平流层夹在对流层与中间层之间。平流层中的气体流动十分平稳，没有对流层剧烈。这里基本上没有水汽，天气变化很少发生，适于飞机的航行。
平流层气温随高度上升而上升，原因在于其底部吸收了来自太阳的紫外线而被加热。平流层的顶部气温与地面气温差不多，高温层在上面，低温层在下面，因而气流较为稳定。
在温带地区，商业客机一般会在离地表10千米的高空，即平流层的底部巡航。这是为了避开对流层因对流活动而产生的气流。而在客机巡航阶段所遇上的气流，大多是因为在对流层发生了对流超越现象。
滑翔机一般会在上升暖气流上滑翔。这股气流从对流层上升到达平流层就会停止。这样一来，变相为世界各地的滑翔机设定了高度限制。
对流层与平流层加在一起，占了99%的大气组成。因此，剩下的两层都是十分稀薄的。
4．臭氧层
在距离地球表面15千米50千米的高空，因受太阳紫外线照射的缘故，形成了包围在地球外围空间的臭氧层。臭氧层是人类赖以生存的保护伞。
臭氧层中的臭氧，可吸收90%左右的太阳紫外线，使生物免受侵害，对维持地球的生态环境具有无可替代的作用。
臭氧主要是大气中的氧制造出来的。此外，雷电作用也产生臭氧。
臭氧分布在地球的表面。少量的臭氧会使人感到精神振奋，但过强的氧化性也使其具有杀伤作用。
氟利昂、核爆炸和喷气式飞机都会使臭氧减少。科学分析发现，平流层中的臭氧减少1％，到达地面的紫外线强度便增加2％。
据估计，由于人类活动的影响，臭氧的含量已减少了3％。到2025年有可能会减少10％。臭氧层的破坏将使紫外线等短波辐射增强，会导致皮肤癌患者增加，同时给自然生态系统带来严重的影响。
维护臭氧层的平衡，已成为一个全球性的环境问题。
臭氧层就是地球的一道天然屏障，使地球上的生命免遭强烈的紫外线伤害。然而，从20世纪70年代以来，地球上的臭氧层正在遭到破坏。
20世纪70年代，当时英国的科学家通过观测首先发现，在地球南极上空的大气层中，臭氧的含量开始逐渐减少，尤其在每年的910月(这时相当于南半球的春季)减少更为明显。美国的“云雨7号”卫星进一步探测表明，臭氧减少的区域位于南极上空，呈椭圆形，1985年时已和美国整个国土面积相似。这一切就好像天空塌陷了一块似的。科学家把这个现象称为南极臭氧洞。
据世界气象组织最新调查，南极上空的臭氧层空洞比以往扩大了近一倍，已达2100万平方千米。南极臭氧洞的发现，使人们深感不安，它表明包围在地球外的臭氧层已经处于危机之中。于是科学家在南极设立了研究中心，进一步研究臭氧层的破坏情况。1989年，科学家又赴北极进行考察研究，结果发现北极上空的臭氧层也已遭到严重破坏，但程度比南极要轻一些。
另外，平流层飞行器和氟利昂的增多，使赤道一些地区的上空臭氧损耗也高达20%以上。我国科学家在青藏高原也发现了臭氧损耗的低值区。
5．中间层、热层和散逸层
中间层是自平流层向上至海拔85千米的区域。中间层几乎没有臭氧，而氮气和氧气等气体所能吸收波长更短的太阳辐射，又大部分已经被上层大气所吸收了，所以气温随高度增高而迅速下降，顶部气温降到零下83℃以下。
这一层空气很稀薄，垂直对流运动很强烈。
在中间层60千米90千米高度上，存在着电离层的一部分。电离层的存在，对反射无线电波具有重要意义。人们在远方之所以能收到无线电波的短波通信信号，就是和大气层的电离层有关。
热层又叫暖层，是中间层以上至海拔约800千米左右的区域。
这里的化学反应相对于地表要快得多，基本上物质都以其高能状态存在。热层温度结构主要受太阳活动的支配。
在中间层和热层里，经常会出现许多天文现象，例如极光、流星等。
这一层温度随高度增加而迅速增加，层内温度很高，昼夜变化很大，热层下部有少量的水分存在，因此偶尔会出现银白并微带青色的夜光云。
散逸层也叫“外层”，是800千米高度以上的大气层，是地球大气的最外层。
散逸层温度很高，空气粒子运动很快，又离地心较远，地球引力作用小，所以这一层的大气质点经常散逸至星际空间。这个高度可看做地球大气的上界。
这一层是电离气体组成的广阔而又极其稀薄的大气层，大气密度已经与星际非常接近，气温随着高度的升高而升高。
