大气指包围整个地球的空气层,由于受地心引力的作用,大气在垂直地面方向的分布并不均匀,按质量计,50%集中在离地面5km以下,75%集中在10km以下,90%集中在30km以下,剩余10%分布在30-1000km高空之中。超过1000km,大气极为稀薄,地心引力微弱,大气质点将容易摆脱地球引力而进入宇宙空间。
根据大气温度随垂直地面高度变化的特征,将大气层分为对流层、平流层、中间层、热成层和逸散层,如图6.4.1所示。
对流层是最靠近地面的大气层,厚度约12km,这层存在着强烈的垂直对流作用,故名。对流层里水汽、尘埃较多。雨、雪、云、雾、雷电等主要的天气现象和过程都发生在这一层里。这层大气对人类的影响最大,大气污染通常是指这一层靠地面2km范围。对流层内大气温度随高度的增加而下降,大约平均达6.5℃/km。
平流层是从对流层顶到约52km高度范围的大气层,也称同温层。其下部有一很明显的温度稳定区,然后随高度增加而温度上升,其原因是地表辐射影响减少以及氧和臭氧对太阳辐射吸收加热,这种温度结构抑制大气垂直对流运动,而主要作水平方向运动。
中间层是由平流层顶到约86km高度范围的大气层。在这层中温度随高度增加而下降,到中间层顶,气温达到极低值,约为180K。
热成层是由中间层顶到约800km处的大气层,其温度随高度增加而上升,白天最高温度可达1250-1750K。由于太阳和其他星球辐射各种射线,该层中大部分空气分子发生电离,成为原子、离子和自由电子,所以这层也叫电离层。
逸散层是在热成层以上的大气层,也称外大气层。
化学家已对离地不同高度的化学成分进行了测定,了解它们的形成、变化及对人们生活的影响。