地球表層是由大氣圈、水圈、土壤圈、生物圈及巖石圈組成。大氣是指包圍在地球表面的空氣層，整個(gè)空氣層稱(chēng)為大氣圈。

地球大氣是隨著地球的形成而逐步演變的，經(jīng)過(guò)幾十億年的不斷更新，才形成今天的狀態(tài)。一般認(rèn)為，地球大氣經(jīng)過(guò)了原生大氣、次生大氣和現(xiàn)代大氣三個(gè)階段。

原生大氣：在地球凝聚誕生的早期，氫、氦、氖等氣態(tài)物質(zhì)組成了早期的原生大氣層。原生大氣壽命很短，在地球形成后不久就消失了。這是因?yàn)槠浔粡?qiáng)烈的太陽(yáng)輻射向外不斷散射的粒子流形成的太陽(yáng)風(fēng)吹得無(wú)影無(wú)蹤了。另一個(gè)原因是地球剛形成時(shí)，質(zhì)量還不大，引力較小，加上內(nèi)部放射性物質(zhì)衰變和物質(zhì)熔化引起能量轉(zhuǎn)換和增溫，使分子熱運(yùn)動(dòng)加劇，氫、氦等相對(duì)分子質(zhì)量較低的氣體便逃逸到宇宙空間去了。一般認(rèn)為早期地球上曾有一階段不存在大氣圈。

次生大氣：地球剛形成時(shí)，溫度比較低，并無(wú)分層結(jié)構(gòu)。后來(lái)由于地球的重力收縮和放射性物質(zhì)衰變致熱等，才使地球內(nèi)部溫度升高，出現(xiàn)熔融現(xiàn)象，在重力作用下，物質(zhì)開(kāi)始分離，地球內(nèi)部較輕的物質(zhì)逐漸上升，外部一些較重的物質(zhì)逐漸下沉，形成一個(gè)密度較大的地核。后來(lái)地球溫度不斷下降，地球冷凝成固體。這時(shí)地球內(nèi)部的高溫促使火山頻頻爆發(fā)，產(chǎn)生出二氧化碳、甲烷、氮、水汽、硫化氫和氨等相對(duì)分子質(zhì)量較高的氣體，在地球引力作用下逐漸積蓄在地球周?chē)纬闪藝@地球的次生大氣。地球的水圈，也正是在這個(gè)階段由水汽凝結(jié)降落而形成的。大約在地球形成10億～15億年后，巖石圈、大氣圈和水圈才演化成形。

現(xiàn)代大氣：在地?zé)岷吞?yáng)能的作用下，簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物和甲烷等化合生成氨基酸、核苷酸等有機(jī)物并逐步演化為蛋白質(zhì)。大約在35億年前，海洋中形成了簡(jiǎn)單的原始生物（細(xì)菌），屬于厭氧型的生物，并逐漸演化產(chǎn)生葉綠素，進(jìn)行光合作用，這就是水體中出現(xiàn)的最早的自養(yǎng)生物——藻類(lèi)。隨著紫外線的光解和光合反應(yīng)，大量的氧生成了，使地球上開(kāi)始了生命活動(dòng)的歷程。此時(shí)，海洋有效地阻擋了致命的紫外線輻射，使原始生命在海洋中繁衍起來(lái)。最后高空氧逐漸增多，在光解作用下產(chǎn)生了臭氧層，它使透過(guò)大氣的紫外線大大減少，促使植物進(jìn)入海洋上層，又增加了光合反應(yīng)的機(jī)會(huì)，更促進(jìn)植物生命的進(jìn)化發(fā)展。隨著這種相互間的協(xié)調(diào)和增益過(guò)程，直到4億年前，生命終于跨過(guò)了漫長(zhǎng)的歲月，從海洋登上了陸地，大氣也演變成今天的樣子。由此可見(jiàn)，生命正是在大氣的參與和保護(hù)下，通過(guò)以光合作用為主的復(fù)雜過(guò)程而形成的。

一、大氣的組成

大氣是一種混合氣體，是由多種氣體混合組成的氣體及懸浮其中的液態(tài)和固態(tài)雜質(zhì)所組成。表1-1列舉了其氣體成分，其中氮（N2）、氧（O2）和氬（Ar）三者共占大氣總體積的99.97%，其他氣體含量甚微。除水汽外，這些氣體在自然界的溫度和壓力下常呈氣體狀態(tài)，而且在標(biāo)準(zhǔn)狀況下（氣壓1013.25hPa，溫度0℃），密度約為1293g／m3。