散逸层是人造卫星、空间站、火箭等的运行空间。
6．电离层的形成
由于太阳和各种宇宙射线的辐射、空气分子被电离，从而形成电离层。
电离层在垂直方向上呈分层结构，一般划分为D层（距地面高度60千米80千米）、E层（100千米120千米）、F1层（200千米）、F2层（200千米900千米）。
电离层分层结构，只是电离层状态的理想描述，实际上电离层总是随纬度、经度呈现复杂的空间变化，并且具有昼夜、季节、年、太阳黑子周等变化。由于电离层各层的化学结构、热结构不同，各层的形态变化也不尽相同。
电离层扰动，常严重影响电离层中无线电波的传播环境。
电离层突然扰动，主要是由太阳活动引起的。此外，火山喷发、地震、台风和雷暴、地面核试验激发的重力波、高空核实验的各种电离辐射、大功率短波雷达加热等人工手段和空间飞行的释放物，也能引起电离层扰动。
这些自然因素和人为因素激发的电离层扰动，是外空环境监测的主要对象。
电离层对电波传播的影响，与人类活动密切相关，如无线电通信、广播、无线电导航、雷达定位等。
中波和短波都能借助电离层的反射，传播到较远的距离。其中最常用的是短波通信。1901年，意大利电气工程师和发明家马可尼用电磁波进行了约2000米距离的无线电通信实验。他发射的无线电信息，成功地穿越大西洋，从英格兰传到加拿大的纽芬兰省。此后短波用作全球性的国际通信媒介，便开始发达起来了，向世界宣布了无线电的诞生。
7．大气圈的作用
大气是地球上生命物质的源泉。通过生物的光合作用（从大气中吸收二氧化碳、放出氧气、制造有机质），大气进行着氧和二氧化碳的物质循环，并维持着生物的生命活动，所以没有大气就没有生物，没有生物也就没有今天的世界。
地球表面的水通过蒸发进入大气，水汽在大气中凝结，以降水的形式降落地表。这个水的循环过程往复不断，所以地球上始终有水存在。如果没有大气，地球上的水就会蒸发掉，变成一个像月球那样的干燥星球。如果没有水分，自然界就没有生机，也就会没有当今世界。
大气层又保护着地球的“体温”，使地表的热量不易散失；同时通过大气的流动和热量交换，使地表的温度得到调节。
大气的水热状况可以影响一个地区的气候的基本特征，进而决定该地区的水文特点、地貌类型、土壤发育和生物类型，从而对地球表面的整个自然环境的演化进程起着重要作用。
大气中含有细微的岩屑和水汽，而地壳岩石中和水体中也有空气存在，它们是互相渗透和互相影响的。大气中的氧和碳酸气，大气的湿度变化以及风雨等，都直接作用于地表的岩石，所以大气的活动对地壳岩石的形成和破坏均有影响。
另外，大气还可使人类免受宇宙星体的撞击。例如，陨石冲击地球时的速度是非常大的，如果没有厚厚的大气将其燃烧掉，后果将是不堪设想的。大气还能吸收各种宇宙射线，从而保护地球上的生物的安全。
8．大气污染
我们把凡是能使空气质量变坏的物质，统称为大气污染物。
目前已知大气污染物约有一百多种，包括自然因素（如森林火灾、火山爆发等）和人为因素（如工业废气、生活燃煤、汽车尾气、核爆炸等）两种，且以后者为主，尤其是工业生产和交通运输所造成的污染。
大气污染危害人体健康，对动植物的生长和发育产生负面作用；大气污染可造成酸雨，对农林牧业和水产养殖业产生不利的影响。
同时，大气污染对全球气候产生影响，减弱太阳辐射，破坏高空臭氧层，危及人类和生物的安全。
大气污染主要过程由污染源排放、大气传播、人与物受害这三个环节所构成。影响大气污染范围和强度的因素，有污染物的性质（物理的和化学的）、污染源的性质（源强、源高、源内温度、排气速率等）、气象条件（风向、风速、温度层结等）、地表性质（地形起伏、粗糙度、地面覆盖物等）。
防治大气污染的方法很多，根本途径是改革生产工艺，综合利用，将污染物消灭在生产过程之中。
另外，全面规划，合理布局，减少居民稠密区的污染；在高污染区，限制交通流量；选择合适厂址，设计适当烟囱高度，减少地面污染。在最不利气象条件下，采取措施，控制污染物的排放量，也可有效防治大气污染。
