九年级 ↓
空气和大气层
空气是地球环境的基本组成部分。它是围绕地球的无形气体，主要由氮气和氧气组成的混合物。大气层是围绕地球的一层气体，由地球的引力固定。它对生命的存在至关重要，因为它提供了呼吸所需的气体，作为保护我们免受有害太阳辐射的屏障，并在天气模式和气候条件中发挥重要作用。
空气的成分
空气由许多不同的气体组成。空气中最常见的两种气体是氮气和氧气。以下是空气体积组成的描述：
- 氮气: 78%
- 氧气: 21%
- 氩气: 0.93%
- 二氧化碳: 0.04%
- 其他气体: 微量
空气组成的视觉示例
氮气在空气中的作用
氮气是地球大气中最丰富的气体。它在氮循环中起着至关重要的作用，有助于维持生态系统的健康。氮对所有生物体都是必不可少的，因为它是氨基酸、蛋白质和核酸的组成部分。
氧气在空气中的作用
氧气对需氧生物的生存至关重要。它用于细胞呼吸，帮助将食物转化为能量。绿色植物和藻类在光合作用中也会产生氧气，这一过程中利用二氧化碳、水和光能来制造葡萄糖和氧气。
氩气和其他稀有气体
虽然氩气和氪气及氙气等其他稀有气体仅以痕量存在，但它们也发挥重要作用。氩气用于荧光照明和焊接。这些气体化学惰性，促进了空气的稳定性。
空气中的二氧化碳
二氧化碳是一种温室气体，在调节地球温度方面起着关键作用。植物在光合作用过程中利用二氧化碳制造富含能量的葡萄糖。人类活动如燃烧化石燃料增加了大气中的CO2水平，导致全球变暖。
二氧化碳调节的视觉示例
空气的物理性质
空气具有以下物理性质：
- 无色无味。
- 空气可随温度变化膨胀和收缩。
- 空气施加压力；大气压是大气层向地球表面压下的重量。
大气层的各层
地球大气由几个层次组成，每个层次都有其自身的特征。这些层次包括：
- 对流层: 大气层的最底层，延伸至地面上方约8-15公里。大部分天气发生在对流层中。这一层的空气是最密集的。
- 平流层: 位于对流层之上，延伸约15至50公里。这一层包含臭氧层，其吸收和散射紫外线太阳辐射。
- 中间层: 由50至85公里范围。这是大多数流星进入时燃烧的层。
- 热层: 从85至600公里范围。极光发生在这一层。由于高能辐射的吸收，温度非常高。
- 外逸层: 最外层，从600公里延伸至10,000公里，逐渐消失在外层空间。
大气层的视觉示例
大气的功能
大气扮演以下重要角色：
- 保护作用: 大气通过阻挡有害的太阳辐射和调节昼夜温度极端来保护地球上的生命。
- 支持生命: 提供呼吸和光合作用所需的氧气和二氧化碳等必需气体。
- 气候和天气调节: 大气有助于在全球范围内分配热量并引起天气现象。
- 压力和浮力: 空气压力通过产生浮力来帮助像风和降水这样的过程。
臭氧层的重要性
臭氧层位于平流层，由臭氧（O3）分子组成。它在保护地球免受有害紫外线（UV）辐射方面起着重要作用。紫外线辐射可能导致人类和动物患上皮肤癌、白内障及其他健康问题。此外，它还可能影响植物生长和海洋生态系统。
人类对大气的影响
人类活动对大气产生了重大影响。这些影响包括：
- 空气污染: 汽车和工业排放的污染物如一氧化碳、二氧化硫和氮氧化物导致烟雾和健康问题。
- 臭氧层损耗: 氯氟烃（CFCs）排放破坏臭氧层，增加紫外线辐射。
- 全球变暖: 温室气体如CO2 的增加困住了更多的热量，引起气候变化。
人类对空气影响的课程示例
考虑自工业革命以来化石燃料的使用增加。这些活动已使CO2水平从约280 ppm（百万分之）增加到今天的400 ppm以上。
保护大气健康
采取措施保护和维持大气健康是很重要的。这些措施包括：
- 减少工业和车辆的排放。
- 推广太阳能和风能等替代能源。
- 保护森林和促进植树造林以增强CO2 吸收。
- 对污染物排放进行监管。
结论
了解空气和大气层对于理解它们在维持生命和环境中的作用至关重要。这些成分以复杂的方式相互作用，并影响地球上的天气、气候和生命。保护和维护大气层对于地球上生命的持续存在和福祉至关重要。
评论