Атмосфера — это воздушная оболочка Земли. Резкой верхней границы она не имеет и постепенно переходит в космическое пространство.
Атмосфера состоит из смеси газов (воздуха), водяного пара и примесей (аэрозолей). Воздух у подстилающей поверхности содержит (по объему) более 78% азота, около 21% кислорода и менее 1% остальных газов. Состав его почти везде одинаков и вследствие перемешивания сохраняется до высоты 90 — 100 км. Выше преобладают более легкие газы. Содержание углекислого газа в атмосфере непостоянно. Оно возрастает в связи со сжиганием все большего количества угля, нефти, природного газа. Озона в атмосфере очень мало, но вследствие фотохимических реакций он образует на высоте 20 — 30 км слой — озоновый экран, который задерживает губительную для живых организмов ультрафиолетовую радиацию. Выше этого слоя температура в атмосфере повышается.
Количество водяного пара в приземном слое сильно изменяется и с удалением от поверхности быстро падает. На высоте 2 км его уже в два раза меньше, чем у поверхности, а выше 70 — 80 км атмосфера практически сухая.
Твердые и жидкие примеси (аэрозоли) — пыль (в том числе и космическая), сажа, пепел, кристаллики льда и морской соли, капельки воды, микроорганизмы, пыльца растений и пр. Содержание их сильно меняется в зависимости от условий. Над пустынями много
пыли, над промышленными центрами — сажи. Аэрозоли служат ядрами, необходимыми для конденсации водяного пара в атмосфере.
Атмосфера имеет слоистое строение. В соответствии с изменением температуры с высотой выделяют четыре слоя: тропосферу (до 16 км), стратосферу (до 50 км), мезосферу до 80 км) и термосферу, постепенно переходящую в межпланетное пространство. В тропосфере и мезосфере температура с высотой понижается, а в стратосфере и термосфере, наоборот, повышается.
По степени ионизации в атмосфере выделяют нейтральный слой (нейтросферу) до высоты 90 км и слой сильно ионизированный (ионосферу) — выше 80 км.
Нижний слой атмосферы — тропосфера – содержит 90 % всей массы атмосферы. Его высота над экватором до 18 км.в полярных областях – 8-10 км. Температура в тропосфере с высотой понижается в среднем на 1 км на 6 гр. Происходящие в тропосфере процессы непосредственно влияют на подстилающую поверхность на жизнь и деятельность людей.
Солнечная радиация — это вся совокупность солнечного излучения. Попадая в атмосферу, она частично (до 20%) поглощается ею и переходит в другие виды энергии. Около 30% радиации атмосфера рассеивает во все стороны, в том числе и к земной поверхности. Это рассеянная радиация. Та радиация, которая доходит до поверхности, не рассеиваясь и не поглощаясь в атмосфере, называется прямой радиацией. Вместе прямая и рассеянная радиации, дошедшие до земной поверхности, составляют суммарную радиацию. Количество суммарной радиации зависит от угла падения солнечных лучей на поверхность, продолжительности дня, облачности и прозрачности атмосферы. Годовая величина суммарной солнечной радиации в полярных широтах составляет 60 ккал/см2 , в тропиках же, где угол падения солнечных лучей значительно больше - 200 ккал/см2 .
Различная подстилающая поверхность по-разному отражает солнечные лучи. Способность поверхности отражать солнечные лучи, т.е. ее альбедо, зависит главным образом от цвета. Если свежевыпавший снег отражает до 90%, то темная пашня — всего 4%. Альбедо зеленого луга — 20%, песка — 35%. Водная поверхность в зависимости от угла падения на нее солнечных лучей отражает от 2 до 35%.
Температура подстилающей поверхности определяется тем количеством солнечной радиации, которое остается от суммарной радиации после вычета из нее отраженной и потерянной на излучение. Этот остаток называют радиационным балансом или остаточной радиацией. Если остаток увеличивается, температура поверхности повышается, если он уменьшается, температура понижается.