二零二二年十一月 第一期
當你望上天空，你能看見天空分為多少層嗎？你又知道飛機會飛到大氣的哪一層嗎？
其實大氣之中，確實沒有一條明顯、可見的分界線把大氣分層。但是我們卻可以根據大氣中的成分、密度和物理性質之間的差異等把大氣分成五層：對流層 （troposphere）、平流層 （stratosphere ）、中間層 （mesosphere）、暖層 （ionosphere）、散逸層 （magnetosphere）
（圖1:大氣的結構）
我們生活在對流層（見圖1），對流層就是貼近地球表面的最低大氣層。有趣的是，對流層的厚度會因應緯度的高低而有所不同，對流層的平均厚度與緯度成反比關係。在低緯度地區，對流層的平均厚度為17～18公里，而在中緯度地區的平均厚度為10～12公里。高緯度地區的對流層平均厚度則只有8～9公里。香港位於低緯度地區，因此我們生活於約17-18公里厚的對流層當中。一般而已，夏季的對流層也比冬季的厚。在對流層中，溫度會隨海拔高度上升而下降（即每上升100米，氣溫會下降0.6°C）。這是因為對流層的空氣依靠地面散出的長波輻射增溫。越接近地面，氣溫越高；越遠離地面，氣溫則越低。不同位置的受熱不一，所以會引起對流運動（convective activity），導致該層的對流旺盛，更容易形成雲及降雨等天氣現象。
對流層以上的就是平流層（離地面18～55km）。該層因為大氣穩定，不容易形成對流而稱為平流層，氣流的流動方向以水平為主。該層有著我們常常聽見的「臭氧層」，25km高空以上的臭氧增多能夠吸收大量來自陽光的紫外線，而導致溫度上升。氣溫更可比對流層頂部高出60°C或以上。平流層的大氣穩定加上水氣及雜質較少，因此能見度高，有利於飛機飛行。而用作探測高空氣象資料（例如氣壓、氣溫及濕度）的探空系統（氫氣球上掛上一個無線電探空儀及一個雷達反射器）也會升至平流層約30km高才會爆裂。
離地面55～85km的高空範圍為中間層。對比於平流層，中間層由於臭氧含量低而不能靠吸收紫外線增溫，因此氣溫會隨高度增加而迅速下降。中間層的頂部最高可降溫至負113°C。中間層頂部和底部的溫差導致該層的對流運動也相對強烈，因此中間層也被稱為「高空對流層」。而處於中間層60km以上的範圍會出現電離層——D層。電離層會影響無線電波的傳播。
中間層以上就是較厚的暖層（85～800km）。暖層的稱呼是因為在這一層300km以上的溫度可高達10000 °C以上。而暖層各高度的電離程度各有不同。在這層當中，E層和F層的電離層和我們的生活有密切的關係。它們能反射無線電波，影響著我們的通訊和雷達定位等。而我們的人造地球衛星也會發射到暖層的高度中收集不同所需的數據。
暖層以上的大氣層是散逸層（距離地面800km以上）。散逸指的是在這層的氣體和微粒會經常散逸到太空去。這是因為散逸層的溫度高，且距離地心較遠，空氣受地心引力影響極少而致。散逸層的也因為空氣稀薄，大氣密度和太空密度相同被稱為外大氣層。人造衛星和火箭才會到達這個高度的大氣層。
大氣的垂直結構共分為五層，當中每層的範圍、組成、氣溫等都各有不同。然而每一層大氣對於地球表面的溫度、能量收支，甚至是人類的生活習慣等也有重大的影響。大家不妨認識下我們地球的大氣結構吧！
地理科老師
黃樂詩
參考資料：
- 劉南威。《地理景觀》（香港教育圖書公司)，1997
- 大氣的垂直結構——特殊的“五層樓”結構. (n.d.). 中國科學院科普雲平台. https://www.kepu.net.cn/gb/earth/weather/about/abt004.html
