地球大氣層（atmosphere）又稱為大氣、氣圈或大氣圈。是指在地球引力的作用下，大量氣體聚集在地球周圍，形成深厚的大氣圈層。它是地球最外部的氣體圈層，包圍著海洋和陸地。
地球之所以擁有大氣層是因?yàn)橹亓Α４髿鈱拥男纬膳c地球的演化過(guò)程密切相關(guān)，大致經(jīng)過(guò)地球形成階段、大氣圈由還原性氣氛變?yōu)檠趸詺夥蘸蜕纬扇齻€(gè)階段。
探空火箭在3000公里高空仍發(fā)現(xiàn)有稀薄大氣，有人認(rèn)為，大氣層的上界可能延伸到離地面6400公里左右。大氣層的總質(zhì)量約為5.14x1018kg，密度隨著高度的增加而減少，絕大部分質(zhì)量位于很低的高空。在海拔3000千米以內(nèi)，大約每升高10米，大氣壓減小100Pa。超過(guò)50千米之后，壓力的變化十分微弱。大氣層的主要成分為干潔空氣、水汽和固體雜質(zhì)，其中干潔空氣是大氣的主體。按照大氣層的各種氣體體積分?jǐn)?shù)分類，主要成分為氮(78%)、氧(21%)、氬(0.93%)、二氧化碳(0.03%)和水蒸氣等。
根據(jù)大氣圈的溫度變化情況，可劃分為對(duì)流層（Troposphere）、平流層（Stratosphere）、中間層（Mesosphere）、熱層（Thermosphere）和外逸層（Exosphere）。不同層面的分界并不明顯，會(huì)受不同的經(jīng)緯度的影響。按大氣的化學(xué)成分，可劃分為均質(zhì)層和非均質(zhì)層；按大氣被電離的狀態(tài)，可劃分為非電離層和電離層。
地球大氣層所含的水、二氧化碳、氧氣、臭氧等是生命存在的基本成分，尤其是氧氣對(duì)于人類的生存最為重要。大氣參與地球表面的各種過(guò)程，使得地表的物質(zhì)交換和能量轉(zhuǎn)化得以進(jìn)行，而且對(duì)氣象和氣候有著重要影響。大氣層保護(hù)地球生物免遭太陽(yáng)的有害輻射，并減少地球極端溫度，還能阻擋大部分流星體對(duì)地球表面的撞擊。另外，大氣層可以傳遞聲波，有助于地球人類進(jìn)行語(yǔ)言交流。大氣層在氣象研究、航空航天和領(lǐng)空主權(quán)等領(lǐng)域有著重要應(yīng)用。
大氣層的定義
大氣層又稱大氣圈，是因重力關(guān)系而圍繞著地球的一層混合氣體，是地球最外部的氣體圈層，包圍著海洋和陸地。大氣圈沒(méi)有確切的上界，在離地表2000~16000千米高空仍有稀薄的氣體和基本粒子。在這個(gè)氣體包層中，存在著幾個(gè)不同的同心層。超過(guò)這個(gè)高度，空氣變得過(guò)于稀薄，則無(wú)法視作氣體。在地下，土壤和某些巖石中也會(huì)有少量氣體，它們也可認(rèn)為是大氣圈的組成部分。
發(fā)現(xiàn)歷程
由于測(cè)量不同高度的大氣層，需要人類或者飛行器能達(dá)到相應(yīng)的高度，因此測(cè)量不同高度的大氣層與人類航空航天器的發(fā)展緊密相連。在18世紀(jì)，通過(guò)爬山，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)大氣的溫度會(huì)隨著高度的上升一直減小，于是就根據(jù)高度和溫度的關(guān)系計(jì)算出大氣層高度的極限是30千米。1749年，英國(guó)科學(xué)家威爾遜將小型溫度計(jì)綁在風(fēng)箏上，將其放飛到1000多米的高空中進(jìn)行科學(xué)試驗(yàn)，從而第一次測(cè)到了低層大氣的溫度，并取得一些重要的理論數(shù)據(jù)。1783年，人類發(fā)明熱氣球之后，就有科學(xué)家乘坐熱氣球去實(shí)際測(cè)量大氣的溫度，發(fā)現(xiàn)直到10千米左右的高空大氣的溫度都是隨著高度的升高而降低；10千米以上的高空，氧氣過(guò)于稀薄，氣溫也十分低。在當(dāng)時(shí)缺乏保護(hù)措施的情況下，科學(xué)家已無(wú)法乘坐熱氣球前往更高的高度。
