Dựa trờn những ủặc tớnh vật lý và tớnh chất hoạt ủộng, khớ quyển trỏi ủất ủược chia thành 5 tầng mỗi tầng cú những ủặc trưng vật lý khỏc nhau (xem sơ ủồ hỡnh 2.1).
1.1. Tầng ủối lưu (Troposphere)
Là tầng khụng khớ gần mặt ủất nhất, ủộ cao trung bỡnh của nú vào khoảng 11 km: ở hai cực trỏi ủất chỉ cao từ 8 - 10 km, cũn ở vựng xớch ủạo là 15 - 18 km. éộ cao của tầng khớ quyển này do ủộ cao của cỏc dũng ủối lưu quyết ủịnh, bởi vậy nú thay ủổi theo mựa trong năm và thay ủổi theo vĩ ủộ ủịa lý, do tớnh chất nhiệt lực quyết ủịnh.
Tầng ủối lưu là tầng khớ quyền hoạt ủộng nhất. Cỏc hiện tượng thời tiết, mưa, nắng, mõy, dụng bóo... ủều xảy ra ở tầng khớ quyển này. Tầng ủối lưu cũng là mụi trường sống của tất cả cỏc sinh vật trờn trỏi ủất.
éặc ủiểm quan trọng của tầng ủối lưu là nhiệt ủộ giảm dần theo ủộ cao. Trung bỡnh cứ lờn cao 100m nhiệt ủộ giảm xuống 0,640C. Nhiệt ủộ ở giới hạn trờn của nú xuống rất thấp, cú thể ủạt - 700C ở vựng xớch ủạo của trỏi ủất.
Ở tầng này thường xảy ra hiện tượng cỏc dũng khụng khớ ủi lờn hoặc ủi xuống (do cỏc trung tõm khớ ỏp cao, khớ ỏp thấp..., do gặp cỏc chướng ngại vật trờn mặt ủất, do sự tranh chấp Trỏi ủất, bằng lực hỳt của mỡnh ủó tập trung xung quanh nú một lớp cỏc chất khớ ủược gọi là khớ quyển. Lớp khớ quyển gần mặt ủất cú vai trũ hết sức lớn lao ủối với sự sống trờn trỏi ủất, là mụi trường quan trọng của nền sản xuất nụng nghiệp.
Hỗn hợp cỏc chất khớ tạo nờn khớ quyển ủược gọi là khụng khớ. Trong khớ quyển liờn tục xẩy ra các quá trình và hiện tượng vật lý: sự tuần hoàn nước, các hiện tượng quang học, ủiện học. Tập hợp cỏc hiện tượng và quỏ trỡnh vật lý ủú chớnh là chế ủộ thời tiết của một vựng. Ở một chừng mực nào ủú sự biến ủối của thời tiết ủó tạo nờn những ủiều kiện cần thiết cho sự sống núi chung và cho ngành sản xuất nụng nghiệp núi riờng. Sự biến ủộng thỏi quỏ của nú cú thế dẫn ủến những thiờn tai ủe dọa cuộc sống và cỏc hoạt ủộng sản xuất của con người.
Giữa khớ quyển, sinh quyển, thủy quyển và ủịa quyển luụn luụn trao ủổi tương tỏc lẫn nhau trong suốt quỏ trỡnh lịch sử hỡnh thành trỏi ủất ủă tạo nờn những cõn bằng ủộng.
Những cân bằng này có tác dụng duy trì, tái tạo các pha của cân bằng tư nhiên. Nếu một ủiều kiện nào ủú trong cõn bằng bị phỏ vỡ sẽ gõy ra những tổn thất khụng lường trước ủược. Sự hoạt ủộng thiếu ý thức bảo vệ thiờn nhiờn của con người ngày càng xõm phạm cõn bằng sinh thái, làm cho nguồn tài nguyên ngày càng cạn kiệt. Hàng năm 17 triệu hecta rừng nhiệt ủới, 300.000 ha rừng thưa bị khai thỏc quỏ mức. Một phần ba diện tớch ủất ủai bị ủe doạ bởi nạn hoang mạc húa. Nạn ụ nhiễm khụng khớ, ụ nhiễm nước ủó làm mất ủi ước chừng 5 - 10% số loài sinh vật từ nay ủến năm 2020; và ủến năm 2050 số loài sinh vật bị diệt chủng sẽ lờn ủến 25%. Sinh quyển bị phỏ vỡ sẽ gõy ra sự biến ủộng khớ hậu và khụ hạn, lũ lụt trờn trỏi ủất ngày một gia tăng.
