根据大气的热力性质在垂直方向上的差异,可将大气分为五层:对流层、平流层、中间层、热层和外层。各层的分布和作用如下:
(一)对流层: 这是紧贴地面的一层,与人类关系最为密切。它的高度因纬度而异。在低纬度地区高17千米~18千米,在中纬度地区高10千米~12千米,在高纬度地区高仅8千米~9千米。
(1)气温随高度的增加而递减。这主要是因为对流层大气的热量绝大部分直接来自地面,因此离地面愈高的大气,受热愈少,气温愈低。平均每上升100米,气温降低0.6℃。
(2)空气对流运动显著。对流层上部冷下部热,有利于空气的对流运动。低纬度地区受热多,对流旺盛,对流层所达高度就高;高纬度地区受热少,对流层高度就低。
(3)天气现象复杂多变。近地面的水汽和杂质通过对流运动向上空输送,在上升过程中随着气温的降低,容易成云致雨。云、雨、雪等天气现象都发生在这一层。
(二)平流层 :从对流层顶到50千米~55千米高度的范围是平流层。
(1)平流层中的臭氧大量吸收太阳紫外线,使地球上的人类免受紫外线的伤害。
(2)水汽、杂质含量极少,云、雨现象近于绝迹。大气平稳,天气晴朗,对高空飞行有利。
(三)中间层:从平流层顶到85千米高度的范围是中间层。
(四)热层:从中间层顶到500千米高度的范围是热层。 该层中的大气物质(主要是氧原子),吸收了所有波长小于0.175微米的太阳紫外线。
(五)外层:热层顶以上的大气统称为外层。
地球的外衣是大气层.大气层又叫大气圈,地球就被这一层很厚的大气层包围着。大气层的成分主要有氮气,占78.1%;氧气占20.9%;氢气占0.93%;还有少量的二氧化碳、氦气、氖气、氪气、氙气和水蒸气。大气层的空气密度随高度而减小,越高空气越稀薄。大气层的厚度大约在1000千米以上,但没有明显的界限。整个大气层随高度不同表现出不同的特点,分为对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层,再上面就是星际空间了。
对流层在大气层的最低层,紧靠地球表面,其厚度大约为10至20千米。对流层的大气受地球影响较大,云、雾、雨等现象都发生在这一层内,水蒸气也几乎都在这一层内存在。这一层的气温随高度的增加而降低,大约每升高1000米,温度下降5~6℃。动、植物的生存,人类的绝大部分活动,也在这一层内。因为这一层的空气对流很明显,故称对流层。对流层以上是平流层,大约距地球表面20至50千米。平流层的空气比较稳定,大气是平稳流动的,故称为平流层。在平流层内水蒸气和尘埃很少,并且在30千米以下是同温层,其温度在-55℃左右。平流层以上是中间层,大约距地球表面50至85千米,这里的空气已经很稀薄,突出的特征是气温防高度增加而迅速降低,空气的垂直对流强烈。中间层以上是暖层,大约距地球表面100至800千米。暖层最突出的特征是当太阳光照射时,太阳光中的紫外线被该层中的氧原子大量吸收,因此温度升高,故称暖层。散逸层在暖层之上,为带电粒子所组成。
除此之外,还有两个特殊的层,即臭氧层和电离层。臭氧层距地面20至30千米,实际介于对流层和平流层之间。这一层主要是由于氧分子受太阳光的紫外线的光化作用造成的,使氧分子变成了臭氧。电离层很厚,大约距地球表面80千米以上。电离层是高空中的气体,被太阳光的紫外线照射,电离成带电荷的正离子和负离子及部分自由电子形成的。电离层对电磁波影响很大,我们可以利用电磁短波能被电离层反射回地面的特点,来实现电磁波的远距离通讯。