3.1.2　地球外部圈層結(jié)構(gòu)

地球外部圈層主要包括地表至大氣層的外邊界，主要包括大氣圈、水圈、生物圈。各圈層雖各自獨(dú)立，但又相互關(guān)聯(lián)、相互影響、相互滲透、相互作用，共同促進(jìn)地球外部環(huán)境的演化。

3.1.2.1　大氣圈

大氣圈是因地球引力而聚集于地球最外部的一個氣體圈層，既是人類和生物賴以生存的必不可少的物質(zhì)條件，也是維持地表恒溫和水分的保護(hù)層，同時(shí)也是促進(jìn)地表形態(tài)變化的重要動力和媒介。

（1）大氣的組成

大氣圈主要由氮、氧、二氧化碳、水及一些微量惰性氣體組成，可分為恒定組分、可變組分和不定組分三種（表3-2）。其中，恒定組分為在地表任何地方其組成均基本不變的成分，主要由氮、氧、氬組成（三者共占大氣總體積的99.96%）；可變組分是指隨季節(jié)、氣象、人類活動影響而發(fā)生變化的組分，主要包括二氧化碳、臭氧和水蒸氣（目前大氣中二氧化碳含量的增長主要因以現(xiàn)代工業(yè)為主的人類活動而形成）；不定組分主要指大氣中可有可無的成分，如塵埃、硫化氫、氮氧化物等，通常是大氣污染的主要成分，主要因火山噴發(fā)、森林火災(zāi)以及人類生產(chǎn)生活活動而產(chǎn)生。

（2）大氣圈的結(jié)構(gòu)

大氣圈的界線并不明顯，下部通常指地表及地表向下一定距離的空間，向上一般認(rèn)為是向宇宙星際塵埃的密度過渡。自下而上，大氣圈通常被劃分為對流層、平流層、中間層、暖層及散逸層（圖3-1）。

對流層是大氣圈最下部圈層，厚度由赤道向兩極變薄，平均厚度約11～13km，厚度受季節(jié)交替影響，一般夏季較大，冬季較小。對流層雖薄，質(zhì)量卻占大氣圈總質(zhì)量的70%～75%，且集中了大氣圈幾乎全部水汽和塵埃。對流層具有以下特征：①對流層熱量主要來自地表輻射，因此溫度隨高度增加而降低，一般平均每升高1km，溫度降低6℃，稱為大氣降溫率；②大氣具有強(qiáng)烈對流運(yùn)動，幾乎所有的氣象現(xiàn)象均集中于對流層；③溫度、濕度、氣壓等氣象要素的水平分布不均勻，由此形成復(fù)雜的天氣現(xiàn)象；④對流層受人類活動影響最顯著，人類生產(chǎn)活動排放的大氣污染物絕大部分都集中在對流層。

平流層是從對流層頂至35～55km高空的大氣層，其質(zhì)量約占大氣圈總質(zhì)量的20%。平流層最顯著的特點(diǎn)是氣流以水平方向運(yùn)動為主，基本不含水汽和塵埃物質(zhì)，因此不存在各種天氣現(xiàn)象。平流層頂部分布著臭氧層，能吸收99%以上的對地表生物有害的紫外線，是地球生命的保護(hù)傘。

中間層是指自平流層頂至85km左右高空的大氣層。該層氣溫隨高度增大迅速下降，至中間層頂界氣溫降到-83℃～-113℃。由于下熱上冷而出現(xiàn)空氣的垂直運(yùn)動，中間層頂部存在較弱的電離現(xiàn)象。

暖層又稱電離層，為從中間層頂?shù)?00km左右的高空。該層空氣稀薄，質(zhì)量僅占大氣總質(zhì)量的0.5%。該層空氣質(zhì)點(diǎn)在宇宙輻射作用下溫度迅速增高并被分解為原子而處于電離狀態(tài)，該電離現(xiàn)象在遠(yuǎn)距離短波無線電通信方面具有重要意義。

散逸層也稱外逸層，空氣極為稀薄，是大氣圈與星際空間的過渡地帶，溫度隨高度增加而升高。因地球引力作用弱且高溫下運(yùn)動活躍，氣體不斷向外擴(kuò)散。

3.1.2.2　水圈

水圈是由地球表層水體所構(gòu)成的連續(xù)圈層，是一切生物必不可少的生存條件，對地球環(huán)境的形成和改造起重要作用。

（1）水圈的組成

水以氣態(tài)、固態(tài)和液態(tài)三種形式存在于自然界。地球水體總質(zhì)量為1.5×1018t，體積約1.4×1018m3，其中海洋水約占97.212%，大陸表面水約占2.167%，地下水為0.619%，大氣水占0.001%（表3-3）。地球上的水體分布極不均勻。

（2）水圈的循環(huán)

水在自然界的不斷運(yùn)動和轉(zhuǎn)換稱為水圈的循環(huán)。水循環(huán)的最主要動力是太陽輻射能和地球重力能。在太陽輻射能下，固態(tài)水因吸收熱量而融化為液態(tài)水，液態(tài)水因蒸發(fā)而進(jìn)入大氣，并隨氣流流動被輸送至不同地帶，水汽遇冷凝結(jié)則以雨、雪形式重回地面，又在地球重力作用下由高處流向低處。水在該兩種能量作用下進(jìn)行形式轉(zhuǎn)變和位置轉(zhuǎn)換，構(gòu)成水圈的循環(huán)。水圈循環(huán)又分為大循環(huán)和小循環(huán)，其中大循環(huán)是海洋—陸地—海洋的完整水循環(huán)，小循環(huán)為陸地內(nèi)部或海洋內(nèi)部的水循環(huán)。

3.1.2.3　生物圈

生物圈是由生物及其生命活動的地帶所構(gòu)成的連續(xù)圈層，是所有生物及其生存環(huán)境的總稱，生物圈中90%以上的生物及其活動集中于地表到200m高空以及水面到水下200m的水域空間內(nèi)，是生物圈的主體。自然界中的生物，按其性狀特征可分為原核生物界、真菌界、植物界和動物界四類。

原核生物是一類起源古老、結(jié)構(gòu)簡單的原始生物，其細(xì)胞內(nèi)只有核物質(zhì)，沒有明顯的核膜，為沒有真正細(xì)胞核的原核細(xì)胞，基本上是單細(xì)胞，也有多細(xì)胞集合體。原核生物主要包括細(xì)菌和藍(lán)綠藻。

真菌是一類低等的真核生物，無葉綠素，不能進(jìn)行光合作用，營養(yǎng)方式為腐生、寄生。真菌分布廣泛，與人類關(guān)系密切，許多種類可供食用或醫(yī)用等，如酵母菌、青霉、蘑菇、木耳等。

植物是生物中較大的一個類群，遍布全球、種類繁多，可進(jìn)行光合作用，為自養(yǎng)生物，根據(jù)有無根、莖、葉的分化以及有無胚，分為低等植物和高等植物。

動物是種類最多的生物，遍布自然界，為以植物、動物或微生物為食的異養(yǎng)生物。動物按有無脊椎分為無脊椎動物和脊椎動物兩類。人類是目前主宰世界的最高級動物，創(chuàng)造了輝煌的現(xiàn)代文明。從生物學(xué)上講，人是高等哺乳動物靈長類的一種，在生物分類中屬于動物界脊椎動物門哺乳動物綱靈長目人科人屬人種。

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(1)　數(shù)據(jù)來源：注新文，2014。