大氣的組成
大氣是多種氣體的混合物。低層大氣主要是由干潔空氣、水汽和雜志三部分組成。
干潔空氣（25千米以下）的主要成分中，氮和氧合占干潔空氣體積分數的99%。氧是人類和其他生物維持生命活動所必須的物質；氮是地球上生物體的基本成分。
大氣中的微量成分二氧化碳和臭氧，含量雖少，但對地球上的生命活動和自然環境有著重要作用。二氧化碳是綠色植物進行光合作用的基本原料，并對地面起保溫作用。臭氧能大量吸收太陽紫外線，保護地球上的生物免受過多紫外線的傷害，被譽為“地球生命的保護傘”；而穿透大氣射到地面上的少量紫外線，又起到殺菌治病的作用。
大氣中的水汽和雜志含量也很少，卻是天氣變化的重要角色。水的相變（氣態、液態、固態三者的相互變化），產生了云、雨、霧、雪等一系列天氣現象。并伴隨著熱量的吸收和釋放（地面上的水蒸發成水汽，要吸收熱量；水汽隨上升氣流到空中凝結成云、霧、雨、雪等又放出熱量），直接影響地面和大氣的溫度。雜質作為凝結核，是成云致雨的必要條件（大氣中水汽和雜質的含量因時因地而異）。
人類活動造成的大氣污染，已導致大氣成分和含量的變化。例如人類活動燃燒煤、石油等礦物燃料，排放的二氧化碳，使大氣中的二氧化碳含量不斷增加。又如在制冷工業發展前，大氣中是沒有氟氯烴化合物。在20世紀80年代以后，隨著電冰箱、冰柜等的廣泛使用，釋放出大量的氟氯烴化合物，使大氣中的氟氯烴含量增加。氟氯烴能破壞大氣中的臭氧，使大氣中的臭氧總量減少。
盡管人類活動引起的大氣成分的變化是緩慢的，但已直接構成對人體健康的危害，并影響到人類的生存環境，而且對社會經濟各個方面都具有潛在的重大影響。由于人類活動排入大氣的這些污染物不受國界限制，因此造成的危害是全球性的。
大氣的垂直分布
大氣的溫度、密度和運動狀況在垂直方向上的分布是不均勻的。人們依據溫度、密度和大氣運動狀況，將大氣自下而上依次劃分為對流層、平流層和高層大氣。
（一）對流層
對流層是貼近地面的大氣最低層。整個大氣質量的3/4和幾乎全部水汽、雜質都集中在這一層。對流層是大氣中最活躍、與人類關系最密切的一層。人類就生活在對流層的底部。對流層有以下特點：
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氣溫隨高度的增加而遞減。這是因為地面是對流層大氣的主要的直接熱源，因此離地面越高，氣溫越低（每升高100米，氣溫下降0.6度）。
對流運動顯著。對流層上部冷下部熱，有利于空氣的對流運動（空氣受熱膨脹上升，遇冷收縮下降），對流層即因此得名。對流層的高度因緯度而已，低緯度地面受熱多，對流旺盛，對流層高度可達17~18千米；高緯度地面受熱少，對流運動弱，對流層高度僅8~9千米；中緯度受熱介于低緯度和高緯度之間，對流層高度為10~12千米。
天氣現象復雜多變。近地面的水汽和雜志通過對流運動向上層空間輸送，在上升的過程中隨著氣溫的降低，容易成云致雨。云、雨、霧、雪等的天氣現象都發生在這一層。
（二）平流層
自對流層頂端至50~55千米高度的范圍為平流層，這一層有以下特點：
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氣溫隨高度增高。平流層大氣主要靠臭氧吸收大量紫外線增溫。在22~27千米高度處，臭氧含量達到最大值，形成臭氧層。臭氧層以上，臭氧含量逐漸減少，但是太陽紫外線輻射強烈。氣溫隨高度迅速增高。
氣流以平流為主。平流層上部熱下部冷，大氣較為穩定，不易形成對流，而是以平流運動為主，有利于高空飛行。
（三）高層大氣
平流層頂以上的大氣，氣壓低，空氣密度很小。到2000~3000千米的高空，大氣的密度已與星際空間的密度非常接近。這里的一些高速運動的空氣質點經常散逸到宇宙空間去，這個高度可看做地球大氣的上界。
在高層大氣中80~500千米的高空，有若干電離層。電離層大氣在太陽紫外線和宇宙射線的作用下，處于高度電離狀態，能反射無線電短波，對無線電短波通訊有重要作用。
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