表1-1　大氣的氣體組成成分

由于大氣中存在著空氣的垂直運(yùn)動(dòng)、水平運(yùn)動(dòng)、湍流運(yùn)動(dòng)和分子擴(kuò)散，使不同高度、不同地區(qū)的空氣得以進(jìn)行交換和混合，因而從地面開(kāi)始，向上直至90km處，空氣主要成分（除水汽臭氧和若干污染氣體外）的比例基本上是不變的。在90km以上，大氣的主要成分仍然是氮和氧，但平均約從80km開(kāi)始由于紫外線的照射，氧和氮已有不同程度的離解。在100km以上，氧分子已幾乎全部離解為氧原子，到250km以上，氮也基本上都解離為氮原子。

1.氧氣

氧氣是生物呼吸必需的氣體。地球的動(dòng)物和植物都要進(jìn)行呼吸，都要在氧化作用中得到熱能以維持生命。氧還決定著有機(jī)物質(zhì)的燃燒、腐敗及分解過(guò)程。植物的光合作用又向大氣放出氧并吸收二氧化碳。大氣中氧的含量很高，也很穩(wěn)定，可以滿足動(dòng)物和植物需要。土壤中，植物根部的呼吸，細(xì)菌和真菌的活動(dòng)都要消耗氧氣，可是氧的補(bǔ)充過(guò)程十分緩慢，氧的含量常常不足。土壤水分過(guò)多和土壤板結(jié)情況下，植物有時(shí)會(huì)出現(xiàn)缺氧中毒現(xiàn)象。

2.氮?dú)?/p>

氮?dú)馐谴髿庵泻孔疃嗟某６怏w成分。自然條件下，大氣中的氮通過(guò)植物的根瘤菌作用，被固定在土壤中，成為植物體內(nèi)不可缺少的養(yǎng)料。閃電時(shí)，大氣中的氮和氧結(jié)合成氮化物，隨降水進(jìn)入土壤，被植物吸收利用。大氣中的氮能夠沖淡氧，使氧不致太濃，氧化作用不過(guò)于激烈。

3.二氧化碳

二氧化碳是空氣中常見(jiàn)的化合物，常溫下是一種無(wú)色無(wú)味氣體，密度比空氣略大，能溶于水。它主要來(lái)源于燃料的燃燒，有機(jī)物的腐爛分解，以及生物的呼吸等。二氧化碳吸收和放射長(zhǎng)波輻射的能力強(qiáng)，影響空氣溫度，也是植物光合作用制造有機(jī)物質(zhì)不可缺少的原料。

大氣中，二氧化碳含量不多，平均只有0.03%，且集中在20km以下的低層大氣中。二氧化碳含量隨地區(qū)有差異，人煙稠密的工業(yè)區(qū)高，可達(dá)0.05%或以上，在農(nóng)村中則含量相對(duì)較低。二氧化碳在大氣的含量也隨時(shí)間而變化，一般白天少于夜間，夏季少于冬季。

自工業(yè)革命以來(lái)，由于大量燃燒煤、石油和天然氣等化學(xué)燃料，大氣中二氧化碳濃度不斷增加。夏威夷島冒納羅亞觀察臺(tái)和兩極監(jiān)測(cè)站的記錄顯示，1958年二氧化碳濃度為315ppm（ppm表示該物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)為10-6），1984年為345ppm，年增長(zhǎng)超過(guò)1ppm。多數(shù)科學(xué)家預(yù)測(cè)，到21世紀(jì)中葉，二氧化碳濃度仍將繼續(xù)增加。二氧化碳被認(rèn)為是造成溫室效應(yīng)的主要?dú)怏w。關(guān)于全球二氧化碳含量增加能否導(dǎo)致空氣溫度升高以及對(duì)氣候的影響等問(wèn)題仍在研究中。

4.水汽

大氣中的水汽來(lái)自江、河、湖、海及潮濕物體表面的水分蒸發(fā)和植物的蒸騰，并借助空氣的垂直交換向上輸送。空氣中的水汽含量有明顯的時(shí)空變化，一般情況是夏季多于冬季。低緯度暖水洋面和森林地區(qū)的低空水汽含量最大，按體積來(lái)說(shuō)可占大氣的4%，而在高緯度寒冷干燥的陸面上，其含量則極少，可低于0.01%。從垂直方向而言，空氣中的水汽含量隨高度的增加而減少。觀測(cè)證明，在1.5～2km高度上，空氣中水汽含量已減少為地面的一半；在5km高度，減少為地面的1／10；再向上含量就更少了。

