一、大气层与太空的界线是什么?
这条分界线被称为“卡门线”,后来被广泛接受所以通常我们可以简单的认为大气层的厚度是10万米。对了,从地球上看到的美丽极光就发生在卡门线附近。但严格来说,如果地球上空空气的平均密度高于太空,那么这个位置就应该被认为是大气层。卡门线外有空气,但很稀薄,大气的厚度需要再次向外膨胀。比如月球的夜晚,甚至-183,都需要核电池保暖,近地轨道的宇宙又冷又冻。那一年阿波罗13号从月球返回地球。
由于服务舱爆炸,电池不足,几名宇航员冻得瑟瑟发抖,复仇者联盟的黑木在宇宙中直接冻成冰。从严格的科学角度来看,空气空间和外层空间并没有明确的界限,而是逐渐融合的。因为随着海拔的升高,大气变得越来越稀薄。假设大气温度固定,随着海拔高度的增加,大气压力会从海平面的1000毫巴呈指数下降到零。所以国际航空联合会把100公里高度定义为卡门线,这是现在的大气层和太空的分界线。距离地面500多公里的地方叫外大气层,也叫磁层。它是大气层的最外层,是大气层向星际空间过渡的区域,外面没有明显的边界。正常情况下,在地磁极附近上限较低,在近磁赤道上方约9~10个地球半径高,换句话说,约6.5万公里高。这里的空气极其稀薄。
通常大气层的高度在1000公里以内,也就是电离层以内,也就是大气层有1000公里厚。也就是外太空。许多航天领域的人都认识到,地球大气层和外层空间的边界在地面以上62英里。科学家西奥多·冯·卡门很久以前就得出结论,这个高度的大气非常稀薄,可以忽略不计。传统飞机将无法在这个高度飞行,因为它们的速度根本无法使它们获得气动升力。制定太空标准的国际航空联合会(FAI)承认太空边界为62英里高。
众所周知,大气层实际上是地球周围的一种厚厚的混合气体。然后要有厚度。那么地球的大气层有多厚呢?或者说地球的大气层有多少米?很少有人能准确回答这个看似简单的问题。因为大气的密度不是固定的。随着海拔的升高而降低。也就是说,大气和外界没有明确的分界线。所以,大多数情况下,人们对地球大气层高度的定义是比较模糊的。上世纪,美国物理学家西奥多·冯·卡门指出,在10万米左右的高度,空气过于稀薄,无法为飞机提供飞行能力,因此可以将其视为大气层与外界的分界线。
二、地球的大气层有多厚?请记住“卡门线”这个概念
提问: 请问天有多高?具体多少米?
解答:
古人常说,真是不知“天高地厚”,这里的“天”,指的是古人世界观中与“地”相对于的部分。可以称之为“天空”。古人认为,宇宙起源于一种混沌之“气”,浊气化为地,清气化为天。而按照现代宇宙论中的描述,天就是地球以外的外太空。地球是一个温暖、潮湿、覆盖着浓厚大气层的岩石行星,在大气层以外,就是外太空。那么,从地表到外太空之间,就是含有气体分子的。海拔10000万的位置,气体分子就比较稀薄了,只有地表密度的50%。越往上面去,气体分子的数量就越稀疏。
一般认为,在海拔100千米的位置,就是地球大气层与外太空的分界线。在这个高度,气体分子的密度已经非常的稀少,大约每立方米才100~120个左右的气体分子。海拔100千米的这个交界线,也被称之为“卡门线”。100千米,就是 330000英尺,等于1000000米。这个 “卡门线”是国际航空联合会所接受的,为现行大气层和太空的界线。这个概念是匈牙利裔美国工程师西奥多·冯·卡门提出来的,所以叫做“卡门线”。普通的航空器一旦超过这个“卡门线”,燃油发动机将因为氧气分子过少而无法启动。国际空间站的高度大致为距离地表400千米以上, 历史 上最低为 334千米 。
当然,距离地球的地表100千米以上的外太空并不是就没有气体分子了。科学家发现,距离地球1000千米处,依然有气体分子存在,但每立方米才有1个气体分子,等于可以忽略不计。
人类和其他地球上的生命,直接受益于地球的自然环境,而宇宙中的外太空,对任何生命来说都是不友善的。在“卡门线”以上的外太空环境中,差不多相当于真空环境,如果人类在没有呼吸装置的情况下到达这里,很快就会因为无法呼吸而窒息死亡。外太空环境非常极端,在“卡门线”以上的空间,如果一个物体直接面对太阳,物体表面的温度会上升到120~140摄氏度,而背对太阳的话,物体表面的温度则下降到零下160摄氏度,最低则达到零下210摄氏度。在这样极端的温度效应中,如果人类没有佩戴防护装置就进入外太空,这个人面对太阳的一面就被烤焦,而背对太阳的一面则冻结固化。
地球磁场对生命也是至关重要的。太阳的辐射粒子和其他来源宇宙中的辐射会对生命的DNA结构造成破坏,而地球磁场可以屏蔽这些强烈的辐射。人类的身体一旦直接暴露在外太空的辐射中,会得皮肤癌、心血管疾病。当辐射值很强烈的时候还能直接致死。一般来说,地球的磁场可以位于距大气层顶600~1000公里高处,但一般只有在距离地表96千米的位置以下,其磁场强度才能对生命提供比较有效的保护。所以,在“卡门线”以上,人类还会遭遇损害身体 健康 的太阳辐射或者其他来自于外太空的辐射。
总之,“卡门线”是大气层与外太空的界限。这个线在距离地表的100千米处。
作者:怀疑 探索 者
三、卡门线是什么意思
卡门线是太空与大气层的分界线。卡门线是一条位于海拔100km处,被大部分人认可为外太空与地球大气层的分界线。卡门线得名自匈牙利裔美国工程师、物理学家,主要致力于航空和航天工程的西奥多·冯·卡门。卡门首次计算出,在这个高度附近,因大气太过稀薄,难以产生足够支持航空飞行的升力。故此线为国际航空联合会所接受,作为现行大气层和太空的界线的定义。
卡门线定义:
海拔高度越高,大气层越稀薄。但是,大气层并不会在某个海拔高度突然消失。因为对于大气层由哪些分层组成有许多种解释,大气层与外层空间的边界也有许多种定义。卡门线则是一条相对突兀的,基于以下考虑而定义的分界线:飞机之所以能够停留空中,是因为飞机与其周围的空气有一定的相对速度(真实空速),从而机翼能够产生支持飞机的升力。空气越稀薄,产生足够的升力所需要的空速就越大。