地球大气层到底有什么作用?白昼黑夜是如何形成的?

氧气(我们依靠吸入氧气来维持生命)、二氧化碳(我们呼出的气体)、甲烷(也存在于我们排出的气体中)、氮气和氩气

白天和夜晚的天空之所以看起来不同,主要是因为我们的大气层。大气层围绕着地球,并从地面延伸到外层空间。

地球大气层到底有什么作用?白昼黑夜是如何形成的?

它是由不同的气体组成的,包括氧气(我们依靠吸入氧气来维持生命)、二氧化碳(我们呼出的气体)、甲烷(也存在于我们排出的气体中)、氮气和氩气。所有这些气体以及所有固体和液体都是由分子组成的。分子是原子的集合,那些原子太小了。虽然我们看不见原子,但它们却是一切事物的基本组成部分。重要的是,不同的分子有不同的原子组合,大小也不同。

分子的大小在一定程度上决定了它们如何与光相互作用。来自太阳的光不是单独的一种颜色,而是由彩虹的所有颜色组成的(这就是为什么当光以某种方式运动时,我们会看到彩虹)。

地球大气层中有这样一些分子, 它们的大小正好可以反射太阳发出的蓝色光,向不同的方向散射。因此,当我们在白天朝太阳看时(记住,你永远不要直视太阳),我们会看到来自太阳的光线直接照射到我们身上。但是当我们远离太阳时,我们会看到蓝色的光线从我们所看到的大气层中散射出来。这就是为什么白天的天空呈如此明亮的蓝色。

夜晚,我们在黑暗的天空中看到星星,是这些星星组成了我们的银河系。银河系由包括太阳在内的大量恒星组成。每一颗银河系的恒星都有可能被轨道行星绕转,就像地球围绕太阳运行一样。与其他恒星相比,太阳实际上没有那么明亮。然而, 对我们而言, 太阳看起来光明万丈,因为它比其他恒星更接近地球。在夜晚,当我们的地球一侧背对太阳时,到达地球的唯一光线来自其他恒星。这种星光也会散射大气中的分子,但由于它的数量较少,散射也不会太多。

这就是为什么,我们在晚上看不到与白天相同的东西。相反,我们可以透过大气层和更远的地方,看到地球周围广阔而黑暗的空间,以及银河系中许多遥远的恒星。太阳系其他行星的大气层中有与地球不同的分子,这意味着它们的天空和地球上的天空看起来截然不同。例如,金星上的大气层很厚,即使是在白天,我们也看不到太阳。

在国际空间站或月球上的宇航员看不到明亮的蓝天, 而是将太阳视为黑色夜空中一颗璀璨的大恒星, 并能随时看到银河系。国际空间站上的宇航员可以在“星爆”模式下看到太阳的全景 (美国国家航空航天局)。

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