第三节水圈与人类
1．生物生命的源泉——水圈
作为一颗蔚蓝色的行星，地球的最重要的特色之一，便是有水，因此地球又称“水球”。地表的广大面积被水所覆盖，主体是海洋，占地球表面积的71%。此外，还有大陆上的湖泊、河流和冰川中的水，土壤和浅部岩石的孔隙也含有一定数量的“地下水”。这样就构成了一个不甚规整而基本连续的“生命摇篮”的水圈。水圈介于大气圈和岩石圈之间，水圈是地球外圈中作用最为活跃的一个圈层。它与大气圈、生物圈和地球内圈相互作用，直接影响着人类活动的表层系统的演化。
水圈是地质作用的一个主要因素，是塑造地球表面最重要的角色。
水体存在方式不同，其作用方式也有比较大的差别。按照水体存在的方式，可以将水圈划分为海洋河流、地下水、冰川、湖泊、沼泽等几种主要类型。
各种水体参加大小水循环，不断交换水量和热量。
水圈内全部水体的总储量为13.8亿立方千米，其中海洋为13.38亿立方千米，占总储量的96.5％；而分布在大陆上的水包括地表水和地下水，各占余下的一半左右。在全球水的总储量中，淡水仅占2.53％，其余均为咸水。
地球表面的水是十分活跃的。海洋蒸发的水汽进入大气圈，经气流输送到陆地、凝结后降落到地面，部分被生物吸收，部分下渗为地下水，部分成为地表径流。地表径流和地下径流大部分回归海洋。
2．水圈与其他圈层
水在循环过程中，不断释放或吸收热能，调节着地球上各层圈的能量，还不断地塑造着地表的形态。
水圈中的地表水大部分在河流、湖泊和土壤中进行重新分配，除了回归海洋的那部分外，有一部分储存在内陆湖泊里或形成冰川。
这部分水量交换极其缓慢，周期要几十年甚至上千年。
从这些水体的增减变化，可以估算出海陆间水温交换的强弱。
大气圈中的水分参与水圈的循环，交换速度较快，周期仅有几天。水分循环，使地球上发生复杂的天气变化。海洋和大气的水量交换，导致热量与能量频繁交换，交换过程对各地天气变化影响极大。
生物圈中的生物，受洪涝、干旱影响很大；生物的种群分布和聚落形成，也与水的时空分布有着极密切的关系。生物群落随水的丰缺而不断交替、繁殖和死亡。
大量植物的蒸腾作用，也促进了水分的循环。
水在大气圈、生物圈和岩石圈之间相互置换，关系极其密切，形成了千姿百态的地理环境。
3．水圈与人类
人类大规模的活动，对水圈中水的运动过程有一定的影响。
大规模地砍伐森林、大面积地荒山植林、大流域地调水、大面积地排干沼泽、大量抽用地下水等，都会促使水的运动和交换过程发生相应变化，从而影响地球上水分循环的过程和水量平衡的组成。
人类的经济繁荣和生产发展也都依赖于水。如水力发电、灌溉、航运、渔业、工业和城市的发展，无不与水息息相关。
4．水的来源
从太空中看地球，我们居住的地球是一个椭圆形的、极为秀丽的蔚蓝色球体。水是地球表面数量最多的天然物质，它覆盖了地球70%以上的表面，因此地球是一个名副其实的大水球。
那么有人会问：这么多的水是从哪儿来的？地球上本来就有水吗？
地球是太阳系八大行星之中唯一被液态水所覆盖的星球。关于地球上水的起源，在学术上存在很大的分歧，目前有几十种不同的水的形成学说。
有人认为在地球形成初期，原始大气中的氢、氧化合成水，水蒸气逐步凝结下来并形成海洋。也有人认为，形成地球的星云物质中原先就存在水的成分。
另外有观点认为，原始地壳中硅酸盐等物质受火山影响而发生反应，析出水分。还有人认为，被地球吸引的彗星和陨石是地球上水的主要来源，甚至现在地球上的水还在不停增加。
总之，关于水的来源的说法各不相同，现在人们比较认可的说法是：地球是由太阳星云分化出来的星际物质聚合而成的，它的基本组成有氢气和氮气以及一些固体尘埃。固体尘埃形成地球的内核，外面围绕着大量气体。当时地球内部温度应该很高，岩浆活动非常剧烈。火山爆发十分频繁，地壳也不断发生变化，有些地方形成山峰，有的地方形成低地与山谷，同时喷发出大量的气体。地球体积不断缩小，引力也随之增加。后来，这些气体已无法摆脱地球的引力，从而围绕着地球，构成了“原始地球大气”。原始大气由多种成分组成，水蒸气便是其中之一。