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3-1 大氣的來源 大氣層 地球的外表包圍著一層濃厚的氣體，稱為大氣層。 由於地球引力的影響，大部分的氣體都集中在地表附近。 自地表向上延伸，大氣中的氣體逐漸減少。 大氣演化 原始大氣即形成【太陽系】的雲氣，包括【氫氣H2】、【氦氣He】、【氨氣NH3】及【甲烷CH4】； 由於地球【重力】不夠，大部分的氣體早已散逸到【太空】中。 早期大氣 早期大氣是由【火山爆發】而來。 火山氣體主要是【氮氣N2】、【水蒸氣H2O】和【二氧化碳CO2】。 熔岩也會釋出【水蒸氣】和【二氧化碳】，逐漸形成早期大氣。 大氣演化 當地殼逐漸冷卻時，水氣開始凝結，在低窪處形成【河流】、【湖泊】和【海洋】。 海洋擴大後，大氣中部分的【二氧化碳】溶解於海洋，也能與鈣結合形成【石灰岩】，使大氣中二氧化碳的含量大量減少。 綠色植物出現，行【光合】作用，空氣中【氧氣】含量開始大量增加。 大氣組成 現存大氣成分依含量變動情形分為：【固定】氣體和【變動】氣體。 固定氣體：含量比例固定的氣體。包括：【氮氣N2】、【氧氣O2】、【氬氣Ar】。 變動氣體：含量多寡不固定的氣體。如：水氣、二氧化碳和臭氧。 變動氣體中，以【水蒸氣】含量變化量最大，可由0～4 ％，因此計算空氣成分比例是以【乾燥空氣】為準。 水氣： 對【氣溫】和【天氣變化】影響非常重要。 氣流上升時，若有足夠的水氣，就可能凝結(固)成【水滴】或【冰晶】，成為【雲】，甚至於【降雨】或【冰雹】，造就變化多端的天氣。 水氣 水氣凝結時會釋放大量的【熱】，是大氣重要的能量來源。 一些特別劇烈的天氣現象，如：颱風是由於水氣凝結時，釋放熱量作為大氣運動的能量，才能使颱風繼續存在和發展。 二氧化碳： 二氧化碳、甲烷、水氣、臭氧、氟氯碳化合物、(氧化亞氮【N2O】)等氣體，善於吸收來自【地表】的長波輻射(【紅外線】)，使地表氣溫升高，稱為【溫室氣體】。 綠色植物在陽光下吸收二氧化碳，行【光合】作用，製造養分並產生【氧氣】，同時二氧化碳也是重要的【溫室】氣體，都市含量通常比鄉村地區【高】。 如果缺乏溫室氣體，地表將變得十分【寒冷】。 人類大量伐林開田、對農地施肥、使用煤炭、石油，使得半世紀來，大氣中【甲烷】和【二氧化碳】的含量顯著增加，使得更多的熱能量保留在大氣裡，造成地球暖化，導致冰川融化，海平面上升。 臭氧(03)： 臭氧有毒性，過量吸入會對【肺部】造成傷害。 地表附近臭氧含量【很低】，都市地區若【空氣汙染】嚴重，會導致臭氧濃度【升高】。 離地約20～30公里左右的【平流層】，臭氧濃度比較大，稱為「【臭氧層】」。 臭氧層能吸收【紫外線】，保護地球上的生物免受其威脅。 事實上，直至四億年前臭氧形成後，海洋生物才開始向【陸地】發展。 大氣層對地球之保護： 【大氣層】是地球的保護罩，提供地球生物生存的必要條件。 大氣圈的機能： 維護生命： 提供生命呼吸作用所需要的【氧氣】，也提供植物行光合作用所需的【二氧化碳】。 【水蒸氣】隨大氣運動輸送到各處，藉【水循環】形成雨、雪，供給維持生命和生命成長所需。 阻擋外來危害： 太空碎粒掉落地球時，大多數會和大氣摩擦而燃燒掉，成為【流星】，使地球免於撞擊，不會像月球一樣到處都是【隕石】。 大氣可以吸收【紫外線】和太空中的【宇宙射線】，保護地表生物。宇宙射線是高能量的帶電粒子，主要在【增溫層】中吸收。 調節溫度(能量) 如果地球沒有溫室氣體，平衡溫度將由15℃降至－18℃，但如果溫室氣體過多，地表將如金星一般，炎熱到生物無法生存。 藉由空氣流動，全球各處才能調節能量，平衡冷熱，也因此才有風的流動和各種天氣變化。 大氣圈使得地球日夜溫差不會太大，月球、火星都因沒有或幾乎沒有大氣，日夜溫差很大。 大氣分層： 大氣圈愈向外愈稀薄，沒有一定界限。 大氣總質量的99％都集中在距離地表【30公里】以內的空中，而距地表6公里以內的空氣占大氣的【50％】。 依照溫度垂直變化的特性，可將大氣圈自下而上分為四層：【對流層】、【平流層】、【中氣層】、【增溫層】(過去稱【熱氣層】)。 對流層： 對流層高度愈高，溫度愈低。每上升1公里，溫度約下降【6℃】。 對流層頂的平均高度約為11~12公里，隨【季節】和【緯度】不同而有變化(表面溫度高時，對流層頂位置較高)。 對流層： 因有【對流】現象而得名。大氣圈中的【水氣】約有80％存在於本層，由於對流旺盛、水氣豐富，所以天氣現象都發生在【對流層】。 中緯度對流層頂附近，有股強烈的【噴射氣流】，是風速可達100公尺/秒的西風。現代的航空器會利用或避開此氣流。 平流層： 對流層頂到高度約50公里處，為平流層。 平流層的氣溫隨高度的增加而【增加】，因此空氣特別穩定，大氣運動多是【水平流動】，因此稱為平流層。 平流層因為特別穩定，所以長程客機多在