概述

含义

中间层顶（约85千米）至250km（在太阳宁静期）或500km左右（太阳活动期）之间的大气层。 热层又称热成层或暖层，它位于中间层顶以上。从热层底部向上，大气温度迅速增加，达到温度梯度消失时的高度，即为热层顶。

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特点

热层中，气温随高度的增加而迅速增高。这是由于波长小于0.175μm的太阳紫外辐射都被该层中的大气物质（主要是原子氧）所吸收的缘故。其增温程度与太阳活动有关，当太阳活动加强时，温度随高度增加很快升高，这时500km处的气温可增至2000K；当太阳活动减弱时，温度随高度的增加增温较慢，500km处的温度也只有500K。

热层的应用

产生电流和磁场

热层没有明显的顶部。通常认为在垂直方向上，气温从向上增温至转为等温时，为其上限。在热层中空气处于高度电离状态，其电离的程度是不均匀的。其中最强的有两区，即E层（约位于90—130km）和F层（约位于160—350km）。F层在白天还分为F1和F2两区。据研究高层大气（在60km以上）由于受到强太阳辐射，迫使气体原子电离，产生带电离子和自由电子，使高层大气中能够产生电流和磁场，并可反射无线电波，从这一特征来说，这种高层大气又可称为电离层，正是由于高层大气电离层的存在，人们才可以收听到很远地方的无线电台的广播。

极光

在高纬度地区的晴夜，在热层中可以出现彩色的极光。这可能是由于太阳发出的高速带电粒子使高层稀薄的空气分子或原子激发后发出的光。这些高速带电粒子在地球磁场的作用下，向南北两极移动，所以极光常出现在高纬度地区上空。

气候特征

温度

热层顶高度随太阳活动变化很大，通常在300～500千米之间。热层几乎吸收了波长短于1750埃的全部太阳紫外辐射，成为主要热源，热层温度结构主要受太阳活动的支配。

这一层温度随高度增加而迅速增加，层内温度很高，层顶温度可达1500K，昼夜变化很大，热层下部尚有少量的水分存在，因此偶尔会出现银白并微带青色的夜光云。

大气密度

热层存在于离地表85公里以上的高空。在这样的高度，剩余的大气气体会根据分子量而分层。热层的空气极为稀薄，本层质量仅占大气总质量的0.5%。在120公里高度以上的空间，空气密度已小到声波难以传播的程度，在270公里高度上，空气密度约为地面空气的百亿分之一，在300公里的高度上，空气密度只及地面密度的千亿分之一，再向上空气就更稀薄了。

电离

热层的大气分子吸收了因太阳的短波辐射及磁场后其电子能量增加，当中一部份进行电离，这些电离过的离子与电子形成了电离层，在热成层的电离层，存在着E层（离地面100-120公里）、F1层（离地面170-230公里）、F2层（离地面200-500公里）（夜间融合为F层，约离地面300-500公里)三层。而因季节变化更会出现突发性E层（Es层，约离地面100公里），电离层可以反射无线电波，因此它又被人类利用进行远距离无线电通信。