高中英语Unit1 Great scientists文章 地球与月亮 2人教版必修五VIP免费

地球与月亮地球的辐射带和磁层地球的辐射带分为两层，形状有点像是敲成两半儿的核桃壳。离地球较近的辐射带称为内辐射带，较远的称为外辐射带，也可以称之为内、外范·艾伦带。辐射带把地球从四面包围起来，而在两极处留下了空隙，也就是说，地球的南极和北极上空不存在辐射带。在地球周围被太阳风包围并受地球磁场控制的区域称为磁层。它是地球控制区域的最处层。地球磁层是由太阳风与地球磁场相互作用形成的。地球的固有磁场可近似用偶极场表示，地球磁场对高电导率的太阳风流有阻碍作用，太阳风流可压缩地球的磁力线。在太阳风的动压与地球磁场的磁压大约相等的区域，即形成太阳风与地球磁场的分界层，这个分界层称为磁层顶，磁层顶包围的区域即是磁层。磁层的形状像一个羽毛球，其向阳一侧约呈一椭球面，在平静太阳风中，向阳侧磁层顶在日－地联线上离地心的距离约为10个地球半径（Re＝6371.2km），磁层顶前有一弓激波。其背阳一侧是拉长向外略张开的圆筒形，称为磁尾，磁尾的长度可长达1000个地球半径，磁尾的南北和东西宽度约为40个地球半径。在一般情况下，太阳风等离子体是不易进入磁层的，只有在封闭磁力线和张开磁力线分界的漏斗形区（称为极隙区或极尖区，）可进入磁层及电离层和高层大气。但太阳风粒子可通过磁场重联和粘性作用进入磁层。磁层是一个巨大的粒子库，它可贮存能量从几电子伏（eＶ）到几百兆电子伏（ＭeＶ）的等离子体和高能粒子。磁层中有几个粒子贮存区；等离子体层区贮存着密度较高温度较低（约107Ｋ）的冷等离子体；等离子体片区是热等离子体（约105Ｋ）的贮存区；地球辐射带区贮存着高达几百ＭeＶ高能粒子；环电流区是由几百keＶ的能量粒子形成的。在平静时，磁层中的粒子一般不会侵入电离层和高层大气。太阳风向磁层输入能量的另一种形式，是电磁能。太阳风和磁层相互作用形成巨大的发电机，称为太阳风－磁层发电机。当太阳风的速度加快和行星际磁场南向分量增强时，这一发电机产生高达100kＶ以上的越磁尾电位降、107Ａ的电流及1022Ｗ的功率。当太阳风输入磁层的用心爱心专心功率超过某一值时（约为1011Ｊ／s），由于磁层能量超载，磁层中的能量会通过某种不稳定性很快地释放出来，输入电离层和高层大气，这种磁层能量贮存和突然释放的过程，称为磁层亚暴，磁层亚暴的时间尺度约为１小时。当行星际磁场南向分量持续时间较长时，可间歇性地发生多次磁层亚暴，多个磁层亚暴可形成磁暴。磁层亚暴和磁暴可引起磁层、电离层和高层大气的剧烈扰动，如磁层粒子注入事件、极光活动、电离层暴和热层暴等。电离层电离层是地球大气的一个电离区域，高度范围约60～1000km，再往上即是磁层。电离层是由太阳Ｘ射线、紫外线和高能粒子对高中层大气的电离作用形成的。电离层是处于部分离的中高层大气区，含有相当多的自由电子，但中性大气仍很稠密，因而中性分子和带电粒子的碰撞频繁。观测表明，电离层电子密度随高度的分布具有分层结构。在离地面60～1000km的范围内，主要可分为三层，即Ｄ层、Ｅ层和Ｆ（Ｆ1层和Ｆ2层）层。Ｄ层位于60～90km的区域，电子密度在103cm-3以下，在夜间电子大量消失，Ｄ层可认为不复存在。Ｅ层约处于90～140km的区域，电子密度103～105cm-3，电子密度高峰通常位于110～120km。夜间Ｅ层的电子密度下降至5×10cm。Ｆ层在Ｅ层之上，其范围可一直伸延至上千km。在白天，Ｆ层可分为Ｆ1层和Ｆ2层，Ｆ2层在Ｆ1层之上。夜间Ｆ2层消失。Ｆ1层一般在140～200km范围，电子密度105cm-3。Ｆ2层可从200km伸至1000km。其电子密度峰值区于300km左右，最高电子密度可达106cm-3。太阳活动、磁层亚暴和磁暴对电离层结构产生很大的骚扰。电离层骚扰主要有电离层暴、电离层突然骚扰、极盖吸收和极光带吸收等。这些电离层扰动会严重影响无线电的传播。此外，从低层大气向上传播的行星波、声重波和大气准两年振荡等也对电离层结构产生显著扰动。中高层大气在地球强大引力的作用下，大量气体聚集在地球周围，形成数千千米的大气层。大气层一直可以延续到距地面6400千米左右。大气中氮占78%，氧占21%，氩占0.93%，二氧化碳占0.03%，氖占0.0018%，此外还有少量的水...