Атмосфера - это воздушная оболочка Земли, которая охватывает земной шар и связана с ней силой тяжести. Она представляет собой смесь газов, водяного пара и аэрозолей.
Главные составляющие воздуха - азот (N2) (78%) и кислород (О2) (21%), на которые приходится 99% объема воздуха.
Заметная доля принадлежит аргона, озона (О3), углекислого газа (СО2), а также водяному пару. Значение этих газов прежде всего в том, что они очень сильно поглощают лучистую энергию и тем самым влияют на температурный режим поверхности Земли и атмосферы.
Азот - используется растениями для синтеза органических веществ.
Кислород - газ, без которого жизнь была бы невозможна. Используется в процессе дыхания живых организмов, поддерживает горение.
Углекислый газ является одной из важнейших составляющих питания растений. Он поступает в атмосферу в результате горения, дыхания, гниения, а расходуется в процессе усвоения растениями.
Озон, большая часть которого сосредоточена в озоновом слое, служит естественным поглотителем ультрафиолетового излучения Солнца, губительного для живых организмов.
Содержание водяного пара в атмосфере значительно колеблется: он приближается к нулю при низких температурах и достигает 4% при высоких.
В состав атмосферы также входят твердые и жидкие примеси - так называемые аэрозоли. Они имеют естественное и искусственное происхождение (пыль, сажа, пепел, кристаллики льда и морской соли, капли воды, микроорганизмы и т.д.)
Характерным свойством атмосферы можно назвать то, что содержание по крайней мере основных газов с высотой меняется мало. Постоянный состав воздуха как по вертикали, так и по горизонтали поддерживается его перемешиванием.
В атмосфере выделяют следующие части:
Тропосфера - нижний слой атмосферы, который простирается на высоту от 8 км над полюсами до 17 км над экватором. Средняя же граница тропосферы находится на высоте 12 км. В тропосфере сосредоточено 4/5 всей массы атмосферы и почти вся водяной пар. Воздух тропосферы нагревается от земной поверхности - поверхности воды и суши. Т.е. солнечные лучи проходят сквозь воздух, не нагревая его. В тропосфере происходят все метеорологические явления (туманы, облака, дожди, грозы, бури и т.д.) Температура с высотой понижается в среднем на 0,6 ° на каждые 100 метров подъема. Таким образом на верхней границе тропосферы температура составляет -65 ..-70оС.
Стратосфера - второй слой атмосферы, расположенный непосредственно над тропосферой. Он простирается до высоты 50 км. Цвет неба в стратосфере кажется не голубым как в тропосфере, а фиолетовым. Это объясняется разреженностью воздуха, в результате которого солнечные лучи почти не рассеиваются. Именно в стратосфере на высоте 20-30 км выделяется слой максимальной концентрации озона - озоновый слой (озоновый экран, озоносфера). Благодаря озона температура в стратосфере и на верхней границе достигает +50 .. +55 оС.
Над стратосферой размещаются верхние слои атмосферы - мезосфера и термосфера.
Мезосфера - средняя сфера, простирается до 80-85 км. Цвет скоро мезосфере кажется черным, днем и ночью можно наблюдать яркие звезды. Температура снижается до -75 .. -90 оС
Термосфера простирается выше мезосферы. Ее верхний предел можно провести на высоте 800 км. Преимущественно состоит из йонив, образованных под воздействием космических лучей, действие которых на молекулы газа приводят к их распаду на заряженные частицы атомов. Слой ионов в термосфере называют ионосферой, для которой характерна высокая наэлектризованность и от которой, как вол зеркала, отражаются длинные и средние радиоволны и средние радиоволны. В ионосфере возникают полярные сияния - свечение разреженных газов под влиянием электрически заряженных частиц, летящих от Солнца.
Термосфера характеризуется нарастающим повышением температуры: на ее верхней границе температура достигает 1500оС
Выше термосферы расположена внешняя сфера, сфера рассеяния - экзосфера, которая простирается до нескольких тысяч километров. Условно считается, что атмосфера простирается до высоты 3000 км.