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金星有非常稠密的大气层，其主要成分是二氧化碳、氮气和少量的二氧化硫、氩气、一氧化碳、水蒸气等。金星的大气层质量是地球的93倍，其表面的大气压力约为地球的92倍，——相当于地球海平面下1公里的压力。

金星大气中丰富的二氧化碳创造了太阳系中最强的温室效应，使金星表面温度超过460。虽然金星自转缓慢，但由于其低层大气的热量传递，金星不仅没有昼夜温差，而且赤道和两极的温度也是一样的。此外，由于金星自轴倾角小于3(与地球自轴倾角23.5相比)，其温度的季节变化也很小。

在二氧化碳稠密的对流层上方，有主要由硫酸液滴组成的云。它们可以将约60%的入射阳光反射回太空，因此在可见光波段无法直接观测到金星表面。要了解金星表面，只能使用雷达波或探测器。硫酸云顶部有300 ~ 400 km/h的强风，仅4 ~ 5天就能绕金星一周。如此高速的强风在金星的云层中形成V型结构，在紫外波段可以看到。

金星大气层示意图数十亿年前，金星的大气层与现在的地球大气层非常相似，其表面充满了大量的液态水。但是液态水蒸发形成的水蒸气是一种强效的温室气体，使得金星表面温度上升。上升的温度蒸发了更多的水蒸气，最终导致强烈的温室效应，形成地狱般的高温环境，可以融化铅和锡。尽管金星的表面环境已经不适合任何类似地球上的生命存在，但一些科学家仍然指出，金星的云层中可能存在微生物。

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