大气层是否也跟着转动 地球转动大气层也是跟着转动的吗( 二 )


从国际空间站的眩窗看地球
事实上,大气层也是很复杂的,分为5层,依次是对流层、平流层、中间层、热成层、外大气层 。一般的民航飞机,都是在平流层中飞行(因为省油),极少数的飞机能爬升到中间层,美国的X-15A高空侦察试验机,能飞到10万米以上的热成层高度,这已经超过了人造卫星的最低高度轨道 。当然,X-15A严格意义上已经不算是飞机了,更像是一艘航天器,也不是飞行员再驾驶它,而是宇航员在驾驶 。飞机、飞机,顾名思义,是离不开空气的,飞机硕大的机翼就是利用空气来升降的装置,离开了空气,就不算是飞机了 。X-15A也曾创下了飞行速度之最——时速达到令人恐怖的6.72马赫,意即比声音还要快6.67倍 。
史上飞得最高最快的飞机——X-15A
地球的大气也是如此,它像一层外衣,紧紧地包裹着地球,地球的大气层至关重要,没有大气层就没有生命,也不可能形成生命 。地球之所以不同于其他死气沉沉的星球而孕育了多姿多彩的生物,就是因为它有大气层,有生物赖以生存的空气 。
地球的自转
地球的大气层是随着地球一起自转的,因此你头顶的一片天空,永远在你的头上,你每天所呼吸的空气,还是在你周围 。假如地球自转而大气层不随着自转,那会出现很多致命的问题 。比如,在赤道地区,地球的自转很快,地球转而空气不转,那就会形成每秒465米的强风,这个风速极大,远超过地球上的台风、飓风,可以摧毁地表上的一切,包括生命、植物、建筑物,地表上将光秃秃的啥也留不住 。那某个地方污染的空气,会不自觉地向西移动,1小时后,这片被污染的空气就到了西边1674公里处,这是不是一个笑话呢?再如,从北极点向赤道附近发射导弹,当导弹一个小时后飞到目的地时,是不是偏离预定目标以西1674公里呢?显然不是 。
地球自转
所以,地球的自转,显然不是单单是地球本身自转,包括包裹它的大气层也跟着它一起自转 。当然,空气也不是绝对静止不动的,刮风下雨等自然现象也是空气的流动所造成的 。空气的流动也是局部的,相对于整个大气层来说微不足道,整个包裹地球的大气层,是跟着地球一起团团运转的,也就是人眼所见的“天空”是随着地球一起自转的 。
国际空间站拍摄的地球夜晚照片
那么,地球自转的脱离面在哪里呢?也就是说,从天空的哪个位置开始,不再随着地球一起旋转呢?目前,科普书籍、文献资料上似乎没有这个问题的说明 。但是,起码是在100公里之上的真空层(当然真空也是相对的,即便是真空,也是有少许空气的),在真空层与大气层的交界处,就是地球自转的脱离面,也就是分界线 。在此之下,空气是随着地球一起自转的,在此之上,是相对地球静止的 。
这张地球照片是宇宙飞船在距离地球一万公里时所拍
那么,如果在这个高度上有架飞机静止不动,它能否一昼夜“飞行”四万多公里呢?答案依旧是:不会 。这是因为,地球有强大的吸引力,别说是距离地球几百公里的真空区域了,即便是远离地球38万公里之外的月球,依然受到地球的引力作用,围绕着地球公转 。太空中的物体做不到静止不动,它要么被地球的引力锁定,围绕着地球运转(如人造卫星),要么速度够快而脱离地球而去(如旅行者1号探测器),悬停在太空中一动不动根本就不可能 。
旅行者1号探测器
那么在距离地球800里的空间站上,能否看到地球在转动呢?理论上能,实际上也不能 。因为国际空间站也在一刻也不停地高速奔跑着(不快跑就要掉下来),根据参照物原理,是感觉不到地球在自转的 。况且空间站离地球太近,看不到地球全貌,即使能感觉到地球在动,也是非常微小的变化 。在远离地球12000公里的距离上,是可以明显的看到地球在旋转的 。但在这个距离上看到的地球旋转,是非常缓慢的 。在高度35786公里处,则完全看不到地球旋转,这是因为这个高度是地球同步轨道,这个高度上运行的物体,是与地球自转的速度一致,二者相对来说,在对方眼里,都是静止不动的 。


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