Atmosfera jest to gazowa powłoka Ziemi, będąca mieszaniną gazów, ciał stałych i ciekłych. Jej stałymi składniki są azot (78%) i tlen (21%), do składników zmiennych należą: para wodna, dwutlenek węgla, ozon, składniki mineralne i organiczne.
Atmosfera ma budowę warstwową. Kolejne warstwy (tzw. sfery) wydziela się według kryteriów takich, jak: ciśnienie, gęstość i temperatura gazów. Wartości owych elementów zmieniają się wraz z wysokością nad powierzchnią Ziemi. Wydziela się pięć sfer:
- troposfera - sięga do wysokości 7 - 17 km. Zawiera prawie całą parę wodną występującą w atmosferze. Następuje w niej spadek temperatury wraz z wysokością wynoszący średnio 0,6ºC/100m. W troposferze występują pionowe i poziomy ruchy powietrza;
- stratosfera - sięga do 50 km wysokości. Temperatura w jej dolnej części wynosi - 50ºC i wzrasta z wysokością do 0ºC przy górnej granicy. Warstwa ta pochłania promieniowanie UV;
- mezosfera - rozciąga się nad stratosferą do wysokości 80 km nad Ziemią. Następuje w niej szybki spadek temperatury do ok. - 90ºC;
- termosfera - sięga do wysokości 300 - 800 km. Cechuje ją szybki wzrost temperatury do ok. 1500ºC. Sfera ta pochłania promieniowanie słoneczne. Występują w niej zjawiska zorzy polarnej;
- egzosfera - sięga do ok. 2000 km. Następuje w niej spadek temperatury do -270ºC. Wraz z wysokością powietrze staje się rzadsze i lżejsze, a ciśnienie maleje. Warstwa ta przechodzi stopniowo w przestrzeń kosmiczną.
W najniższej warstwie atmosfery - troposferze ma miejsce kształtowanie się klimatu. Do jego głównych elementów należą:
- temperatura powietrza - średnia temperatura przy powierzchni Ziemi wynosi 15ºC. Głównymi czynnikami wpływającymi na rozkład temperatur na naszym globie są: szerokość geograficzna, wysokość nad poziomem morza, rozkład ciśnienia, odległość od zbiornika wodnego, pokrycie terenu. Najwyższą temperaturę na kuli ziemskiej zanotowano w Dżibuti w Afryce, a wyniosła ona +63ºC, najniższą natomiast - na Antarktydzie, równą - 71º.
- opady atmosferyczne - wielkość opadów na kuli ziemskiej również zależy od kilku czynników: od ogólnego układu cyrkulacji powietrza w troposferze, rzeźby terenu, odległości od morza i oceanu oraz od prądów morskich.
- ciśnienie atmosferyczne - normalny stan ciśnienia wynosi 760 mmHg, co się równa 1013 hPa. Jest kilka stałych układów ciśnienia na Ziemi: strefa niżu okołorównikowego, strefy wyżów podzwrotnikowych, strefy niżów szerokości umiarkowanych oraz strefy wyżów okołobiegunowych. Wyż baryczny cechuje małe zachmurzenie, mała ilość opadów oraz duże amplitudy temperatur między latem a zimą. Niże natomiast charakteryzują duże zachmurzenie, duża ilość opadów oraz małe amplitudy temperatur.
Powyższe czynniki wpływają na kształtowanie się mas powietrza: równikowego, zwrotnikowego, polarnego i arktycznego.
Troposfera zawiera prawie całą parę wodną atmosfery Jej zawartość określa wilgotność powietrza. Wpływ na nią mają: temperatura powietrza (im wyższa, tym wilgotność jest wyższa), szerokość geograficzna, pora roku oraz ciśnienie atmosferyczne.
Zawarta w troposferze para wodna może ulec tzw. kondensacji, tzn. przejść w stan ciekły, bądź resublimacji - przejściu w stan stały. Produktami kondensacji pary wodnej są mgła i chmury.
Jest kilka rodzajów chmur:
- kłębiaste (cumulus),
- pierzaste (cirrus),
- warstwowe (stratus),
- deszczowo-burzowe (nimbus)
Efektami resublimacji są natomiast: rosa, szron, gołoledź i szadź.
