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低层大气是中国的一个科技名词。

汉字是世界上比较古老的四大文字之一，也是我们国家优秀文明历史的象征，一直沿用至今，一个简单的文字也道出了我国人们的聪明才智，哺育了世世代代的中华儿女，成就了中华民族一代又一代的辉煌。

名词解释

低层大气（lower atmosphere）指的是海拔在25千米以下的地球大气层。包括对流层和平流层中下部。低层大气所含空气占整个地球大气层超过百分之80以上，对天气和气候有直接的影响。

特征

低层大气（lower atmosphere）所含空气占整个地球大气层超过百分之80以上，对于天气和气候有直接的影响。由干洁空气、水汽和杂质三部分组成。

直接热源

对低层大气而言，太阳辐射几乎不能被它吸收，它的主要直接热源是地面辐射。

此外，地面热量输送到大气层中的方式还有两种：潜热输送和湍流输送。太阳高度角是我们观察太阳时的仰角，也就是太阳光线与地面之间的夹角。由于地球的自转，造成太阳东升西落，太阳高度角在一日内不断发生变化.太阳高度指太阳光线与地平面之间的夹角，即太阳在当地的仰角.其实太阳高度和太阳高度角是一样的高层大气的3个主要热源，即太阳紫外辐射、磁层电磁扰动引起的电流焦耳热和粒子注入碰撞加热。平流层是由于臭氧吸收了200-320nm的阳光紫外辐射而得以加热的，臭氧是其主要的热源。

光学厚度

低层大气光学厚度的垂直分布是大气光学模式的重要组成部分，对它的测定不仅为大气辐射传输研究和通过大气进行的各种光学测量处理所必需，并且对确定水平和斜视能见度、大气浑浊度、以及大气污染扩散等都具有直接意义。

低层大气的光学厚度主要取决于气溶胶含量，这是随天气形势、大气状态、地理条件、下垫面状况，以及季节和昼夜发生剧烈变化的要素。探测方法有：探明灯、太阳辐射计和曙暮光，另外还有大气光学特性的激光探测方法。激光探测方法更为灵敏，可以获得低层大气的距离分辨资料，有利于揭示低层大气光学特性分布和演变的特征，分析各层之间的相互关系。

低层大气光学厚度的特征：

（1）低层大气的光学厚度与气团属性有很密切的关系；

（2）在白天，随对流发展，气溶胶由下向上输送的高度可超过3公里，最大输送在2公里以下；

（3）消光系数的垂直结构具有明显日变化；

（4）光学厚度与地面水平能见度不呈简单的对应关系。

组成及变化

低层大气的组成成分

1、干洁空气

（1）主要成分

N2：生物体的基本成分；

O2：一切生物维持生命活动必须的物质；

（2）微量成分

CO2：绿色植物光合作用的基本原料，对地面保温；

O3：吸收紫外线，保护地球上的生物免受过多紫外线的伤害；

2、水汽：天气变化的重要角色；

3、固体杂质：作为凝结核，是成云致雨的必要条件。

低层大气的组成成分含量变化

1、N2,O2含量基本不变

2、CO2含量增加

原因：（1）燃烧矿物燃料向大气中排放大量的CO2；（2）毁林，特别是热带雨林的破坏，使森林吸收和固定的二氧化碳迅速减少。

后果：（1）海平面上升；（2）引起世界各地降水和干湿状况的变化。

3、O3含量减少

原因：人类使用消耗臭氧的物质，释放大量氟氯烃化合物。

后果：使到达地面的紫外线辐射增加，直接危害人体健康，还对生态环境和农林牧渔业造成破坏。

水分探测

2006年夏天首次使用多普勒天气雷达探测低层大气中的水汽。低层大气中的水汽资料有助于预报人员确定几分到若干小时后将要来临的暴风雨的落点与落时。研究人员测量由折射引起的雷达信号的速度的变化 ，这种变化能揭示大气水分存在与否。如果该试验取得成功，几年内折射技术可能会加入美国国家天气局的国家多普勒雷达网。

水汽的显著差异有利于强风暴生成，但这类显著差异所在位置在风暴发展之前很难确定。美国国

家天气局的雷达测量降雨和风，不测量水汽。而且气象站和探测气球水汽测量的空间间隔在80-160km以上。事实上，没有常规低层大气水汽测量。气象人员用多普勒雷达跟踪风暴时一般是探测发射到雨滴、雹块或雪花上再反射回来信号。这种返回信号的强度反映降雨、冰雹和雪的强度，而信号频率的变化包含着风的信息。在期间，研究人员增加了一种要素——雷达信号的速度。他们使用固定目标，例如输电线和导弹发射井来确定由水汽引起的雷达信号的加速与减速的幅度。研究人员将得到的折射率资料填在图上，就能确定水汽的位置。REFRACTT

REFRACTT的研究思路由在NCAR作访问学者的Mc Gill大学的Fredic Fabry提出.丹佛气象局的预报员已经使用了REFRACTT资料监测科罗拉多东北部的龙卷风。丹佛气象局的首席专家Larry Mooney指出：低层大气中的水汽是产生各种天气的关键因素，尤其是在夏季。REFRACTT首席科学家Rati Roberts指出,没有人得到过分辨率如此高的水汽资料,相信这些资料对暴雨预报会有极大帮助。