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1 # 實是修心
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2 # 星如雨eboy
當然會,雖然分子量越小的氣體(特別是單質氣體)越容易進入大氣上層,但對流層平流層的水分子同樣能進入暖層,在紫外線或電離層的宇宙射線之下分解成等離子體部分獲得足夠動能散逸到宇宙空間去,但是不是地球上的水量會越來越少呢?這倒不一定,有理論認為地幔層中的水量遠超地表,可能會以某種形式源源不絕補充到地表,另一方面,柯伊伯帶是太陽系冰塊庫,每年有源源不斷的彗星從柯伊伯帶來到內太陽系,彗星碎片墜落到地表,流星雨並不罕見,彗星曾是早期地球地表水主要來源,如今每年透過彗星碎片補充的水量也是非常巨大的數字,因此,地球總體水量只會變多,不會變少。
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3 # 御玄君的星辰大海
地球大氣層的水汽是不會向宇宙散失的,大氣中的物質想要逃出地球只有到達大氣層與宇宙空間的邊界也就是逃逸層才有可能。但是水分子是無法到達逃逸層的,因為當水分子在進入逃逸層之下的電離層(暖層)時就會被電離分解而穿不過電離層。所以不可能出現在電離層之上的逃逸層,也就不會散失到宇宙中。
地球表面的水會因為蒸發、植物的蒸騰作用或者是冰雪的昇華作用而進入大氣中,加上水汽在空氣中的密度比較低,在空氣中就會上浮。氣體的運動方向是從密度高的地方向密度低的地方運動的。那麼大氣中的水汽會不會一直上升擺脫地球引力的束縛而逃出地球呢?
水汽在大氣層中是一種怎樣的分佈狀態?大氣中的空氣分佈是根據高度發生變化的,高度越高時空氣也就越稀薄,同樣水汽也是高度越高密度越低的。
在1500m~2000m的大氣中水汽的含量只有地表低空區域的50%。在5000m處的大氣中水汽含量只有地表低空區域的10%。隨著高度的升高水汽含量也是越來少的,大氣中99%的水汽主要存在於10000m~12000m以下的大氣環境中。
大氣層中90%的水汽存在於8000m~12000m的對流層中,由對流層層頂高度上升55000m的區域為平流層這其中的水汽含量就已經非常少了。由平流層層頂至地表高度85000m的大氣區域為中間層,由中間層層頂至地表高度800km(800000m)的區域為暖層。在暖層中的氮、氧等空氣成分因為強烈太陽紫外線和宇宙射線的照射已經處於高度的電離狀態所以暖層也被稱之為電離層,在暖層中即使有水分子存在也會被電離。
水分子電離公式:
H2O≒H+ + OH-
水分子被電離分解為氫離子和氫氧根離子。
在暖層頂部以上的大氣層外層也就是大氣圈與宇宙空間的邊界,我們稱之為逃逸層。在逃逸層因為空氣已經十分稀薄加上受到的地球引力作用很小,大氣中的一部分高速運動的物質就會逃逸到太空中。因為水分子已經在暖層被電離,幾乎不可能穿過暖層進入到逃逸層的。
水汽會不會因為高速的分子運動超過逃逸速度而逃出地球?如果在固定高度下水分子的擴散運動速度大於地球的逃逸速度那麼水分子就會進入到太空中,從而能夠逃出地球。
逃逸速度公式:
V=2gR根號下
其中g表示為該高度下的重力加速度,單位為m/s²;R表示為該高度上一個點到地球中心的距離,單位為m
由此公式我們可以計算出地表的逃逸速度:地表重力加速度g=9.8m/s²,R取地球半徑6370km,可以計算出地表的逃逸速度為11.17km/s。
大氣逃逸層底部距離地表1000km,距離地心為7370km(6370km+1000km),根據重力加速度計算公式:
g=GM/r²
其中GM為地球相關的常數(G=6.67259×10^-11 N·m2/kg2、M為地球質量=5.965×10^24kg)
可以計算出1000km的逃逸層底部重力加速度為7.34 m/s²,再帶入逃逸速度公式可得此處逃逸速度為10.4km/s。
水汽的分子運動速度我們取平均值,也就是氣體分子的平均速率:
c=1.6*根號下[(R×T)/μ]
其中R為氣體常數為8.314J/(mol·K),T為絕對溫度k為氣體分子數量,c單位為m/s
我們可以計算出水汽不同溫度下的平均速率,各成分的平均速率可參考下表:
水汽分子的平均速率是從眾多速度不一樣的分子運動速度中取得平均值,其中最快的分子運動速度能夠達到平均速率5倍以上,所以我們取得是5倍情況下的分子運動速度。透過以上資料可以得出氫和氦平均速率已經大於大氣逃逸層底部的逃逸速度10.4km/s,可以逃出地球而相對分子質量較大的水分子則就無法逃出地球了。
總結一下:大氣中的水汽是不會穿過大氣層而散失到宇宙中,因為大氣層和地球引力可以說是地球的一層天然屏障緊緊鎖住了地球的水分。這樣大氣中的水汽會繼續進入到地球的生態系統中不斷迴圈,從而就造就了我們現在生機勃勃的地球。
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4 # 寧靜致遠WQ
地球大氣中水氣主要分佈在對流層裡,再往上是平流層水汽含量很少,所以平流層大氣非常潔淨透明,適合飛機、特別是客機的飛行。隨著高度的增加,大氣密度迅速減小,平流層往上的大氣質量只佔百分之十左右,而且氣體出現電離現象,被稱為電離層,還有保護我們不受紫外線傷害的臭氧層。正是有了電離層我們才實現了遠距離通訊廣播,也使我們能看到絢麗多彩的極光,對我們的生活影響很大。同時電離層往上也是逃逸層,每天都會有幾萬噸大氣脫離地球遨遊太空,不過大家不要擔心,相比地球大氣有六千萬億噸質量,區區幾萬噸損失根本就是微不足道,幾乎可以忽略不計。再說了每天地球獲得的星際質量遠大於這個損失,實際上無論地球的質量還是大氣的質量都在緩慢的微微增加,完全不用杞人憂天。至於水汽能否逃逸地球,回答是肯定的有,但由於地球有磁場,電離的離子在兩極相遇,與太陽風粒子匯合會重新結合成為水的,這也是地球上水來源之一。我們地球生態環境非常好,我們人類要珍惜地球,畢竟是我們人類只有一個地球,保護環境就是保護我們自己。
回覆列表
應該可以。水汽和空氣一樣,會有少量逃逸地球。最直觀的是隨著人造飛行器離開地球進入太空,就會帶水進入太空(宇宙)。