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▲大气活跃的气流运动
人们过去曾认为对流、湍流(流体的无规则或随机变化的运动)等大气现象只发生在对流层，即发生在海拔8—10公里高度的区域，但现在发现这些现象也可在100公里高的区域发生。在热层中，波长低于200纳米的紫外辐射被吸收而将大气层加热。虽然被吸收的能量很少，但由于空气非常稀薄．所以已经足够产生高温。因为我们知道，气体的温度实际上是指气体分子运动的能量大小。由于热层的大气十分稀薄．所以总能量很少，也就是说虽然其温度很高，但传递给一个物体的热量却是微不足道的。
平流层的臭氧可以吸收99％以上的波长在200—300纳米的紫外线。该波段的紫外线可以对地球上的生物产生致命的危害。正是由于臭氧层的存在才保护了地球上的生命免受太阳紫外辐射的伤害。这些被吸收的能转换成热能，这就解释了平流层的温度随高度递增的原因。
由于太阳辐射对平流层和中层大气起到加热的作用，而地球的南极和北极地区各有半年整日受到太阳照射或完全没有阳光，所以该区域上空的平流层和中层大气会形成暖中心或冷中心。在北半球，北极地区夏季为暖中心，温度自北向南递减，而冬季则为冷中心，温度自南向北递减
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