到20世紀(jì)初，探空氣球的發(fā)明給科學(xué)家的科研活動(dòng)提供了新的可能。1902年，法國(guó)和德國(guó)的科學(xué)家利用探空氣球幾乎同時(shí)發(fā)現(xiàn)，在超過(guò)10千米的高空后不久，大氣的溫度并沒(méi)有一直降低，反而會(huì)有上升，這就是平流層的發(fā)現(xiàn)。由于20世紀(jì)初發(fā)明的探空氣球不可能達(dá)到這么高的高度，因此關(guān)于更高氣層的研究一直無(wú)法進(jìn)行。1928年，蘇聯(lián)的莫爾恰夫發(fā)明了無(wú)線電探空儀，隨后于1930年在白俄羅斯首次完成對(duì)平流層的無(wú)線電探空儀觀測(cè)。20世紀(jì)前半期，是近代大氣科學(xué)發(fā)展的一個(gè)重要階段，形成了以皮葉克尼斯、帕爾門等人牽頭的氣象學(xué)的挪威學(xué)派，以及以卡爾-古斯塔夫·羅斯貝為首的芝加哥學(xué)派，提出了不穩(wěn)定波動(dòng)理論、斜壓不穩(wěn)定理論、正壓不穩(wěn)定理論和大氣長(zhǎng)波的頻散理論等。“第二次世界大戰(zhàn)”后，科學(xué)家們借助基于V2火箭的高空火箭技術(shù)，研究平流層以上大氣的性質(zhì)。由此，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)在中間層，大氣層的溫度又會(huì)隨著高度的增加而減小，因此這一層是和平流層不同的大氣層。中間層的高度一直持續(xù)到80-90千米左右，這個(gè)高度僅比V2火箭的最大飛行高度低一點(diǎn)。因此，人類發(fā)明航空火箭和人造衛(wèi)星之后，科學(xué)家才有機(jī)會(huì)探索中間層以上大氣的性質(zhì)。
大氣層的形成過(guò)程
地球之所以擁有大氣層是因?yàn)橹亓Α５厍虼髿鈱拥男纬膳c地球的演化過(guò)程密切相關(guān)，大致經(jīng)過(guò)地球形成階段、大氣圈由還原性氣氛變?yōu)檠趸詺夥蘸蜕纬扇齻€(gè)階段。
地球形成階段
大約在45億年前，宇宙星云中的物質(zhì)在引力的作用下聚集成不同的團(tuán)塊，其中形成一顆熔融的行星地球。它的外面包圍著一層原始大氣，其成分主要是氫氣（H2）、氦氣（He），并含有氮?dú)?/a>（N2）、水蒸氣（H2O）和二氧化碳（CO2）等。隨著地球逐漸冷卻凝固，表面形成了地殼，而被吸附或包藏在地球內(nèi)部的一些液體和氣體則通過(guò)火山活動(dòng)的形式逸出地球表面。逸出的氣體主要是氫氣、水蒸氣和一氧化碳（CO）。由于地殼相對(duì)是冷的，氣體一到表面就很快冷卻，其中大部分水汽凝結(jié)成水，形成水圈。一氧化碳和二氧化碳則還原為甲烷（CH4），氮?dú)庖膊糠诌€原為氨氣（NH3）。這個(gè)階段，大氣的主要成分是甲烷、氫氣，次要成分是水蒸氣、氮?dú)?/a>、氨等，大氣圈處于還原性氣氛之中。大約30億年之后，出現(xiàn)光合作用系統(tǒng)進(jìn)化，意味著單細(xì)胞動(dòng)物可以利用太陽(yáng)的能量將二氧化碳和水分子轉(zhuǎn)化為糖和氧氣，水的光化學(xué)分解使得大氣中的氧氣含量逐漸增長(zhǎng)。