Việc bảo vệ cõn bằng sinh thỏi là vấn ủề quyết ủịnh sự tồn vong của loài người. Mọi người cần có ý thức bảo vệ nó. Ðể làm cơ sở cho những hiểu biết chúng ta lần lượt xem xét những vấn ủề sau ủõy:
(Khảo sát khí quyển, Oklahoma - 1997) Chỳng ta biết rằng cỏc chất khớ ủều chứa ủựng năng lượng ủược gọi là ủộng năng. éộng năng của chất khớ phụ thuộc vào ỏp suất khớ quyển, nú ủiều khiển trạng thỏi nhiệt: khi bị nộn chỳng núng lờn, khi gión nở chỳng bị lạnh ủi. Từ nguyờn lý ủú ta cú thể suy ra rằng: Khối khụng khớ khi chuyển ủộng ủi lờn, ỏp suất giảm dần và gión ra do dú chỳng lạnh ủi.
Ngược lại, sự vận chuyển từ cao xuống thấp, không khí ở trạng thái bị nén và làm nhiệt ủộ của nú tăng lờn. Giả thiết rằng khối khụng khớ chuyển ủộng nhanh, khụng cú sự trao ủổi nhiệt hoặc sự xỏo trộn với khối khụng khớ xung quanh. Hiện tượng ủú ủược gọi là ủoạn nhiệt, cú nghĩa là khụng cú sự trao ủổi nhiệt với xung quanh.
Cỏc khối khụng khớ ủi lờn bao giờ cũng cú hiện tượng ủoạn nhiệt lạnh; cỏc khối khụng khớ ủi xuống thường kốm theo hiện tượng ủoạn nhiệt núng. Ở cỏc khối khụng khớ khụ (chưa
bởi vỡ nú chưa bóo hũa hơi nước, ủến một ủộ cao nhất ủịnh nhiệt ủộ khụng khớ ủó giảm ủến ủiểm sương, và trở nờn bóo hũa hơi nước, sự tiếp tục giảm nhiệt ủộ theo mức ủộ ủoạn nhiệt ẩm.
Kết quả thống kê số liệu cao không 30 năm (1961 - 1990) ở Hà Nội cho thấy, vào mùa đông ở lớp không khắ 500 mét thường xuất hiện lớp nghịch nhiệt (thể hiện rõ trong giá trị nhiệt ủộ tối cao), cũn mựa Hố lớp nghịch nhiệt yếu hơn. Do cú lớp nghịch nhiệt, ở lớp khụng khí cao hơn thường xảy ra ngưng kết hơi nước.
Bảng 2.1. Nhiệt ủộ khụng khớ khảo sỏt lỳc 7h (0h GMT) ở cỏc ủộ cao tại Hà Nội (Số liệu 30 năm 1961 -1990)
Mực (mét) Tháng I Tháng VII
0 Ttb Tmax Tmin Ttb Tmax Tmin
0 14,6 23,0 5,5 27,3 31,4 21,6
200 13,8 21,7 3,5 26,2 31,9 20,3
500 12,5 24,7 0,9 25,2 30,0 19,1
1000 10,6 21,4 0,6 22,8 27,7 16,0
1500 9,3 19,1 -1,5 20,0 24,8 15,3
2100 7,9 18,1 -1,7 16,6 20,8 2,0
3100 5,0 14,2 -3,7 11,1 15,7 7,9
Nguồn: TS. Hoàng Thị Phương Hồng (ðài khí tượng cao không Hà Nội) Hiện tượng thăng, giỏng của cỏc khối khụng khớ trong tầng ủối lưu thường diễn ra hàng ngày, với cường ủộ mạnh hay yếu tựy theo chế ủộ nhiệt của mặt ủất và là nguyờn nhõn làm hơi nước ngưng kết, tạo thành mõy, mưa... Hiện tượng ủi xuống của cỏc khối khụng khớ (ở cỏc trung tõm ỏp cao, trờn cỏc sườn nỳi xuống...) làm cho khụng khớ núng lờn, ủộ ẩm xa dần trạng thỏi bóo hũa. Hiện tượng thăng, giỏng của cỏc khối khụng khớ là một hiện tượng ủặc trưng quan trọng của tầng ủối lưu.
