2017年高考地理必考知识点：平流层

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▲高考地理必考知识点：平流层

平流层是对流层顶部至平流层中下层区域，是平流层里温度最低（中高纬度地区同温层温度在-45°左右）且温度保持不变或变化很小的区域，在同温层顶部（距离地面约30KM处）到平流层顶部（距离地面约50KM处）这个区间由于有高浓度的臭氧分子并且其吸收太阳紫外线而增温，到了平流层顶部，这里的温度接近于0度。平流层中高温层置于顶部，而低温层置于低部。它与位于其下贴近地表的对流层刚好相反，对流层是上冷下热的。在中纬度地区，同温层位于离地表10公里至30公里左右的高度，而在极地，此层则始于离地表8公里左右。

平流层含有臭氧，具有吸收紫外线功能，保护地球上所有生物的生存和地表免于受阳光中强烈的紫外线致命的侵袭。

▲高考地理必考知识点：平流层的物质组成

氮气、氧气、少量的水汽、臭氧（在22-27千米形成臭氧层）、尘埃、放射性微粒、硫酸盐质点。

▲高考地理必考知识点：平流层的原理

同温层之所以与对流层相反，随高度上升是气温上升，是因为其含有丰富的臭氧，因此其上半部分由于吸收了大量来自太阳的紫外线而被加热。故之在这一层，气温会因高度而上升。同温层的顶部气温大概徘徊在-3C左右，与地面气温差不多。同温层顶部称为同温层顶，在此之上气温又会再以随高度而下降。

至于垂直气温分层方面，由于高温层置上而低温层置下，使得同温层较为稳定。那是因为那里没有常规的对流活动及如此相连的气流。此层的增温是由于臭氧层吸收了来自太阳的紫外线，它把同温层的顶部加热。至于同温层的底部，来自顶部的传导及下部对流层的对流刚好在那里抵消。所以，极地的同温层会于较低高度出现，因为极地的地面气温相对较低。

对流层，高度每上升1公里，气温会平均下降摄氏6.99度。在中纬度地区气温会由海平面的大约+17℃下降至平流层顶的大约-52℃。这种气温递减是因为绝热冷却的出现。当空气上升时，气压会下降而空气随之扩张。为了使空气扩张，需要有一定的功施予四周，故此气温会下降。（因热力学第一定律）

而在极地（高纬度地区），由于平流层相对地薄，所以气温只会下降至-45℃，相反赤道地区（低纬度地区）气温可以下降到-75℃。

正因为平流层的上部热下部冷，所以平流运动特别显著。这正是中文“平流层”的名称由来。

▲高考地理必考知识点：平流层的应用

同温层空间使用准静止的长驻空飞艇作为高空信息平台，与地面控制设备、信息接口设备以及各种类型的无线用户终端构成的天地空一体化综合信息系统产生同温层。

通信系统，与通信卫星相比，它往返延迟短、自由空间衰耗少，有利于实现通信终端的小型化、宽带化和对称双工的无线接入；与地面蜂窝系统相比，同温层平台的作用距离、覆盖地区大、信道衰落小因而发射功率可以显著减少。不但大大降低了建设地面信息基础设施的费用，而且也降低了对基站周围的辐射污染。对人类的贡献相当大。

飞行应用

在热带地区，商业客机一般会于离地表10公里的高空，即平流层的底部处巡航。这是为了避开对流层因对流活动而产生的气流。而在客机巡航阶段所遇上的气流，大多是因为在对流层发生了对流超越现象。同样地，滑翔机一般会在上升暖气流上滑翔，这股气流从对流层上升到达平流层平流层就会停止。这样一来变相为世界各地的滑翔机设定了高度限制。纵然有些滑翔机会用上背风波来飞得更高，把滑翔机带到平流层之中。

同温层是一个放射性、动力学及化学过程都会有强烈反应的区域。因为其水平的气态成份混合比起垂直的混合都来得要快。一个较为有趣的平流层环流特性是发生于热带地区的准双年振荡（QBO、）。这种现象由重力波引导，是由于对流层的对流而引至的。准双年震荡引致了次级环流的发生，这对于全球性的平流层输送诸如臭氧及水蒸气等尤为重要的。

航空应用

民用航空领域的大型客机大多飞行于此层，以增加飞行的稳定度。

主要原因有：

一、能见度高。

地球大气的平流层水汽、悬浮固体颗粒、杂质等极少，天气比较晴朗，光线比较好，能见度很高，便于高空飞行。

二、受力稳定。

平流层的大气上暖下凉，大气不对流，以平流运动为主，飞机在其中受力比较稳定，便于飞行员操纵架驶。

三、噪声污染小。

平流层距地面较高，飞机绝大部分时间在其中飞行，对地面的噪音污染相对较小。

四、安全系数高。

飞鸟飞行的高度一般（有资料称加拿大黑雁可以）达不到平流层，飞机在平流层中飞行就比较安全。在起飞和着陆时，要设法驱赶开飞鸟才更为安全。

五、经济效益好。

飞机的发动机经济性好，较高高度空气阻力小，高度越高就越省油。另外因为平流层的水平气流大，飞机可以借助风力，节省燃料。

▲高考地理必考知识点：平流层的影响

由于同温层的高度较对流层高，一般将来自太阳的紫外辐射按照波长的大小分为三个区，波长在315-400nm（1nm=10-9m）之间的紫外光称为UV-A区，该区的紫外线不能被臭氧有效吸收，但是也不造成地表生物圈的损害。

事实上，这一波段少量的紫外线也是地表生物所必需的，它可促进人体的固醇类转化成维生素D，如果缺乏会引起软骨病，尤其对儿童的发育产生不良的影响；波长为280-315nm的紫外光称为UV-B区，这一波段的紫外辐射是可能到达地表并对人类和生态系统造成最大危害的部分；波长为200-280nm的紫外光部分称为UV-C区，该区紫外线波长短，能量高。

环绕在地球表面至高空8-16公里范围内的一层大气称为对流层，这一层中的臭氧对人类和生态环境是有害的，它也是当前城市大气光化学烟雾污染的主要物质。对流层向上至大约50公里左右的范围，就是通常所称的同温层。实际上，同温层保存了大气中90%的臭氧，位于这一高度的臭氧能有效地吸收对人类健康有害的紫外线（UV-B段），从而保护了地球上的生命。

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