Жер шарын жан-жағынан а т м о с ф е р а деп аталатын ауа қабығы қоршап жатыр.
Ол — Жердің ең сыртқы қабығы.
Ауа дегеніміз — әр түрлі газдардың қосындысы. Олардың ішінде негізі орынды азот пен оттегі алады. Құрғақ ауа көлемінің 78%-ын азот, 21%-ын оттегі құрайды.
Басқа газдардың ішіндегі ең маңыздысы — көміркышқыл газ. Ол жанудан және жануарлардың тыныс алуынан түзіледі.
Ауаның құрамына газдардан басқа су буы, түрлі шаң-тозаң кіреді.
Атмосфераның төменгі шекарасы айқын, ол жер немесе су беті болып табылады. Биіктік артқан сайын ауа сирей береді де, ақыр сонында бірте-бірте ғаламдық кеңістікке ұласып кетеді. Сондықтан атмосфераның жоғарғы шекарасын дәл белгілеп айту қиын. Ғалымдар оны шамамен 2-3 мың километр биіктікте өтеді деп есептейді. Осындай қалыңдыктағы ауа қабығы Жер төңірегінде оның тарту күшінің әсерінен ұсталып тұрады және Жердің өзімен бірге айналады.
Атмосфералық ауаның құрамы, температурасы, тығыздығы және т.б. бір жерден екінші жерге барғанда және биіктік бойынша өзгереді. Атмосфераның бұл қасиеттері, әсіресе биіктік бойынша үлкен өзгеріске ұшырайды.
Температураның және газ құрамының өзгеріеіне қарай атмосфера биіктік бойынша бірнеше қабатқа жіктеледі.
Атмосфераның жер бетіне таяу орналасқан ең төменгі қабаты -тропосфера (грекше тропос — бұрылыс, өзгеріс). Онда температура биіктік бой-ынша шамамен бірқалыпты төмендейді. Оған себеші атмосфераның бұл қабатындағы ауа оған түскен күн сәулелерінен тікелей жылынбайды/ алдымен Жер беті жылынады да, жылу содан барып ауаға тарайды. Тропосфераның жоғарғы шегінде температура — 55° С-қа дейін төмендейді.
Тропосфераның үстінде стратосфера (грекше стратум —қабатталған) қабаты жатады. Оның төменгі бөлігінде біраз биіктікке дейін температура біршама тұрақты, ал жоғарғы жағында айтарлықтай тез өседі. Температураның жоғарылауы осы қабатта шоғырланған озон газы қабатының күн сәулелерін сүзуіне байланысты.
Стратосферадағы ауа өте құрғақ болуымен ерекшеленеді. Атмос-фераның бұл қабаты 50-55 км биіктікке дейін барады.
Атмосфераның үстіңгі бөлігінде ауаның температурасы алдымен 80-90 км биіктікке дейін қайтадан төмендейді. Одан әрі температура тез көтеріліп, 1000°-2000° С-қа дейін өседі. Мұнда Күннен атмосфераның төменгі кабаттарына дейін жетпейтін ерекше зарядтар таралады да, газ бөлшектерін электрлендіреді. Олар күн сәулелерін жақсы жұтып алатындықтан, қатты қызады. Бірақ газ бөлшектері бір-біріне маңайламайтындықтан, мұндай температураны адамның денесі сезбеген болар еді. Күннен таралатын электр зарядтары атмосфераның биік қабаттарында поляр шұғыласы құбылысын тудырады. Атмосфераның ең сыртқы қабатынан газ бөлшектері Жер төңірегіндегі әлемдік кеңістікке шашырап кетіп жатады.
