地球上的大气圈有多厚?也就是说从地球表面向上有多高,才能到达大气圈的最上边沿?对于这个问题,人们在很久以前,就已开始探索研究。
最初,人们是根据云的高度来确定大气圈的厚度。我们知道,云是漂浮在大气中的细小水滴或冰晶组成的。有云的高空,一定有大气的存在。根据对普通常见云的观测,最高的云可达10~15千米。因此,最初人们认为大气圈的厚度在15千米以上。
流星是宇宙中的小天体,当它进入地球大气圈以后,因为它以每秒20到100千米的速度运动,与空气摩擦生热而发光。于是,人们又根据流星出现的高度,来确定大气的厚度。流星一般开始出现在70~120千米的高空,因此人们就认为大气圈的厚度也就在70~120千米以上。
日出以前,天空便开始发亮,日落以后,天空并不立即变暗。我们把这种日出以前和日落以后的天空皓亮现象,称为“曙暮光”,曙暮光是由于高层大气分子被太阳照射以后散射出的光亮。因此,根据测量曙暮光的高度,又确定大气圈的厚度在280千米以上。
在两极地区的上空,常常可以出现五彩缤纷的放电现象,人们把它称为“极光”。极光是太阳辐射出来的电子流,进入高空稀薄的大气层后,产生的一种放电现象。因为地球是一个大磁场,所以极光仅出现在地球南极和北极地区的上空。根据对极光的测定,大气圈的厚度又在1200千米以上。
人造地球卫星的上天,为人类进一步征服自然界开辟了******。人造地球卫星到达了人类从来没有去过的高空,为我们搜集了大批研究高层大气的情报。根据近年来人造地球卫星探测的资料,地球大气圈的厚度应在3000千米以上。
大气圈的厚度究竟是多少呢?这还要很好地研究才能解决。我们知道:空气是一种可以压缩的流动气体,在地球引力的作用下,上层空气压在下层空气的上面,下层空气的密度就被压得变大了,离地面越高的地方,受到上层的空气的压力越小,所以越往上去,空气的密度越小,空气就越稀薄了。据研究,地面上每立方厘米空气有2550亿亿个分子,在离地面5千米的上空,每立方厘米空气中有1530亿亿个分子;在100千米的高空,每立方厘米空气中有18万亿个分子;在1000千米的高空,每立方厘米空气中,就只有10万个分子,大约仅相当于地面空气密度的260万亿分之一。由此可见,空气是越向上越稀薄,以至于绝迹。所以大气圈的最上层,没有一个明显的界限。因此,要确定大气圈的厚度是比较困难的。