大氣中水汽含量雖不多，但它是天氣變化中的一個(gè)重要角色。在大氣溫度變化的范圍內(nèi)，它可以凝結(jié)或凝華為水滴或冰晶，成云致雨，落雪降雹，成為淡水的主要來(lái)源。水的相變和水分循環(huán)不僅把大氣圈、海洋、陸地和生物圈緊密地聯(lián)系在一起，而且對(duì)大氣運(yùn)動(dòng)的能量轉(zhuǎn)換和變化，以及對(duì)地面和大氣溫度都有重要的影響。

水汽含量隨地區(qū)的差異顯著，一般低緯度地區(qū)比高緯度地區(qū)多；海洋上空比陸地上空多。隨著空氣的水平運(yùn)動(dòng)，海洋上空的水汽被帶到大陸，所以離海愈遠(yuǎn)，水汽含量愈少。水汽含量隨時(shí)間變化，在我國(guó)是夏季多于冬季。

5.臭氧

臭氧在常溫、常壓下無(wú)色，有特臭的氣味，具有強(qiáng)氧化作用。大氣中臭氧含量雖少，但很重要。臭氧集中在10～60km高度之間，在20～25km之間濃度最大。臭氧吸收了對(duì)生物有害的紫外輻射（波長(zhǎng)為0.2～0.3μm，以及0.302～0.36μm），起到保護(hù)作用。在臭氧集中的高度上大氣增暖，大約在50km附近出現(xiàn)一個(gè)暖區(qū)，影響大氣溫度的垂直分布，從而對(duì)地球大氣環(huán)流和氣候的形成起著重要的作用。

臭氧含量隨緯度的分布是，由赤道向極地減少，并隨季節(jié)變化，一般春季含量最多，秋季最少。

觀測(cè)表明，近年來(lái)大氣平流層中的臭氧有減少的現(xiàn)象，尤以南極為最。據(jù)研究這與在制冷工業(yè)中人為排放氟氯烴的破壞作用有關(guān)。

6.大氣中的雜質(zhì)

大氣中懸浮著各式各樣的固態(tài)和液態(tài)微粒，這些微粒統(tǒng)稱(chēng)雜質(zhì)。

（1）塵粒：包括煙粒、塵埃、鹽粒等。煙粒是燃燒產(chǎn)生的，鹽粒一般是由飛濺起的海水細(xì)沫蒸發(fā)后留在空中的，塵埃來(lái)源很多，有被風(fēng)吹起的沙土，有火山噴發(fā)、流星燃燒所產(chǎn)生的細(xì)小顆粒及其他宇宙灰塵；還有由花粉、細(xì)菌、病毒等組成的有機(jī)灰塵。

大氣中的含塵量隨地區(qū)、時(shí)間和天氣條件而改變。通常是陸上的塵粒多于海上，城市多于鄉(xiāng)村?？諝獾膩y流運(yùn)動(dòng)對(duì)塵粒的分布影響很大，當(dāng)亂流混合強(qiáng)時(shí)，塵?？缮⒉嫉礁呖?，反之則集中在下層。由于這個(gè)緣故，有居民的地區(qū)特別是工業(yè)區(qū)的近地面層中，陰天的塵粒多于晴天，晚間多于白天，冬季多于夏季。

在這些塵粒中，有些（如鹽粒等）易溶于水；有些雖不溶于水，但能為水所潤(rùn)濕，它們都能成為水汽凝結(jié)的核心，促進(jìn)水汽的凝結(jié)。此外，這些雜質(zhì)還能吸收一部分太陽(yáng)輻射和地面輻射，影響氣溫和地溫，它們浮游在空間，使能見(jiàn)度變壞，嚴(yán)重時(shí)可使能見(jiàn)距離降低至幾十米甚至幾米。（能見(jiàn)度：是指正常人視力能將目標(biāo)物從背景中區(qū)別出來(lái)的最大水平距離。白天一般選擇離觀測(cè)點(diǎn)不同距離的目標(biāo)物，作為估計(jì)能見(jiàn)度的依據(jù)；夜間則選取觀測(cè)站周?chē)欢炼鹊墓潭艄鈦?lái)估計(jì)。）

