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溫度和大氣運(yùn)動特征

中間層的氣溫隨高度的上升而下降，升至80 km左右時氣溫降至160—190 K，在中間層頂部的氣溫可以低至173 K（?100°C即?146°F）[3]，當(dāng)中又會因緯度及季節(jié)變化而有所不同。在中間層底部，高濃度的臭氧會吸收紫外線使平均氣溫徘徊在?2.5°C左右，甚至?xí)哌_(dá)0°C左右。但隨著高度增加臭氧濃度會隨之減少，所以在中間層頂?shù)钠骄鶜鉁赜謺抵?92.5°C的低溫，這也是大氣垂直結(jié)構(gòu)內(nèi)最低溫的部分。

由于氣溫隨高度的上升而下降，中間層會發(fā)生較為強(qiáng)烈的垂直方向上的大氣運(yùn)動。但由于中間層的平均氣溫遞減率比對流層的小，雖有少部分的對流活動發(fā)生，但相對地都較穩(wěn)定，甚少發(fā)生高氣壓、低氣壓的現(xiàn)象。亦因為中間層的大氣密度非常之低，所以這層的熱力構(gòu)造主要由氧分子把太陽的紫外線吸收進(jìn)而把大氣加熱，與及二氧化碳放射出紅外線而冷卻兩者的平衡去決定。

在中間層比較有趣的是，夏季會比冬季處于一個氣溫更低的狀態(tài)。這是因為冬季時，大氣重力波破碎在這一層輸送向西的動量，如同施加向西的拖曳力。為了平衡這一拖曳力，大氣必須朝極地經(jīng)向運(yùn)動獲得朝東的科氏力。這一由夏極地到冬極地的經(jīng)向運(yùn)動造成了夏極地的大氣上升，絕熱膨脹冷卻；冬極地的大氣則下沉，絕熱壓縮加熱。這一環(huán)流對溫度的影響超過了太陽輻射加熱，因此中間層頂?shù)臏囟确炊顷柟庵鄙涞南臉O地最冷，無陽光的冬極地最熱。因此，夏季中間層頂?shù)臍鉁乜梢缘椭?100°C以下。如此低溫之下，像夜光云般的特殊薄云也有可能被觀測到。而在中間層頂以上的大氣所蘊(yùn)含的原子?分子因受到太陽的紫外線影響而進(jìn)行電離，增加了自由電子。這樣地大氣進(jìn)行電離的一層稱作電離層，而當(dāng)中最底的一層D層就位于中間層頂附近，即離地面50至90公里的高空，所以中間層頂部的電子密度處于一個比較多的狀態(tài)。

正如前述一樣，中間層不會發(fā)生高?低氣壓。但因為中間層的大氣密度非常之小，故像行星波之類的長周期波動，會以一個大的震幅從底層傳遞上來。根據(jù)這樣的波動現(xiàn)象，在震幅極端大的地方會形成力學(xué)上不穩(wěn)定的部分。再者，這種波動現(xiàn)象亦同樣對其附近的大氣循環(huán)造成較大影響。

物理化學(xué)現(xiàn)象

中間層連同平流層被視為地球大氣層的“中層大氣”。所以位處于離地80公里上空的中間層頂剛好與地球大氣層中最外的第二層－熱成層作分隔。這個高度亦同樣是湍流頂層的所在，在此之下各種化學(xué)物質(zhì)都會因湍流旋轉(zhuǎn)之下而混和。超越這個高度后，各種化學(xué)物質(zhì)的標(biāo)高會有所不同。

每天均有數(shù)以百萬計的流星進(jìn)入地球大氣層后在中間層里被燃燒。流星體進(jìn)入中間層后，會與中間層的氣態(tài)粒子相撞，引致鐵或其他金屬原子的高度集中。這種相撞大多會產(chǎn)生足夠熱力使這些下墜物會在它們到達(dá)地表前被燃盡。

夜光云也出現(xiàn)于中間層。

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