大氣圈由還原性氣氛變?yōu)檠趸詺夥?/h3>
由于大氣中的水蒸氣持續(xù)凝結(jié)入海洋，二氧化碳與地殼礦物反應(yīng)。當(dāng)氫氣分壓降到很低時(shí)，還原性氣體化合物如甲烷、氨開(kāi)始氧化成二氧化碳、氮?dú)猓栊源蟮牡獨(dú)夥e聚起來(lái)。這一階段，生命有機(jī)體開(kāi)始出現(xiàn)在狹窄的水體或大海邊緣。由于沒(méi)有足夠的氧，有機(jī)體在映氧的條件下利用二氧化碳供給能量，制造出糖類與蛋白質(zhì)，同時(shí)開(kāi)始了光合作用產(chǎn)生氧氣。由于所產(chǎn)生的氧氣繼續(xù)被地面巖石或水中沉積物俘獲，所以這個(gè)階段氧氣仍不能積聚，但大氣的成分已由還原性轉(zhuǎn)化為氧化性。
大氣圈今日面貌的形成
這也是地球演化過(guò)程中的生命形成階段，與平流層中臭氧（O3）層的形成密切相關(guān)。由于氧氣分子的存在，它能吸收由太陽(yáng)輻射來(lái)的高能量光子，發(fā)生臭氧反應(yīng)。臭氧可以吸收大量的短波太陽(yáng)輻射而分解，或與原子氧作用，形成氧氣。由于這些反應(yīng)循環(huán)往復(fù)，致使在平流層高度形成臭氧分子濃度相對(duì)較高的臭氧層。在臭氧層形成之前，整個(gè)地球表面受到高能量太陽(yáng)光子的蹈射，生物分子很難形成。
大氣層的結(jié)構(gòu)特征
地球大氣層的厚度在1000-3000千米之間，從地球表面一直往外延伸到外層空間，其外界沒(méi)有明確的邊界，并不會(huì)在到達(dá)某個(gè)高度后突然進(jìn)入太空。根據(jù)美國(guó)國(guó)家大氣研究中心的數(shù)據(jù)，大氣層的總質(zhì)量約為5.14x1018kg。大氣層的密度是隨著高度的增加而不斷減少，最后變得非常低，但不會(huì)是零。在100千米的高空，大氣密度約為地面的200萬(wàn)分之一；在200千米的高空；大氣密度只有地面的百億分之一；超過(guò)300千米之后的高空，大氣的密度會(huì)低于地面密度的千億分之一。由于大氣層的密度隨著高度的增加而減小，大氣層的質(zhì)量也不是均勻分布，絕大部分質(zhì)量都位于很低的高空。由于地心引力作用，幾乎全部的氣體集中在離地面100千米的高度范圍內(nèi)，其中75%的大氣又集中在地面至10千米高度的對(duì)流層范圍內(nèi)。大氣質(zhì)量越往上越稀薄，隨高度上升，氣壓逐漸降低。在海拔3000千米以內(nèi)，大約每升高10米，大氣壓減小100Pa。超過(guò)50千米之后，壓力的變化十分微弱。
大氣層的成分
環(huán)繞地球的大氣是由多種氣體組成的混合物，主要成分為干潔空氣、水汽和固體雜質(zhì)。
干潔空氣
大氣中除去水汽和固體雜質(zhì)外的整個(gè)混合氣體就是干潔空氣，是大氣的主體，平均約占低層大氣體積的99.97%（水汽平均約0.03%，雜質(zhì)可忽略）。干潔空氣的成分中，氮?dú)?/a>占大氣總量的78%，氧氣占大氣總量的21%。此外，有1%的大氣成分是微量氣體，包括二氧化碳、甲烷、氬（Ar）等。
水汽
水汽是呈氣態(tài)的水。大氣中的水汽來(lái)源于地面水體和陸地表面的蒸發(fā)與植物的蒸騰，其含量因時(shí)因地而異，按容積計(jì)算其變化范圍在0~4%之間，熱帶多雨地區(qū)可達(dá)4%，寒冷干燥地區(qū)幾乎為零。水汽垂直分布主要集中在離地面2~3千米的大氣層中，高度愈高，水汽愈少。
固體雜質(zhì)