（2）水汽凝結(jié)物：水滴或冰晶等。它們常聚集在一起，以云、霧、降水等形式出現(xiàn)，使能見(jiàn)度變壞，并減弱太陽(yáng)輻射和地面輻射。

除了上述兩類(lèi)雜質(zhì)外，大氣中還存在一些帶正電荷或負(fù)電荷的小質(zhì)點(diǎn)。

7.大氣中的污染物

由于工業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，在廢氣不加以回收利用的情況下，空氣中增加了許多污染氣體。表1-1中所列舉的一氧化碳、氨、二氧化硫、硫化氫等都是污染氣體。它們的含量雖微，但對(duì)人類(lèi)和氣候環(huán)境都帶來(lái)一定的危害。

現(xiàn)代工業(yè)和交通運(yùn)輸業(yè)迅速發(fā)展，工廠的煙囪、汽車(chē)和火車(chē)的排氣管排出大量廢氣和灰粒，經(jīng)擴(kuò)散進(jìn)入大氣。因此，各地的大氣成分中人為地增加了若干種含量多變的有毒氣體和物質(zhì)，它們污染大氣，引起了人們的關(guān)注。據(jù)監(jiān)測(cè)，目前已有上百種大氣污染物，其中對(duì)人類(lèi)環(huán)境威脅較大、影響范圍較廣的污染物有煤粉塵（二氧化硫與煙?；旌隙桑?、二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、硫化氫和氨等。二氧化硫或氮化物等氣體被云霧中的水滴吸收和轉(zhuǎn)化，降下的雨水呈酸性，稱(chēng)酸雨。酸雨使土壤和水體酸化，導(dǎo)致植物葉片枯萎或落葉，乃至死亡，酸雨又能腐蝕建筑物。

目前，解決大氣污染的措施有工程措施和生物措施，如采用集塵器和清洗器在排氣前清除污染物，以及造林綠化等。

二、大氣的結(jié)構(gòu)

大氣總質(zhì)量約5.3×1015t，其中有50%集中在離地5.5km以下的層次內(nèi)，在離地36～1000km的大氣層中只占大氣總質(zhì)量的1%。

大氣壓力和密度隨高度的分布如圖1-1所示。盡管空氣密度愈到高空愈小，到700～800km高度處，空氣分子之間的距離可達(dá)數(shù)百米遠(yuǎn)，但即使再向上，大氣密度也不會(huì)減少到零的程度。大氣圈與星際空間之間很難用一個(gè)“分界面”把它們截然分開(kāi)。目前我們只能通過(guò)物理分析，確定一個(gè)最大高度來(lái)說(shuō)明大氣圈的垂直范圍。這一最大高度的劃定，由于著眼點(diǎn)不同，所得的結(jié)論也不同。通常有兩種劃法：一是著眼于大氣中出現(xiàn)的某些物理現(xiàn)象。根據(jù)觀測(cè)資料，在大氣中極光是出現(xiàn)高度最高的現(xiàn)象，它可以出現(xiàn)在1200km的高度上，因此可以把大氣的上界定為1200km。這種根據(jù)在大氣中才有，而在星際空間沒(méi)有的物理現(xiàn)象確定的大氣上界，稱(chēng)為大氣的物理上界。另一種是著眼于大氣密度，用接近于星際的氣體密度的高度來(lái)估計(jì)大氣的上界。按照人造衛(wèi)星探測(cè)資料推算，這個(gè)上界大約在2000～3000km高度上。

觀測(cè)證明，大氣在垂直方向上的物理性質(zhì)是有顯著差異的。根據(jù)溫度、成分、電荷等物理性質(zhì)，同時(shí)考慮到大氣的垂直運(yùn)動(dòng)等情況，可將大氣分為五層（圖1-1）。

圖1-1　大氣的垂直結(jié)構(gòu)

1.對(duì)流層

位于大氣的最低層，集中了約75%的大氣質(zhì)量和90%以上的水氣質(zhì)量。其下界與地面相接，上界高度隨地理緯度和季節(jié)而變化。在低緯度地區(qū)平均高度為17～18km，在中緯度地區(qū)平均為10～12km，極地平均為8～9km；夏季高于冬季。

