机在空中飞行所需的速度将达到一定高度的轨道速度。在这个高度以上,空气动力学失败了,太空开始工作。事实上,卡门线的极高值不仅仅是100公里,但卡门仍然建议海拔100公里作为外太空和地球大气层之间的边界。另一方面,大气层也在不断变化,各种参数因地而异,值不稳定。因此,虽然值为100公里,但卡门线并不是一个绝对准确和严格的定义。在被国际航空联合会选中后,卡门线成为各相关行业广泛接受的边界。

 如果有人能到达卡门线,即使在很短的时间内,它能存活下来吗?如果你在卡门线附近,但没有定制的宇航服或爬山氧气罐,你该怎么办?我们能在这么高的海拔上呼吸吗?鸟能达到这样的高度吗?

地球大气层在哪里结束 地球大气层有什么特点  科学家们说,鸟类原则上有可能飞往卡门线,但实际上,动物无法在超过“阿姆斯特朗极限”的高度生存。阿姆斯特朗极限位于距地面约20公里的高度,压力很低,会导致肺部液体沸腾。