大气是多种气体组成的混合物。低层大气是由干洁空气、水汽和固体杂质三部分组成。
一、大气的垂直分层
地球大气从地面向上，可延伸到数千千米高空，根据温度、密度和大气运动情况，可将其划分为对流层、平流层和高层大气。
(一)高层大气
自平流层顶以上到大气上界，其中80～500千米高空有若干电离层。电离层大气中的氧分子和氦分子在太阳紫外线和宇宙射线的作用下被分解为离子，大气处于高度电离状态，故能反射无线电波，对无线电通信有重要作用。
(二)平流层
自对流层顶至50～55千米，下层气温随高度变化很小，30千米以上气温随高度增加而迅速上升。上热下冷，大气以水平运动为主。臭氧大量吸收紫外线，是人类生存环境的天然屏障。大气稳定，天气晴朗，没有云雨变幻，利于高空飞行。
(三)对流层
该层在低纬17～18千米，中纬10～12千米，高纬8～9千米。热量来自地面，气温随高度增加而递减。大气上部冷，下部热，对流运动显著，加上水汽杂质多，因而天气复杂多变。因为人类生活在对流层底部，因而对流层与人类关系最密切。
二、对流层中的逆温现象
对流层的中层和上层受地表的影响较小，气温直减率的变化比下层小得多。而对流层下面的气温直减率随地面性质、季节、昼夜和天气条件的变化差别很大，在一定条件下，会出现气温随高度增高而升高的逆温现象。较为常见的有辐射逆温、锋面逆温、地形逆温等。
辐射逆温：由于地面辐射强烈冷却而形成逆温。
锋面逆温：由暖气团位于冷气团之上而形成的，这种逆温层是随锋面的倾斜而成倾斜状态。
地形逆温：主要由地形造成，主要在盆地和谷地中。由于山坡散热快，冷空气循山坡下沉到谷底，谷底原来的暖空气抬挤上升，从而出现温度的倒置现象。
平流逆温：暖空气水平移动到冷的地面或气层之上而成。
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