天有多高？这问题还真有答案

我们每天都生活在大气层中。你想过我们的大气层有多厚吗？

我们将在教科书或其他相关文件中读到，大气层的厚度约为1000公里，但有些文件会说，大气层的厚度约为2000至3000公里。那么什么是对的或错的呢？如何测量它们给出的厚度？

另外，我们将在新闻中听到，距离地球表面200-300公里高的某某飞船，已经成功进入太空，为什么飞船还在大气层中进入太空？让我们来看看。

大气(*https://en.wikipedia.org/wiki/Atmosphere_of_Earth图片)

根据温度变化规律，大气分为五层，包括对流层、平流层、中间层、热层和逸层。首先，让我们谈谈如何测量不同高度的大气。由于测量不同高度的大气需要人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，科学家们通过爬山发现，大气的温度总是会随着海拔的升高而降低，所以一些科学家根据海拔和温度的关系计算出大气的海拔极限为30公里，因为超过30公里的大气温度会低于绝对零度，这不符合物理学定理。爬山只能上升几公里，所以在热气球发明后不久，科学家们就拿气球来实际测量大气层的温度，然后发现高达10公里的上层大气层的温度随着海拔的升高而降低。在10公里以上的高度，氧气太稀薄，温度非常低。如果当时没有任何保护措施，科学家就不能再乘热气球去更高的海拔。

科学家用热气球来测量海拔和温度(照片来自19世纪的*https://en.wikipedia.org/wiki/Timeline_of_aviation_–_)

20世纪初，空气探测球的发明为科学家的科学研究活动提供了新的可能性。1902年，法国和德国科学家几乎同时发现，大气温度并不是一直在下降，而是在海拔超过10公里后很快上升。这是平流层的发现。

平流层最高可达50公里。20世纪初发明的空气探测器没有一个能到达如此高的高度。因此，对高含气层的研究尚未开展。

气球将通过一系列仪器升空，气球在一定高度爆炸后，仪器将带着降落伞着陆(https://www.forbes.com/sites/marshallshepherd照片)

直到德国在第二次世界大战期间发明了V2火箭，科学家才有机会在V2火箭为基础的高空火箭技术的帮助下，继续研究平流层上方大气的特性。也就是说，在这个时候，科学家发现中间层大气的温度会随着高度的增加而降低，所以这一层不同于平流层的大气。

中间层的高度继续保持在80-90公里左右，仅略低于V2火箭的最大飞行高度。因此，在中间层后面发现热层和逃逸层是继航空火箭和人造卫星之后的事情。因此，大气层的高度或厚度实际上是由人类通过不同航天器提供的测量数据来估计的。

V2火箭(https://rarehistoricalphotos.com/vrocket-in-pictures/照片)

一般来说，根据不同海拔高度的温度变化，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)、中层(约50-85公里)、热层(约80-800公里)和逸度层(约800-2000或3000公里)。不同区域温度变化示意图如下图所示:

不同高度大气温度变化及相关天文现象(http://baike.anymetre.com/照片)

一般飞机的巡航高度在对流层和平流层的交界处附近，温度相对较低，但如果飞得高，就会进入平流层。因为平流层中有大量的臭氧，它会吸收大量的紫外线辐射，温度会逐渐上升而不是下降。另外，不同层次之间的界限不明显，会受到不同经纬度的影响。因此，给出的数值也是一个估计值。不同的文档可能会有一些差异，但总体差异不会很大。因此，可以说地球大气层的厚度在1000到3000公里之间。

我们在地球大气层之外没有明确的界限。到达一定高度后，我们不会突然进入太空。大气密度随着高度的增加而降低，最终变得非常低，但不会为零。例如，在100公里的高空，大气密度大约是地面密度的1/20万。在海拔200公里的地方，大气密度只有地面密度的1/10亿。超过300公里后，大气密度将低于地面密度的1/1000亿。当然，在300多公里的高度也能探测到大气，但密度很低，即使在10，000公里的高度也能探测到大气分子，但很难区分大气分子和在该高度被太阳风吹出的粒子。

因为大气层的密度随着高度的增加而降低，所以大气层的质量分布并不均匀，而且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，大气的总质量约为5000至6000亿吨。大约50%的大气层位于低于5.6公里的高度，大约90%位于低于16公里的高度，大约99.99997%位于低于100公里的高度。因此，100公里以上的大气密度大大降低，几乎与太空中的密度相同。事实上，国际航空联合会给出的空间和内部大气高度约为100公里，这也是著名的卡门线。任何超过卡门线的飞机都可以被认为已经进入太空，可以称之为宇宙飞船。在低于卡门线的高度飞行的飞机被称为飞机。

简而言之，我们可以看到大气厚度的测定不是一蹴而就的，而是一个渐进的过程。事实上，这和大多数科学研究一样。为了取得伟大的研究成果，我们必须不断学习前人积累的知识和经验，然后才能在前人的基础上再上一层楼。