懸浮在大氣中的固體雜質(zhì)包括煙粒、塵埃、鹽粒等，其半徑一般在10-2~10-3 cm。固體雜質(zhì)集中分布于低層大氣中。固體雜質(zhì)來(lái)源于城鄉(xiāng)生產(chǎn)、生活方面的燃燒，土壤中的微粒，火山噴發(fā)產(chǎn)生的火山灰，流星燃燒所產(chǎn)生的細(xì)小微粒和海水飛濺揚(yáng)入大氣后而被蒸發(fā)的鹽粒等。
大氣分層
根據(jù)大氣圈的溫度變化
根據(jù)大氣圈的溫度變化情況，可劃分為四層：對(duì)流層（Troposphere）、平流層（Stratosphere）、中間層（Mesosphere）、熱層（Thermosphere）、逸散層。不同層面的分界并不是很明顯，會(huì)受不同的經(jīng)緯度的影響。
對(duì)流層是貼近地表的一層，大氣質(zhì)量約3/4集中在這一層。其厚度在不同的緯度有所不同，在赤道附近厚度達(dá)16千米，在中緯度是10~20千米，在兩極只有8千米左右。這一層大氣具有大規(guī)模的對(duì)流運(yùn)動(dòng)，垂直亂流混合劇烈，受地面影響顯著。該層大氣含有水汽和塵埃，具有隔熱作用，可阻止地表熱量的散發(fā)。影響地球生物的一切氣候現(xiàn)象，都發(fā)生在對(duì)流層。
大氣邊界層通常指大氣底部直接受地球表面影響的氣層，其高度約為1～1.5千米。大氣邊界層的響應(yīng)時(shí)間尺度小于1小時(shí)，是地球各個(gè)圈層相互作用的關(guān)鍵區(qū)域。受地面熱力與動(dòng)力影響，該層大氣運(yùn)動(dòng)具有明顯的湍流性質(zhì)，并且湍流過(guò)程對(duì)熱量、動(dòng)量和水汽的垂直輸送導(dǎo)致氣象要素呈現(xiàn)顯著的日變化，因此多尺度大氣邊界層過(guò)程在中尺度氣象模式、大氣環(huán)流模式、天氣預(yù)報(bào)模式、氣候預(yù)測(cè)模式以及大氣環(huán)境質(zhì)量預(yù)報(bào)模式中，都具有十分重要的作用。
平流層處于對(duì)流層頂?shù)?0~55千米的高度。由于該層大氣垂直對(duì)流不強(qiáng)，主要是平流運(yùn)動(dòng)，因而稱為平流層。平流層可分為低層和高層。低層處于11-25千米，氣層比較平穩(wěn)，溫度開(kāi)始變化不大，空氣溫度可達(dá)到-60°C，上層可逐漸升溫至0.8°C。高層處于25-50千米，在大約45千米的高度溫度為0°C。這種氣溫反差現(xiàn)象，是因?yàn)槠搅鲗哟嬖诖罅康?a href="/hebeideji/7205803355665891385.html">臭氧，會(huì)吸收大量的紫外線輻射，溫度就會(huì)逐漸升高。臭氧層位于15-20千米到55-60千米的高度之間。平流層的頂層通常被稱為“近太空”。
從平流層頂至80~85千米為中間層，該層的空氣很稀薄，空氣的垂直對(duì)流強(qiáng)烈，突出的特征是氣溫隨高度增加而迅速降低，頂部氣溫可達(dá)-83°C。
熱層又稱為暖層，處于從中間層頂往上進(jìn)入非均質(zhì)層，大約距地球表面100~800千米。該層最突出的特征是，當(dāng)太陽(yáng)光照射時(shí)，太陽(yáng)光中的紫外線被該層中的氧原子大量吸收，因此溫度升高，故稱暖層。熱層的氣溫急劇上升，最高可達(dá)1100~1650°C。
外層距地表800千米以上，為向宇宙空間的過(guò)渡層，其上界為2000~3000 千米。該層又稱為散逸層，由帶電粒子組成，因而又稱為電離層（Ionosphere）。該層越往上，地球引力越小，空氣越稀薄。地球資源衛(wèi)星多處于這一層。
