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地球大氣層中有個1千℃高溫的熱層,航天器在其中飛行為何沒燒毀

如今正是夏天季節,北半球各地高溫不斷,頻頻出現50攝氏度的高溫,就連北極圈附近都出現了30度的氣溫,地面的溫度已經很熱,段里說越往大氣層的高處氣溫會越低,但是當到達地球上空100~800公里的時候,那裡的溫度卻高達1000℃左右,是不是難以置信?

在我們的地球上,有兩個地方溫度比較高,一個是地球的內部,從地表向下,溫度會越來越高,地心位置的溫度接近6000℃,比太陽的表面溫度還高,是地球上溫度最高的地方,而在地表之外,由於地表可以受到陽光的熱量輻射,所以地表的溫度也較高,但不可能超過100℃,地表向著大氣層越高的地方溫度越低,所以一些高山的頂部都是積雪覆蓋,然而在大氣層上部的熱層(又稱暖層、熱成層、熱氣層或增溫層)中,溫度又陡然升高,以至於高達1000℃左右,真的是很神奇了。

大氣熱層位於中間層之上和散逸層之下,這裡之所以溫度極高,是由於這裡的空氣分子受太陽短波輻射的原因而處於高度電離的狀態,太陽的短波輻射及和地球磁場使得這裡的空氣分子的電子能量增加,導致了這裡的空氣分子溫度較高。因為溫度本身就是物質內部分子和原子活動程度的物理量,太陽光輻射和地球磁場加速了這一層面的空氣分子活動,造就了這裡的高溫,才有了大氣熱層的存在。

太陽光輻射和地球磁場還可以將大氣層熱層中某些層面的部分空氣分子進行電離,由此形成了大氣層的電離層,電離層可以反射無線電波,因此它又被科學家們利用來進行遠距離無線電通信,廣義上的電離層比大氣熱層還要廣大,它位於距離地面50~1000公里的高度,而地球兩極的極光現象,就位於這一層面中。

我們知道很多人造航天器飛行的高度大致都是在地面以上200~1000公里的範圍中,很明顯這些航天器就是飛行在大氣層的熱層之中啊,那麼那裡高達上千攝氏度的高溫,為什麼沒有把那些航天器燒壞呢?就連神舟飛船等載人航天器經過大氣熱層都沒有問題,這又是怎麼回事呢?

實際上道理也很簡單,地球的大氣層雖然很厚,前幾個月科學家監測到地表之外50萬公里的範圍仍然有地球的大氣,但實際上大氣層中較為濃厚的部分都集中在地表上方100公里以下的位置中,而且在地表上方10公里以上的高空中空氣稀薄到連人的呼吸都已經很困難了,那裡的氣壓已經很低了,100公里以上的大氣層大氣就更稀薄的多了。

在地表200公里以上的位置,空氣已經稀薄到就像沒有一樣了,人造航天器在那裡以每秒8公里的速度運行都暢通無阻,基本不會受到空氣阻力的影響,說明那裡的空氣分子極其稀薄,所以雖然那裡的空氣分子的溫度很高,但由於空氣分子極其稀少,它們能作用到航天器上的熱量也十分稀少,因此航天器在那裡並不會被燒毀,甚至表面還會很冷。

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