Tầng ủối lưu chiếm 80% khối lượng khớ quyển và 90% hơi nước, thành phần khớ quyển ở tầng này luụn luụn diễn ra sự trao ủổi giữa mặt ủất, mặt ủại dương và khớ quyển.
1.2. Tầng bình lưu (Stratosphere)
Tầng bỡnh lưu là tầng tiếp giỏp với tầng ủối lưu, lờn cao tới 50 - 55km. éặc ủiểm của tầng bỡnh lưu là khụng khớ ớt bị xỏo trộn theo chiều thẳng ủứng. Cú thể tỏch tầng này thành hai lớp:
- Lớp ủẳng nhiệt: nằm sỏt tầng ủối lưu lờn cao tới 25km, nhiệt ủộ ớt thay ủổi, trung bỡnh vào khoảng -550C. Lớp khớ quyển này thường chuyển ủộng theo chiều nằm ngang từ ủụng sang tây. Kích thước các khối không khí này có thể tới hàng nghìn cây số.
Sư tăng dần nhiệt ủộ của lớp khớ quyển này cú thể là do sự cú mặt của tầng ụzụn, chất hấp thu mạnh các tia sóng ngắn của bức xạ mặt trời.
- Phớa trờn tầng nghịch nhiệt là ủỉnh tầng bỡnh lưu (Stratopause), nhiệt ủộ khỏ ổn ủịnh, khoảng 00C ở ủộ cao 55km.
1.3. Tầng trung gian (Mesosphere)
Tầng trung gian nằm trờn tầng bỡnh lưu cho ủến ủộ cao 80 - 90 km. Tầng này nhiệt ủộ giảm dần theo ủộ cao và ủạt ủến giỏ trị - 700C ủến - 800C.
1.4. Tầng ủiện ly (Thermosphere)
Tầng ủiện ly hay cũn gọi là tầng nhiệt quyển là tầng khụng khớ cú ủộ cao từ 80 ủến 800km. Ở tầng này không khí rất thưa loăng. Dưới tác dụng của các tia bức xạ, các chất khí ủều bị phõn ly và bị ion hoỏ mạnh. Khớ quyển ở ủõy cú ủộ dẫn ủiện cao.
éộ dẫn ủiện cao ở tầng ủiện ly là nguyờn nhõn làm phản hồi cỏc súng vụ tuyến phỏt ủi từ mặt ủất, nhờ vậy mà mọi thiết bị vụ tuyến ủiện ở mặt ủất, ở cỏc vệ tinh nhõn tạo mới cú thể hoạt ủộng bỡnh thường ủược.
Tầng ion cú thể nhận thấy hai cực ủại ion húa ở ủộ cao 100 km và 180 - 200km.
éặc ủiểm quan trọng của tầng khớ quyển này là nhiệt ủộ khụng khớ cao và tăng nhanh theo ủộ cao. Ở ủộ cao 200km cú nhiệt ủộ 6000C, cũn ở giới hạn trờn là 20000C.
1.5. Tầng khuyếch tán (Exosphere)
Giới hạn trờn của tầng này vào khoảng 2000 ủến 3000 km, là tầng chuyển tiếp giữa khớ quyển và không gian vũ trụ (Outer space), không khí tầng này rất thưa loãng thành phần chủ yếu là hydrô và hêli.