常見(jiàn)的云、霧、雨雪等主要大氣現(xiàn)象都出現(xiàn)在此層。對(duì)流層是對(duì)人類(lèi)生產(chǎn)、生活影響最大的一個(gè)層次，也是氣象學(xué)、氣候?qū)W研究的重點(diǎn)層次。

對(duì)流層有三個(gè)主要特征：

（1）氣溫隨高度增加而降低。由于對(duì)流層主要是從地面得到熱量，因此氣溫隨高度增加而降低。高山常年積雪，高空的云多為冰晶組成，就是這一特征的明顯表現(xiàn)。對(duì)流層中，氣溫隨高度增加而降低的量值，因所在地區(qū)、所在高度和季節(jié)等因素而異。平均而言，高度每增加100m，氣溫則下降約0.65℃，這稱(chēng)為氣溫直減率，也叫氣溫垂直梯度，通常以γ表示：

（2）垂直對(duì)流運(yùn)動(dòng)。由于地表面的不均勻加熱，產(chǎn)生垂直對(duì)流運(yùn)動(dòng)。對(duì)流運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度主要隨緯度和季節(jié)的變化而不同。一般情況是：低緯較強(qiáng)，高緯較弱；夏季較強(qiáng)，冬季較弱。因此對(duì)流層的厚度從赤道向兩極減小。在同一緯度，尤其是中緯度，對(duì)流層厚度夏季較大，冬季較小。同大氣的總厚度比較起來(lái)，對(duì)流層是非常薄的，不及整個(gè)大氣層厚度的1%。但是，由于地球引力的作用，這一層卻集中了整個(gè)大氣3／4的質(zhì)量和幾乎全部的水汽?？諝馔ㄟ^(guò)對(duì)流和湍流運(yùn)動(dòng)，高、低層的空氣進(jìn)行交換，使近地面的熱量、水汽、雜質(zhì)等易于向上輸送，對(duì)成云致雨有重要的作用。

（3）氣象要素水平分布不均勻。由于對(duì)流層受地表的影響最大，而地表面有海陸分異、地形起伏等差異，因此在對(duì)流層中，溫度、濕度等的水平分布是不均勻的。

在對(duì)流層的最下層稱(chēng)為行星邊界層或摩擦層。其范圍一般是自地面到1～2km高度。邊界層的范圍夏季高于冬季，白晝高于夜晚，大風(fēng)和擾動(dòng)強(qiáng)烈的天氣高于平穩(wěn)天氣。在這層里大氣受地面摩擦和熱力的影響最大，湍流交換作用強(qiáng)，水汽和微塵含量較多，各種氣象要素都有明顯的日變化。行星邊界層以上的大氣層稱(chēng)為自由大氣。在自由大氣中，地球表面的摩擦作用可以忽略不計(jì)。在對(duì)流層的最上層，介于對(duì)流層和平流層之間，還有一個(gè)厚度為數(shù)百米到1～2km的過(guò)渡層，稱(chēng)為對(duì)流層頂。這一層的主要特征是：氣溫隨高度的增加突然降低緩慢，或者幾乎不變，成為上下等溫。對(duì)流層頂?shù)臍鉁卦诘途暤貐^(qū)平均為-83℃，在高緯地區(qū)約為-53℃。該層可阻擋對(duì)流層中的對(duì)流運(yùn)動(dòng)，從而使下邊輸送上來(lái)的水汽微塵聚集在其下方，使該處大氣的混濁度增大。

2.平流層

自對(duì)流層頂?shù)?5km左右為平流層。在平流層內(nèi)，隨著高度的增高，氣溫最初保持不變或微有上升。大約到30km以上，氣溫隨高度增加而顯著升高，在55km高度上可達(dá)-3℃。平流層這種氣溫分布特征是和它受地面溫度影響很小，特別是存在著大量臭氧能夠直接吸收太陽(yáng)輻射有關(guān)。雖然30km以上臭氧的含量已逐漸減少，但這里紫外線輻射很強(qiáng)烈，故溫度隨高度增加得以迅速增高，造成顯著的暖層。平流層內(nèi)氣流比較平穩(wěn)，空氣的垂直混合作用顯著減弱。

平流層中水汽含量極少，大多數(shù)時(shí)間天空是晴朗的。有時(shí)對(duì)流層中發(fā)展旺盛的積雨云也可伸展到平流層下部。在高緯度20km以上高度，有時(shí)在早、晚可觀測(cè)到貝母云（又稱(chēng)珍珠云）。平流層中的微塵遠(yuǎn)較對(duì)流層中少，但是當(dāng)火山猛烈爆發(fā)時(shí)，火山塵可到達(dá)平流層，影響能見(jiàn)度和氣溫。

