大气圈，主角光环

蓝色主角光环

和太阳系很多行星一样，在重力的作用下，地球也吸引了一些气体围绕在四周。就好像给地自己穿了件夹克，也被叫做大气圈。大气圈的体积是地球的5%，和橘子皮的体量差不多。

大气圈为地球隔绝了冷酷的太空，但和太空并没有明确的分界线。我们从地球向太空观察时 ，大气越来越稀薄，直到检测不到大气分子。通常100公里高度的地方被认为是大气层和外太空的界限，叫作卡门线，也有观点把大气中极光出现高度1200公里作为分界线。太阳光射向地球，波长短的蓝光遇到到大气分子发生散射，送给我们一片蓝色天空，从太空看到的地球也有一个蓝色的主角光环。

走出魔鬼的步伐

在45亿年前地球诞生之初，火山喷出的气体二氧化碳、甲烷、硫化氢，形成了像个毒气室一样存在的早期大气，就这样持续了20亿年，直到细菌制造的氧气进入大气，才给更多生命提供了可能。距今3亿年前，大气中氧气含量一度还飙升到35%。森林天天都在爆燃，虫子体型逆天，2米长的爬虫满地跑。

今天的地球大气是由各种混合气体和固态杂质组成。虽然存在不同形式的运动，但从地面到90公里处的成分基本都不怎么改变。其中，氮气、氧气、氩气三者占大气总体积的99.96%。氮气含量占了78%，氮元素可以进入土壤，是植物必不可少的养料。氧气含量占20%，维持一切生命所需。还有一些气体虽然体积不大，但对于地球影响巨大，例如水蒸气，比例不足1%，但它是主导地球天气变化的大魔王，云雨雷电都它说了算。还有二氧化碳，比例大约0.0395%，但它和甲烷等气体可以吸收地面热辐射从而给地面增温。如果没有二氧化碳，地球温度会瞬间降低至零下10度。臭氧可以吸收太阳紫外线，就是地球的防晒霜，大气中臭氧减少1%，紫外线辐射会增加2%，海洋中10米水深内的浮游生物都会被杀死。

此外，大气中还悬浮着固体颗粒，比如火山爆发的烟尘，海浪中的海盐颗粒、尘土，还有人类工业燃烧排放到大气中的烟粒，这就是雾霾。这些颗粒本身很小，肉眼看不到，但它散射波长较长的光，看起来是黄灰色。

人类根据大气成分、温度变化等要素，把大气分为对流层、平流层、中间层、热层、逸散层五个层。

激情四射对流层

离地面最近的是对流层，平均厚度12公里，厚度赤道向两级递减，虽然厚度不及大气圈1%，但因为地球引力，对流层集中了四分之三的大气质量和几乎全部的水汽，也是大气圈相对温暖潮湿的一层，因为地球表面冷热不均匀，大气会产生强烈的运动。流动旋转，向上输送，成云致雨，地球上大部分天气现象都发生在这里。

臭氧故乡平流层

对流层顶到55公里之间的大气是平流层，水汽含量少，基本没有什么天气活动，风和日丽是平流层的常态，因此，这里是大部分商业飞机建议的巡航高度，但很多时候航空公司为了省油往往飞不了这么高。在平流层15-35公里的范围内，有一层厚约20公里的臭氧层，由于臭氧对于太阳辐射的吸收，平流层气温随着高度增加，在55公里处到达零下3摄氏度，空调冰箱的制冷剂氯氟烃进入大气之后可以分解臭氧，造成南极上空的臭氧空洞，对人类最直接的影响就是诱发皮肤癌和白内障。目前在世界一百多个国家共同合作努力下，臭氧层正在修复的过程中。

神秘莫测中间层

平流层顶到85公里的大气被称为中间层，这里是最高的气象气球和最低的轨道卫星都无法到达的地方，中间层成为大气圈三不管地带，人类研究很少。因为没有臭氧，气温随高度增加而下降，中间层是大气圈最冷的地方，顶层可以到零下113度，虽然很少有水蒸气，但一些尘埃、冰晶形成了大气中最高的云——夜光云，在地球表面高纬度地区肉眼可见。

此外，大部分太空陨石进入中间层后，压缩前方空气燃烧殆尽，成为我们夜空看到的流星。

电光火石热层

中间层顶部到500-800公里之间大气是热层，也是受太阳影响最大的一层，受到强太阳辐射，温度可以高到1000度，但因为大气密度实在太小，宇航员把手伸进热层也不会觉得有多热。强太阳辐射还可以让大气处于高度电离的状态，产生电流和磁场，因此，热层也被叫作电离层。太阳发出的高速带电粒子在地球磁场的作用下，向南北两极移动，大气发生电离形成彩色光芒，这就是在地球高纬度地区天空中看到的极光。

逸散层

大气的最高层叫作逸散层，因为离地球最远，引力太小，大气粒子经常逃散去太空，逸散层是大气圈和太空的过渡地带，大部分地球卫星都在这层飞。

回望天空

大气层为地球抵挡陨石袭击，调节适宜温度，为生命的繁荣创造了无限的可能，如果没有大气，地球就像今天的月球或者水星一样的荒凉而苍白，但人类的出现却无意识地改变了大气结构。燃烧化石燃料，砍伐森林、农田施肥、商业飞行等人类活动，造成大气中二氧化碳、甲烷、一氧化二氮等气体增加，这些给地球保温的气体增加，直接导致地球表面气温升高，近100年内升高了0.8摄氏度。当大气中二氧化碳加倍后，最直接影响是中纬度干旱化，全球荒漠将扩大3%，森林减少11%。最令人担心的是，由此而引发暴雨、洪水、台风等各种极端气候事件的频繁出现。目前，世界范围内使用更清洁的能源，减少二氧化碳排放已经成为共识。