Жер бетінде өтіп жататын түрлі құбылыстар, өзгерістер, тіршілік атаулы ауамен байланысты. Ауа қабығы болмаса, жер бетінің температурасы Айдағы сияқты күн мен түннің арасында өте үлкен мөлшерде ауытқып тұрар еді. Күндіз тіктеп түскен күн сәулесі жер бетіндегі заттың бәрін бірден күйдіріп жіберер еді. Күндізгі ыстық тек өзендер мен көлдерді ғана емес, тіпті теңіздерді де түгелдей буландырып құрғатып жіберер еді. Оған, керісінше, түндегі суық — 1009 С-тан асып кетер еді. Ондай ыстық пен қақаған аязға жануарлар да, өсімдіктер де шыдамайтыны белгілі. Демек, жер бетін құлазыған шөл алып жатар еді. Атмосфера күн сәулелерін шашыратып, жайып тарататындықтан, күндіз жер беті өте қатты қызып кетпейді. Оның есесіне түнде ауа қабаты жылуды қымтап ұстап тұрады да, жер бетін қатты салқындаудан сақтайды.
Атмосфераның төменгі қабатында бұлт үйіріліп, жауын-шашын жауады.
Жерге әлемдік кеңістіктен метеориттер үздіксіз ұшып келіп жатады. Бірақ олардың көпшілігі ауаға ысылып жанып кетеді. Атмосфера болмаса метеориттер Жерді үздіксіз соққылап жатар еді.
Біздің планетамыздағы тіршілік атмосфера қабатына тығыз байланысты. Ауаның құрамындағы оттегімен адам және жануарлар тыныс алады. Өсімдіктің өсуі үшін де ауа керек. Ауа болмаса жер бетін Айдағы сияқты құлазыған ку шөл алып жатар еді.
Атмосфераның төменгі жер бетіне таяу қабаттары тікелей бақылау арқылы ертеден зерттеле бастады. Ал биік қабаттары мен олардың құрылысы туралы мағлұматтар ұзақ уақыт тек жанама белгілер арқылы ғана алынып келді. Метеориттердің жануын бақылау 100 км және одан да биікте ауаның едәуір тығыз екендігін, күміс бұлттар өте үлкен биіктікте су булары бар екенін болжауға мүмкіндік береді. Сол сияқты дыбыстың таралуына, батқан Күннің шапағын бақылауға байланысты атмосфераның биік қабаттарының құрылысы мен құрамы туралы кейбір мәліметтер алынды. XIX ғ, бас кезінен атмосфераны аэростаттардың көмегімен зерттеу жұмыстары басталды. Көп ұзамай-ақ атмосфераның жер бетінен ондаған километр биік қабаттары туралы шарзонд арқылы мәлімет алына бастады.
Атмосфераның биік қабаттарын зерттеуге радиозонд қолданылады. Бұл тәсіл бойынша арнаулы аспаптар жеңіл газ толтырылған әуе шарының көмегімен едәуір биікке — көбінесе стратосфераның орта тұсына дейін көтеріледі. Олар өрлеп бара жатқан жолында түрлі биіктіктегі ауаның температурасын, ылғалдығын және қысымын өлшейді. Алынған мәліметтерді радиотаратқыштар Жерге хабарлап отырады. Радиозондтардың шарықтау биіктігі — 35-40 км. Ал метеорологиялық зымырандар онан 3-4 есе артық биіктікке ұшырылады. Зымыран шарықтау шегіне жеткеннен кейін оның бақылау жүргізетін аспаптар орналасқан бас жағы бөлінеді де, парашютпен қалықтап түседі. Жиналған мәліметтер жердегі станцияға басқашателедидар арқылы да жеткізіледі.
Соңғы кездері атмосфераның жоғарғы қабаттарын зерттеуге Жердің жасанды серіктері (ЖЖС) кеңінен қолданылуда. Олар атмосфераның жер бетіне таяу қабатын және бұлттылық жайын фотосуретке түсіріп хабарлайды және үздіксіз теле көріністер беріп отырады. Мұндай хабарлар сұрапыл жойқын дауылдарды, атмосфераның ластануын, орман өртін және т. б. құбы-лыстарды дер кезінде біліп, алдын ала шара қолдануға мүмкіндік береді.
Тұрақты орбитамен Жерді айналып ұшып жүретін жасанды Жер серіктерінен кейін іле-шала әлемдік кеңістікке ғарыш кемелері ұшырылды. Олар Жер атмосферасының ең жоғарғы қабаттары және планетааралық кеңістік туралы мағлұматтар бере бастады .