Атмосфера состоит на 78% из азота и на 21% из кислорода, оставшийся 1% приходится на все остальные вещества: инертные и другие газы (в том числе углекислый газ СО2 – 0,03%), водяной пар и прочие аэрозоли (так называемые пылевые и жидкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии). Этот состав практически не изменяется до высоты в несколько десятков километров. Современная атмосфера является в значительной степени продуктом живого вещества биосферы (слоя живого вещества, по В.И. Вернадскому – «пленка жизни»). Полное обновление кислорода планеты живым веществом происходит за 5200–5800 лет. Вся масса кислорода усваивается живыми организмами приблизительно за 2 тыс. лет, а вся углекислота – за 300–395 лет.
Атмосфера делится на три основные части:
1) нижнюю – тропосферу (до высоты 8–18 км в зависимости от географической широты местности);
2) среднюю – стратосферу (от 8–18 до 60 км);
3) верхнюю – ионосферу (выше 60 км).
Тропосфера характеризуется снижением температуры по высоте (примерно 6 °С на 1 км). Так как теплый воздух легче холодного, это приводит к вертикальному перемещению потоков воздуха, конденсации водяного пара, образованию облаков и выпадению осадков. Очень часто тропосферу называют кухней погоды. В ней сосредоточено 80% массы атмосферного воздуха. На экваторе интенсивность, вертикальность потоков воздуха, вызванных нагреванием земной поверхности, выше, из-за этого тропосфера там простирается до самой большой высоты (до 16–18 км), в умеренных широтах – до 10–11 км, а на полюсах – до 8–9 км. Стратосфера располагается выше тропосферы – до высоты около 60 км. В ней температура с высотой не понижается, а возрастает, вертикального движения воздушных потоков не наблюдается. В стратосфере создаются условия для накопления такого химически активного вещества, как озон (О3), который является модификацией кислорода (О2). В тропосфере природный озон образуется из кислорода за счет электрических разрядов во время гроз и из-за своей активности очень недолговечен. В стратосфере под действием ультрафиолетового излучения Солнца в отсутствие вертикального перемешивания образуется слой повышенной концентрации озона, который называют озоновым слоем. Ионосфера лежит выше стратосферы. До высоты около 80 км здесь наблюдается резкое понижение температуры (до –75–90 °С), что нередко вызывает образование самых высоких облаков – слоистых, состоящих из ледяных кристалликов. На больших высотах характерно значительное повышение температуры (до 1000 °С и более). Газы атмосферы под действием интенсивного солнечного излучения находятся здесь в ионизированном состоянии. С этим состоянием связано возникновение полярного сияния как свечения газов. Ионосфера обладает способностью многократного отражения радиоволн, что позволяет обеспечивать дальнюю радиосвязь.
Только