Skład chemiczny:
78 azotu, 21 tlen, 1 Argon, 0,3 dwutlenek węgla, 0,4 inne (neon, hel itp.), 1 para wodna Aerozole (woda i rozpuszczone w niej kwasy oraz sole). Pyły przemysłowe, pyły wulkaniczne i pyłki kwiatowe.
CO2 przepuszczają promieniowanie, ale zatrzymują promieniowanie wsteczne w podczerwieni. Tlen zabezpiecza Ziemię przed nadmiarem promieni UV, absorbując je. Powoduje to powstanie ozonu. Powietrze nie jest równomiernie rozprzestrzenione nad powierzchnią Ziemi. W związku z siłami grawitacji cząstki powietrza występują w większej ilości przy powierzchni ZIemii i z tym związany jest wzrost ciśnienia atmosferycznego, które spada wraz z wysokością. Na Mont Everest jest o 2/3 mniejsze niż na poziomie morza. 50% cząstek atmosfery znajduje się poniżej 5600 metrów. 90% poniżej 16.000 metrów. 99,9999% poniżej 100 kilometrów. W związku z dostarczaną energią słoneczną cząstki powietrza są w nieustannym ruchu.. Temperatura jest miarą średniej energii kinetycznej. Pojęcie ciepła jest utożsamiane z energią wewnętrzną, której źródłem jest ruch cząstek (zależy od temperatury i liczby cząstek)
Gdy masy powietrza przedostają się ze stref o wysokim ciśnieniu do stref niskiego ciśnienia (bez dodania energii) to ekspandują. Ich drgania maleją, a w związku z tym temperatura maleje. Mówimy wówczas o oziębieniu adiabatycznym. Powietrze oziębia się o 6 do 10 stopni co 1km wznoszenia. Ocieplenie adiabatyczne ma miejsce, gdy cząstki powietrza przemieszczają się ze stref niższego do stref wyższego ciśnienia ich drgania wzrastają, temperatura wzrasta. Ma to szczególne znaczenie przy przemieszczaniu się w pionie.
Budowa atmosfery:
Troposfera (gr.tropos-powrót)- 80% masy atmosfery, grubość na równikiem 16 kilometrów, nad biegunem 10 km ). Wraz ze wzrostem wysokości temperatura spada. Nad biegunem do minus 45 stopni latem i minus 75 zimą. Nad równikiem jest to zawsze -70 stopni. Jedynie w troposferze zawarta jest para wodna. Ruch mas powietrza wywoływany konwekcją
Stratosfera- do 50km nad Ziemią. Temperatura wzrasta do okoła 0 stopni w górnych partiach. Wzrost ten spowodowany jest absorpcją promieni UV. W efekcie powstaje ozon, największa jego ilość jest na wysokości około 22 kilometrów (warstwa ozonowa)
Mezosfera- wysokość około 90 kilometrów, nie absorbuje energii słonecznej, obserwowany jest spadek T do minus 80 stopni.
Termosfera- tylko 1% gazów. Temperatura wzrasta w związku z absorpcją krótkich fal energii słonecznej. Następuje jonizacja powietrza, co wpływa na przewodnictwo elektryczna. Ilość ciepła jest niewielka pomimo dużej temperatuty
Magnetosfera- wyłapuje cząstki wiatru słonecznego
Powstanie atmosfery:
Skład pierwotnej atmosfery jest odtwarzany na podstawie badań gazów wulkanicznych (H2S, HF, HCl, CH4, NH3, CO2, para wodna). Przypomina on skład atmosfery Wenus. Z obecnością dużych ilości CO2 związany jest efekt cieplarniany. Zatrzymywanie promieni podczerwonych prowadzi do wzrostu T.
Na skutek spadku temperatury wydzieliła się hydrosfera (skraplanie). Za przełomowy moment uważa się pojawienie się tlenu, który powstał przez dysocjację pary wodnej przy temperaturze 1500 stopni C. Mogł tez powstac pod wpływem promieniowania słonecznego. Wzrost ilości tlenu nastąpił prawdopodnie wraz z rozwojem roślinności. Dwutlenek węgla został związany w skałach węglanowych.
Cyrkulacja mas powietrza:
Główną przyczyną cyrkulacji są różnice w nasłonecznieniu. Różne nasłonecznienie to różna gęstość powietrza, a to implikuje różnice ciśnienia. Powoduje to wiatr, który dąży do wyrównania ciśnienia. Kierunek południkowy jest także modyfikowany siłą Coriolisa
Nad równikiem ogrzane masy powietrza wznoszą się na wysokość 6km zimą i 12 kim latem. Odpływają ku północy i południowi. Na 30 stopniu powracają jako pasaty ku zachodowi i równikowi. Między zwrotnikami a kołami podbiegunowymi mamy wiatry zachodnie (siła Coriolisa odchyla je w prawo). Mamy 3 komórki konwekcyjne