地球の大気は、地表面から鉛直に、対流圏（troposphere）、成層圏（stratoposphere）、中間圏（mesosphere）、熱圏（thermosphere）からなります。
| 電離層 | 分子・原子が紫外線やＸ線によってイオン化し電離する。 | |
| 熱圏 | 約80〜500ｋｍ | 高度が高いほど温度が上昇。太陽活動の強弱によって温度が大きく変化。 |
| 中間圏 | 約50〜80ｋｍ | 高度とともに温度が低下する。 |
| オゾン層 | 約11〜50ｋｍ | 成層圏の一部。オゾンは赤道上空で生成され高緯度に運ばれる。 |
| 成層圏 | 約11〜50ｋｍ | この層にあるオゾンが紫外線を吸収して熱を放出する。温度は高度とともに上昇。下部では上部では温度が一定の等温層がある。 対流圏界面 平均約11ｋｍ 低緯度では16〜18ｋｍ、高緯度では8ｋｍ。冬は夏よりも低い。高気圧、低気圧の通過によって変動する。 |
| 対流圏 | 地上〜約11ｋｍ | 高度1ｋｍまでは大気境界層という。大気境界層は地上から100ｍまでの接地境界層と100以上のエクマン層からなる。 |
対流圏では1km上昇すると気温は平均で6.5℃低下します。地表面から約1kmまでの対流圏下層は大気境界層と言われ、数10mまでの接地面と、それより上にあるエクマン層（対流混合層）からなります。対流圏は赤道付近では約16kmと高くなり、南極や北極では約8kmと低くなります。
空気が暖まると膨張し、空気が冷えると収縮するために、暖かい赤道では空気の膨張のために高くなり、冷えている両極では空気が収縮するために低くなるのです。
対流圏の特徴
対流圏の上にある等温層のことです。対流圏は高度が1km上昇すると気温が平均で$6.5^\circ$$C$低下します。しかし、対流圏界面では温度は変化しません。対流圏界面の高度は赤道では約16km、南極や北極では約8kmですが、夏は高く、冬は低くなります。
対流圏界面（tropopause;約11km）から高度約50kmまでの層のことです。成層圏は、対流圏とは違って高度が上昇すると気温も上昇します。これはオゾンが紫外線を吸収して大気を暖めているためです。
オゾンは高度約25kmに多く存在していて、この層はオゾン層と呼ばれます。
また、成層圏下部には低緯度から高緯度に向かって流れるブリューワー・ドブソン循環[Brewer - Dobson circulation]という流れがあり、赤道付近で生成されたオゾンを高緯度に運んでいます。このために、北半球では3月に、南半球では10月に高緯度でオゾンの量が最大になります。
成層圏の特徴
熱容量[heat capacity]
同じ物質では、熱容量は密度が大きいほど大きくなります。
極渦[polar vortex]
極渦はポーラーサイクロン[polar cyclone]、北極低気圧[arctic cyclone]、南極低気圧[antarctic cyclone]とも呼ばれます。
南半球は北半球に比べて大規模な山岳が少ないため、冬に地形が原因で発生する大規模な偏西風の蛇行がありません。そのため、南極の極渦は円形であり、かつ、中心が常に南極点付近にあります。
南極の極渦の影響で、南極付近では9月から10月に掛けてオゾン濃度が低くなり、同じ時期に南緯40度から南緯60度に掛けてオゾン濃度が高くなります。
北極ではチベット高原やロッキー山脈があるために上空の偏西風が曲げられ円形にはなりません。
極夜ジェット
南極では、この極夜ジェットのためにオゾンが高緯度に輸送されないために、南極では春の10月頃にオゾン濃度が低くなるオゾンホールという現象が起こります。
成層圏界面（stratopause;約50km）から高度約80kmまでの層のことです。上層にいくほど気温は低下します。
対流圏から中間圏まで、つまり、地上から高度約80kmまでは乾燥空気の成分はほぼ一定であるために、均質圏と呼ばれます。
中間圏界面（mesopause）から高度約500kmまでの層のことです。上層にいくほど気温が上昇します。この気温の上昇は、高度約100km以上に、窒素、酸素が紫外線やX線を吸収して電子やイオンを解離・電離した電離層（ionosphere）と呼ばれる層があるために起こります。
Vita brevis, ars longa. Omnia vincit Amor.