根據(jù)大氣的化學(xué)成分
按大氣的化學(xué)成分劃分大氣層，是以距地平線90公里的高度為界限的。在90公里高度以下，大氣為均勻的混合狀態(tài)，組成大氣的各種成分相對(duì)比例不隨高度而變化，這一層大氣被稱為均質(zhì)層。在90公里高度以上，組成大氣的各種成分的相對(duì)比例，隨高度的升高而發(fā)生變化，比較輕的氣體如氧原子、氦原子、氫原子等越來(lái)越多，大氣就不再是均勻的混合狀態(tài)，這一層大氣被稱為非均質(zhì)層。
根據(jù)大氣被電離的狀態(tài)
根據(jù)大氣被電離的狀態(tài)，大氣層可劃分為非電離層和電離層。在海平面以上60公里以內(nèi)的大氣，基本上未被電離，處于中性狀態(tài)，這一層大氣被稱為非電離層。在地平線60公里以上至1000公里高度的大氣，在太陽(yáng)紫外線的作用下，大氣成分開(kāi)始電離，形成大量的正、陰離子和自由電子，這一層大氣被稱為電離層，該層大氣對(duì)于無(wú)線電的傳播有著重要的作用。
大氣層對(duì)地球的影響
保障地球生命存在
地球大氣中存在含有水、二氧化碳、氧氣、臭氧等使生命存在的基本成分，其中所包含的氧氣對(duì)于人類的生存最為重要。沒(méi)有大氣就沒(méi)有生物，如果地球沒(méi)有大氣層，生命形式就不會(huì)存在。地球的大氣層就是生命，是整個(gè)生物系統(tǒng)不可分割的一部分。大氣不停地運(yùn)動(dòng)，使得地表的物質(zhì)交換和能量轉(zhuǎn)化得以進(jìn)行，從而保護(hù)地球生物系統(tǒng)的正常生活和繁衍。
影響地球氣候
常規(guī)天氣和氣候現(xiàn)象
大氣參與地球表面的各種過(guò)程，如水循環(huán)、化學(xué)和物理風(fēng)化、陸地上和海洋中的光合作用及腐敗作用等，各種波動(dòng)、流動(dòng)和海洋化學(xué)也都與大氣活動(dòng)有關(guān)。發(fā)生在天空中的風(fēng)、云、雨、雪、霜、露、閃電、打雷等一切大氣的物理現(xiàn)象形成“氣象”。地球與大氣之間長(zhǎng)期的能量交換和質(zhì)量交換過(guò)程形成“氣候”，也即氣象要素的長(zhǎng)期平均狀態(tài)。
水汽是大氣中唯一能發(fā)生相變（即汽態(tài)、液態(tài)、固態(tài)的相互轉(zhuǎn)化）的成分，當(dāng)水進(jìn)行形態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)，會(huì)產(chǎn)生熱量的吸收或釋放，影響大氣的運(yùn)動(dòng)形式，從而產(chǎn)生各種天氣和氣候現(xiàn)象，水汽在其中起著主導(dǎo)作用。此外，水汽能強(qiáng)烈地吸收地面輻射，也能放射長(zhǎng)波輻射，對(duì)地表和大氣的溫度有顯著的影響。固體雜質(zhì)能充當(dāng)水汽凝結(jié)的核心，是大氣水汽凝結(jié)的必要條件。它能吸收部分太陽(yáng)輻射，又能削弱太陽(yáng)直接輻射和阻擋地面長(zhǎng)波輻射，對(duì)地面和大氣的溫度變化產(chǎn)生了一定的影響。此外，大氣中的雜質(zhì)、微粒聚集在一起，直接影響大氣的能見(jiàn)度。
溫室效應(yīng)
