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我们每天都生活在这种氛围中。你有没有想过我们的大气层有多厚？
我们会在教科书或其他相关文献中读到大气层的厚度约为1000公里，但有些文献会说大气层的厚度约为2000至3000公里。那么什么是对和错呢？他们是如何测量他们给出的厚度的？
另外，我们还会在新闻中听到，某艘航天器距离地球表面200-300公里，已经成功进入太空。为什么仍在大气层中的航天器就被认为已经进入太空？下面我们就来了解一下。
大气（图片来自维基百科https://en.wikipedia.org/wiki/Atmosphere_of_Earth）
根据温度变化规律，我们的大气层分为五层，包括对流层、平流层、中间层、热层和外逸层。我们先来说说不同海拔高度的大气是如何测量的。由于测量不同高度的大气需要人类或飞机到达相应的高度，因此测量不同高度的大气与人类航天飞行器的发展密切相关。
在18世纪热气球发明之前，科学家通过爬山发现，大气温度会随着海拔的升高而降低。于是有科学家根据海拔高度与温度的关系计算出大气高度的上限为30KM。因为超过30KM，大气温度就会低于绝对零，这是不符合物理定律的。登山所能攀登的高度非常有限，最大也只有几千米。因此，在热气球发明后不久，科学家们就拿着热气球实际测量了大气的温度，结果发现，直到10公里左右的高度，大气的温度是随着高度的增加而降低的。海拔10公里以上，氧气太稀薄，温度很低。当时，在没有任何防护措施的情况下，科学家们无法再乘坐热气球飞向更高的高度。
科学家利用热气球测量高度和温度（图片来自维基百科https://en.wikipedia.org/wiki/Timeline_of_aviation__19th_ century）
20世纪初，探空气球的发明为科学家的科研活动提供了新的可能性。 1902年，法国和德国科学家利用探空气球几乎同时发现，海拔超过10公里后不久，大气温度并没有继续下降，反而上升。这就是平流层的发现。
平流层可达约50公里。 20世纪初发明的探空气球都无法到达如此高的高度。因此，对更高气层的研究是不可能的。
探空气球会带着一系列探测仪器起飞，然后气球爆炸到一定高度后，探测仪器会带着降落伞降落（图片来自https://www.forbes.com/sites/marshallshepherd）
直到二战期间德国发明了V2火箭，科学家们才有机会在战后继续利用基于V2火箭的高空火箭技术来研究平流层上方中层大气的特性。正是在这个时候，科学家们发现，在中间层，大气的温度随着高度的增加而降低，因此这一层是与平流层不同的大气层。
中间层的高度一直持续到80-90公里左右，仅比V2火箭的最大飞行高度低一点点。因此，热层和中间层后面的外逸层的发现是在航天火箭和人造卫星之后才发现的。因此，大气层的高度，或者说厚度，实际上是人类通过不同航天器给出的测量数据来估计的。
V2火箭（图片来自https://rarehistoricalphotos.com/v2-rocket-in-pictures/）
一般来说，根据不同高度的温度变化，科学家将大气分为五层，包括对流层（约0-10公里）、平流层（约10-50公里）、中间层（约50-85公里）和热层（约50-85公里）。大约80-800公里），外逸层（大约800-2000或3000公里）。不同区域温度变化示意图如下图所示：
不同海拔大气温度变化及相关天文现象（图片来自http://baike.anymetre.com/）
一般飞机的巡航高度在对流层和平流层交界处附近，温度比较低。然而，如果它飞得更高，就会进入平流层。由于平流层中有大量臭氧，吸收大量紫外线，气温不降反升，逐渐升高。另外，不同层次之间的界限不是很明显，会受到不同经纬度的影响。因此，给出的值也是一个估计值。不同的文档可能会有一些差异，但总体差异不会有太大差异。因此，说地球大气层的厚度在1000到3000公里之间是可以接受的。
地球大气层之外没有明确的边界。我们不会在到达一定高度后突然进入太空。大气的密度随着海拔的升高而不断降低，最后变得很低，但不会为零。例如，100公里高度处的大气密度约为地面的百万分之一。在200公里的高度，大气的密度只有地面的十亿分之一。超过300公里后，大气层的密度将低于地面的密度。千亿分之一。当然，在300多公里的高度就可以探测到大气层，但密度很低。即使在一万公里的高度也能探测到大气分子，但在那个高度大气分子和太阳风吹来的粒子已经融合得非常多了。很难区分。
由于大气密度随着高度的增加而降低，因此大气的质量分布不均匀。它的大部分质量位于非常低的高度。根据国家大气研究中心的数据，我们大气的总质量约为千克。约50%的大气位于海拔5.6公里以下，约90%位于海拔16公里以下，约99.99997%位于海拔100公里以下。因此，在100公里以上的高度之后，大气的密度大大降低，几乎与太空中没有什么区别。事实上，国际航空联合会给出的太空高度和内部大气层约为100公里，这也是著名的卡门线。任何超过卡门线的飞行器都可以被认为进入了太空，可以称为航天器。在卡门线以下高空飞行的飞机称为航空器。
总之，我们可以看出，大气层厚度的确定不是一朝一夕就能实现的，而是一个渐进的过程。这其实和大多数科学研究是一样的。想要取得伟大的研究成果，就必须不断学习前人积累的知识和经验，才有可能最终在前人的基础上得到提高。
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用户评论
这个话题太有意思了，大气层的厚度居然能决定天的高度，太神奇了！
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哈哈，我一直想知道天到底有多高，原来关键在于大气层厚度啊。
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大气层厚度？那我们是不是可以测量出天空的极限了？
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这让我想起了小时候总是仰望天空，想象天有多高，现在终于知道答案了。
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大气层厚度决定天的高度，这个比喻真是太形象了，点赞！
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没想到天的高度和大气层厚度有关，涨知识了。
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我总以为天是无边无际的，现在才知道原来天的高度是有依据的。
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大气层厚度决定天的高度，这让我对宇宙的奥秘更加好奇了。
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小时候总想知道天有多高，现在长大了才明白，原来天的高度与大气层厚度有关。
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大气层厚度决定天的高度，这个说法真是刷新了我的认知。
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小时候仰望天空，觉得天很高，现在知道是大气层厚度在作怪。
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大气层厚度决定天的高度，这个解释太形象了，感觉好有道理。
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天的高度居然和大气层厚度有关，这让我对宇宙有了新的认识。
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大气层厚度决定天的高度，这个发现真是太神奇了，我要好好研究一下。
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小时候总是觉得天很高，现在才知道，原来天的高度取决于大气层厚度。
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这个说法太有意思了，大气层厚度竟然能决定天的高度，太神奇了。
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大气层厚度决定天的高度，这个解释真是太巧妙了，点赞！
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原来天的高度与大气层厚度有关，这个发现真是太有趣了。
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大气层厚度决定天的高度，这个比喻真是太形象了，点赞！
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