3.中間層

自平流層頂?shù)?5km左右為中間層。該層的特點(diǎn)是氣溫隨高度增加而迅速下降，并有相當(dāng)強(qiáng)烈的垂直運(yùn)動(dòng)。在這一層頂部氣溫降到-113～83℃，其原因是由于這一層中幾乎沒(méi)有臭氧，而氮和氧等氣體所能直接吸收的那些波長(zhǎng)更短的太陽(yáng)輻射又大部分被上層大氣吸收掉了。

中間層內(nèi)水汽含量極少，幾乎沒(méi)有云層出現(xiàn)，僅在高緯地區(qū)的75～90km高度，有時(shí)能看到一種薄而帶銀白色的夜光云，但其出現(xiàn)機(jī)會(huì)很少。這種夜光云，有人認(rèn)為是由極細(xì)微的塵埃所組成。在中間層的60～90km高度上，有一個(gè)只有白天才出現(xiàn)的電離層，叫做D層。

4.熱層

熱層又稱(chēng)熱成層或暖層，它位于中間層頂以上。該層中，氣溫隨高度的增加而迅速增高。這是由于波長(zhǎng)小于0.175μm的太陽(yáng)紫外輻射都被該層中的大氣物質(zhì)（主要是原子氧）所吸收的緣故。其增溫程度與太陽(yáng)活動(dòng)有關(guān)，當(dāng)太陽(yáng)活動(dòng)加強(qiáng)時(shí)，溫度隨高度增加很快升高，這時(shí)500km處的氣溫可增至2000K；當(dāng)太陽(yáng)活動(dòng)減弱時(shí)，溫度隨高度的增加增溫較慢，500km處的溫度也只有500K。

熱層沒(méi)有明顯的頂部。通常認(rèn)為在垂直方向上，氣溫從向上增溫至轉(zhuǎn)為等溫時(shí)，為其上限。在熱層中空氣處于高度電離狀態(tài)，其電離的程度是不均勻的。其中最強(qiáng)的有兩區(qū)，即e層（約位于90～130km）和F層（約位于160～350km）。F層在白天還分為F1和F2兩區(qū)。據(jù)研究，高層大氣（在60km以上）由于受到強(qiáng)太陽(yáng)輻射，迫使氣體原子電離，產(chǎn)生帶電離子和自由電子，使高層大氣中能夠產(chǎn)生電流和磁場(chǎng)，并可反射無(wú)線電波。從這一特征來(lái)說(shuō)，這種高層大氣又可稱(chēng)為電離層，正是由于高層大氣電離層的存在，人們才可以收聽(tīng)到很遠(yuǎn)地方的無(wú)線電臺(tái)的廣播。

此外，在高緯度地區(qū)的晴夜，在熱層中可以出現(xiàn)彩色的極光。這可能是由于太陽(yáng)發(fā)出的高速帶電粒子使高層稀薄的空氣分子或原子激發(fā)后發(fā)出的光。這些高速帶電粒子在地球磁場(chǎng)的作用下，向南北兩極移動(dòng)，所以極光常出現(xiàn)在高緯度地區(qū)上空。

5.散逸層

這是大氣的最高層，又稱(chēng)外層。這一層中氣溫隨高度增加很少變化。由于溫度高，空氣粒子運(yùn)動(dòng)速度很大，又因距地心較遠(yuǎn)，地心引力較小，所以這一層的主要特點(diǎn)是大氣粒子經(jīng)常散逸至星際空間，本層是大氣圈與星際空間的過(guò)渡地帶。

從總體來(lái)講，大氣是氣候系統(tǒng)中最活躍、變化最大的組成部分，它的整體熱容量為5.32×1015mJ，且熱慣性小。當(dāng)外界熱源發(fā)生變化時(shí)，通過(guò)大氣運(yùn)動(dòng)對(duì)垂直的和水平的熱量傳輸，使整個(gè)對(duì)流層熱力調(diào)整到新熱量平衡所需的時(shí)間尺度，大約為1個(gè)月左右，如果沒(méi)有補(bǔ)充大氣的動(dòng)能過(guò)程，動(dòng)能因摩擦作用而消耗盡的時(shí)間大約也是1個(gè)月。