來(lái)自太陽(yáng)的熱量以短波輻射的形式到達(dá)地球外空間，然后穿越大氣層到達(dá)地球表面。地球表面吸收這些短波輻射熱量后升溫，升溫后的地球表面反而向大氣釋放長(zhǎng)波輻射熱量，這些長(zhǎng)波熱量很容易被大氣中的溫室氣體吸收，這樣就使得地球表面的大氣溫度升高，從而產(chǎn)生溫室效應(yīng)。假若沒(méi)有溫室效應(yīng)，地球上的季節(jié)溫差和晝夜溫差就會(huì)很大，地球表面的溫度將會(huì)處于低寒狀態(tài)，不適宜人類生存。但是由于人類活動(dòng)釋放大量的溫室氣體，使得大氣中溫室氣體的濃度急劇升高，造成溫室效應(yīng)不斷加劇，全球平均氣溫逐年升高，導(dǎo)致全球氣候變暖，產(chǎn)生一系列全球性氣候問(wèn)題。
其它方面
地球上的人類居住在大氣的底層。地球大氣層作為一個(gè)屏障，過(guò)濾了大部分太陽(yáng)輻射，從而減少地球極端溫度。同時(shí)，可以阻止有害于地球生物的輻射線進(jìn)入地球。位于20千米～30千米的臭氧層，可以隔絕100%的UVC、90%的UVB、50%的UVA。而且，大氣層可以阻擋大部分流星體對(duì)地球表面的撞擊。另外，大氣層處在不停的運(yùn)動(dòng)之中，這層空氣可以傳遞聲波，有助于地球人類進(jìn)行語(yǔ)言交流。
重要事件
NASA觀測(cè)拍攝大氣層
2018年8月26日，美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）公布了一張通過(guò)戈達(dá)德地球觀測(cè)系統(tǒng)拍攝的衛(wèi)星圖像，它顯示了2018年8月23日地球上各種顆粒在大氣層中的運(yùn)動(dòng)情況。衛(wèi)星圖像較清晰地顯示出大量的煙霧飄過(guò)北美洲和非洲上空，三個(gè)熱帶氣旋在太平洋上運(yùn)動(dòng)，以及大量的塵埃云吹過(guò)非洲和亞洲的沙漠。
聯(lián)合國(guó)機(jī)構(gòu)發(fā)布?xì)夂蜃兓?/h3>
2022年11月，聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）公開(kāi)發(fā)布了《氣候變化2021：公眾摘要》。其中表明，2011年至 2020年，地球表面的平均溫度比19世紀(jì)末的平均溫度高1.1℃，并且比過(guò)去12.5萬(wàn)年的任何時(shí)候都高。全球變暖增溫速度顯著，比過(guò)去兩千年來(lái)的任何時(shí)候都快。由于人類排放，大氣中的溫室氣體含量持續(xù)上升，二氧化碳濃度處于200萬(wàn)年來(lái)的最高水平，甲烷和一氧化二氮的濃度達(dá)到80萬(wàn)年來(lái)最高水平。
相關(guān)研究和行業(yè)
氣象研究
天氣與氣候都是因?yàn)榇髿獠▌?dòng)產(chǎn)生的大氣現(xiàn)象。大氣波動(dòng)則是由高低（氣壓或溫度等）兩個(gè)或多個(gè)位相組成的波浪狀振動(dòng)，每個(gè)位相的大氣現(xiàn)象都不相同，呈現(xiàn)晴雨、冷熱等現(xiàn)象交替出現(xiàn)的波動(dòng)性的周期變化過(guò)程。影響地球生物的一切氣候現(xiàn)象，都發(fā)生在大氣對(duì)流層。大氣邊界層通常指大氣底部直接受地球表面影響的氣層，其高度約為1～1.5千米。大氣邊界層的響應(yīng)時(shí)間尺度小于1小時(shí)，是地球各個(gè)圈層相互作用的關(guān)鍵區(qū)域，對(duì)云和對(duì)流的發(fā)展、演變有重要作用。受地面熱力與動(dòng)力影響，該層大氣運(yùn)動(dòng)具有明顯的湍流性質(zhì)，并且湍流過(guò)程對(duì)熱量、動(dòng)量和水汽的垂直輸送導(dǎo)致氣象要素呈現(xiàn)顯著的日變化，因此多尺度大氣邊界層過(guò)程在中尺度氣象模式、大氣環(huán)流模式、天氣預(yù)報(bào)模式、氣候預(yù)測(cè)模式以及大氣環(huán)境質(zhì)量預(yù)報(bào)模式中，都具有十分重要的作用。因而，氣象學(xué)與氣候?qū)W的研究對(duì)象為大氣熱學(xué)、大氣水分、大氣運(yùn)動(dòng)、天氣系統(tǒng)、氣候形成、氣候類型、氣候變化與人類活動(dòng)等。
航空航天
國(guó)際航空聯(lián)合會(huì)發(fā)布的太空和內(nèi)層大氣空間的高度約為100千米，也即“卡門線”。卡門線是靠飛行速度提供足夠的氣動(dòng)升力，使飛行器能夠沿直線飛行，而不必遵循地球表面的曲率作類圓周運(yùn)動(dòng)的最高高度。任何超過(guò)卡門線的飛行器都可以認(rèn)為是進(jìn)入了太空，可以稱之為航天器。在低于卡門線的高空進(jìn)行活動(dòng)的飛行器，則稱之為航空器。
由于平流層的空氣主要以水平流動(dòng)為主，沒(méi)有太多上升和下沉的氣流運(yùn)動(dòng)，也沒(méi)有太多的天氣現(xiàn)象，非常適合飛機(jī)飛行。但是平流層的風(fēng)速非常大，而且一年中的半年時(shí)間有東風(fēng)環(huán)流，另外半年時(shí)間有西風(fēng)環(huán)流。因而一般飛機(jī)的巡航高度，就在對(duì)流層和平流層的交界處附近。現(xiàn)代民航使用最多的是噴氣客機(jī)，其飛行最佳巡航高度和飛行的大部分時(shí)間，通常都集中在9000米至12500米之間。
亞軌道飛行
距地面20～100千米的空域稱為亞軌道，處于現(xiàn)有飛機(jī)的最高飛行高度和衛(wèi)星的最低軌道高度之間，也稱為臨近空間或空天過(guò)渡區(qū)，大致包括大氣平流層區(qū)域、大氣中間層區(qū)域和部分電離層區(qū)域。這一區(qū)域既不屬于航空范疇，也不屬于航天范疇。在這個(gè)高度域的飛行為“亞軌道飛行”，在這個(gè)高度飛行的器具稱為“亞軌道轟炸機(jī)”或“亞軌道航天器”。亞軌道和拋射體一樣，通過(guò)改變拋射角度，可以在很大范圍內(nèi)隨意調(diào)整彈道的最高點(diǎn)、射距與落點(diǎn)，這一特性使得它在軍事上有著很大的發(fā)展空間。亞軌道對(duì)于情報(bào)收集、偵察監(jiān)視、通信保障以及對(duì)空對(duì)地作戰(zhàn)等，具有巨大的發(fā)展前景。
國(guó)際空間站
1971年，蘇聯(lián)把人類第一個(gè)空間站“禮炮一號(hào)”送入太空，這是第一代空間站。在1971-1982年，蘇聯(lián)成功發(fā)射了7個(gè)空間站，其中包括第二代空間站“禮炮六號(hào)”“禮炮七號(hào)”。1976年，蘇聯(lián)開(kāi)始探索發(fā)展第三代空間站“和平號(hào)”。蘇聯(lián)解體后，俄羅斯繼承了蘇聯(lián)的航天資源。1998年，俄羅斯、美國(guó)達(dá)成合作，共同合作建立空間站-國(guó)際空間站，成為第四代空間站。該空間站作為科學(xué)研究和開(kāi)發(fā)太空資源的手段，以美國(guó)、俄羅斯為首，包括加拿大、日本、巴西和歐洲航天局（11個(gè)國(guó)家）等國(guó)家參與研制，運(yùn)行軌道高度為397千米。
領(lǐng)空的主權(quán)
20世紀(jì)50年代以前，世界默認(rèn)“領(lǐng)空高度無(wú)限論”，即每個(gè)國(guó)家對(duì)其領(lǐng)空的主權(quán)權(quán)利為從地心出發(fā)、由領(lǐng)土外廓線向上延伸至蒼穹。隨著卡門線的確立，領(lǐng)空的高度被矮化和具象。1967年生效的《外空條約》，是國(guó)際上第一部規(guī)定外空活動(dòng)法律原則的條約，被稱為“空間憲法”。在《國(guó)際航空法》中，強(qiáng)調(diào)領(lǐng)空（territory airspace）主權(quán)是根本性原則；本國(guó)領(lǐng)土以上的空氣空間為領(lǐng)空，擁有排他性。
參考資料 >
atmosphere.britannica.2024-12-11
淺談大氣科學(xué)的發(fā)展脈絡(luò).中國(guó)氣象局圖書館（氣象科技史研究中心）.2024-12-11
天有多高?就看大氣層有多厚.科普中國(guó)網(wǎng).2024-12-10
[科普中國(guó)]-大氣層.科普中國(guó)網(wǎng).2024-12-10
宇宙中獨(dú)一無(wú)二的大氣層:地球的大氣層是怎么來(lái)的?.中國(guó)數(shù)字科技館.2024-12-09
Earth’s Atmospheric Layers.NASA.2024-12-10
大氣的垂直結(jié)構(gòu)——特殊的“五層樓”結(jié)構(gòu).中國(guó)科學(xué)院科普云平臺(tái).2024-12-18
當(dāng)韋伯望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)地球大氣層.NASA中文.2024-12-09
地球上為什么會(huì)有大氣層?地球上的大氣層是怎么形成的?.科普中國(guó)網(wǎng).2024-12-10
天氣與氣候的科學(xué)概念.中國(guó)氣象局官方網(wǎng)站.2024-12-11
地球的大氣層和氣體層 .Encyclopedie-environnement.2024-12-10
干貨科普！什么是“亞軌道飛行”？.騰訊網(wǎng).2024-12-10
探秘氣象探空.中國(guó)氣象局官方網(wǎng)站.2024-12-11
地球“黑暗時(shí)期”究竟發(fā)生了什么?.青島海洋地質(zhì)研究所.2024-12-11
大氣邊界層研究進(jìn)展.《地質(zhì)科學(xué)》雜志.2024-12-11
飛往平流層.AirPano.2024-12-11
“氣象”、“天氣”和“氣候”的區(qū)別與聯(lián)系.中國(guó)天氣網(wǎng).2024-12-11
全球溫室效應(yīng).中國(guó)科學(xué)院.2024-12-11
為什么說(shuō)平流層是人類生死攸關(guān)的“保護(hù)傘”?.騰訊網(wǎng).2024-12-11
NASA公布地球大氣層顆粒運(yùn)動(dòng)情況.今日頭條.2024-12-09
IPCC最新發(fā)布《氣候變化2021:公眾摘要》.中國(guó)氣象局.2024-12-11
氣象學(xué)與氣候?qū)W.中國(guó)大學(xué)MOOC.2024-12-11
民航總局:民航縮小飛行高度層垂直間隔順利實(shí)施.中國(guó)政府網(wǎng).2024-12-11
【熱點(diǎn)解讀】中國(guó)空間站和國(guó)際空間站有啥不一樣？一文讀懂其中區(qū)別.中國(guó)數(shù)字科技館.2024-12-11
什么是國(guó)際空間站？國(guó)際空間站主要結(jié)構(gòu)由哪幾部分組成？建成后的國(guó)際空間站有什么用途？.國(guó)家航天局.2024-12-11