Модель (таблиця значень основних параметрів), що відповідає стандартним тискові в основі атмосфери P0 і хімічному складові, називається стандартною атмосферою. Точніше, це умовна модель атмосфери, для якої задані середні для широти 45° 32' 33" значення температури, тиску, щільності, в'язкості й ін. характеристик повітря на висотах від 2 км нижче рівні моря до зовнішньої границі земної атмосфери. Параметри середньої атмосфери на усіх висотах розраховані по рівнянню стану ідеального газу і барометричному закону в припущенні, що на рівні моря тиск дорівнює 1013,25 гПа (760 мм рт. ст.), а температура 288,15 °K (15,0° С). По характеру вертикального розподілу температури середня атмосфера складається з декількох шарів, у кожнім з яких температура аппроксимована лінійною функцією висоти. У самому нижньому із шарів – тропосфері (h ~ 11 км) температура падає на 6,5° C кожним кілометром підйому. На великих висотах значення і знак вертикального градієнта температури міняються від шару до шару. Вище 790 км температура складає близько 1000 К и практично не міняється з висотою. Стандартна атмосфера є уточнювана періодично, узаконеним стандартом, що випускається у виді таблиць.

Таблиця 1. СТАНДАРТНА МОДЕЛЬ АТМОСФЕРИ ЗЕМЛІ. У таблиці приведена: h – висота від рівня моря, Р – тиск, Т – температура, ? – густина, N – число молекул або атомів в одиниця об'єму, H – шкала висоти, l – довжина вільного пробігу. Тиск і температура на висоті 80–250 км, отримані по ракетних даних, мають більш низькі значення. Значення для висот, більших за 250 км, отримані шляхом екстраполяції, ~ не дуже точні.

h (км)

P (мбар)

T (°К)

? (г/см3)

N (см–3)

H (км)

l (см)

0

1013

288

1,22· 10–3

2,55·1019

8,4

7,4·10–6

1

899

281

1,11·10–3

2,31·1019 

8,1·10–6

2

795

275

1,01·10–3

2,10·1019 

8,9·10–6

3

701

268

9,1·10–4

1,89·1019 

9,9·10–6

4

616

262

8,2·10–4

1,70·1019 

1,1·10–5

5

540

255

7,4·10–4

1,53·1019

7,7

1,2·10–5

6

472

249

6,6·10–4

1,37·1019 

1,4·10–5

8

356

236

5,2·10-4

1,09·1019 

1,7·10–5

10

264

223

4,1·10–4

8,6·1018

6,6

2,2·10–5

15

121

214

1,93·10–4

4,0·1018 

4,6·10–5

20

56

214

8,9·10–5

1,85·1018

6,3

1,0·10–4

30

12

225

1,9·10–5

3,9·1017

6,7

4,8·10–4

40

2,9

268

3,9·10–6

7,6·1016

7,9

2,4·10–3

50

0,97

276

1,15·10–6

2,4·1016

8,1

8,5·10–3

60

0,28

260

3,9·10–7

7,7·1015

7,6

0,025

70

0,08

219

1,1·10–7

2,5·1015

6,5

0,09

80

0,014

205

2,7·10–8

5,0·1014

6,1

0,41

90

2,8·10–3

210

5,0·10–9

9·1013

6,5

2,1

100

5,8·10–4

230

8,8·10–10

1,8·1013

7,4

9

110

1,7·10–4

260

2,1·10–10

5,4·1012

8,5

40

120

6·10–5

300

5,6·10–11

1,8·1012

10,0

130

150

5·10–6

450

3,2·10–12

9·1010

15

1,8·103

200

5·10–7

700

1,6·10–13

5·109

25

3·104

250

9·10–8

800

3·10–14

8·108

40

3·105

300

4·10–8

900

8·10–15

3·108

50 

400

8·10–9

1000

1·10–15

5·107

60 

500

2·10–9

1000

2·10–16

1·107

70 

700

2·10–10

1000

2·10–17

1·106

80 

1000

1·10–11

1000

1·10–18

1·105

80 

Таблиця 2. ХІМІЧНИЙ СКЛАД АТМОСФЕРи

Газ | Об'ємний вміст, %

Водень H2 | ~ 2·10–5

Кисень O2 | 21

Озон O3 | ~ 10–5

Азот N2 | 78

Вуглекислий газ CO2 | 3·10–5

Водяна пара H2O | ~ 0,1

Угарний газ CO | 1,2·10–4

Метан CH4 | 1,6·10–4

Аміак NH3 | ~ 10–5

Двоокис сірки SO2 | ~ 5·10–9

Гелій He | 5·10–4

Неон Ne | 1,8·10–3

Аргон Ar | 0,9

Криптон Kr | 1,1·10–4

Ксенон Xe | 8,7·10–6

Середня молекулярна маса 28,8

Тропосфера.

Самий нижній і найбільш щільний шар атмосфери, у якому температура швидко зменшується з висотою, називається тропосферою. Він містить до 80% усієї маси атмосфери і простирається в полярних і середніх широтах до висот 8–10 км, а в тропіках до 16–18 км. Тут розвиваються практично всі погодотворні процеси, відбувається тепло - і вологообмін між Землею і її атмосферою, утворюються хмари, виникають різні метеорологічні явища, тумани й опади. Ці шари земної атмосфери знаходяться в конвективній рівновазі і, завдяки активному перемішуванню мають однорідний хімічний склад, в основному, з молекулярних азоту (78%) і кисню (21%). У тропосфері зосереджена найбільша кількість природних і техногенних аерозольних і газових забруднювачів повітря. Динаміка нижньої частини тропосфери товщиною до 2 км сильно залежить від властивостей поверхні Землі, що її підстилає, визначальні горизонтальні і вертикальні переміщення повітря (вітри), обумовлені передачею тепла від більш нагрітої суші, через Іч-випромінювання земної поверхні, що поглинається в тропосфері, в основному, парами води і вуглекислого газу (парниковий ефект). Розподіл температури з висотою встановлюється в результаті турбулентного і конвективного перемішування. У середньому воно відповідає спаду температури з висотою приблизно на 6,5 °К /км. Швидкість вітру в приземному прикордонному шарі спочатку швидко росте з висотою, а вище вона продовжує збільшуватися на 2–3 км/з на кожен кілометр. Іноді в тропосфері виникають вузькі планетарні потоки (зі швидкістю більш 30 км/с), західні в середніх широтах, а поблизу екватора – східні. Їх називають струминними плинами. |

Тропопауза.

У верхньої границі тропосфери (тропопаузи) температура досягає мінімального значення для нижньої атмосфери. Це перехідний шар між тропосферою і розташованою над нею стратосферою. Товщина тропопаузи від сотень метрів до 1,5–2 км, а температура і висота відповідно в межах від 190 до 220 °К і від 8 до 18 км у залежності від географічної широти і сезону. У помірних і високих широтах узимку вона нижче, ніж улітку на 1–2 км і на 8–15 До тепліше. У тропіках сезонні зміни значно менше (висота 16–18 км, температура 180–200 °К ). Над струминними плинами можливі розриви тропопаузи.

Взимку і вночі хмарність перешкоджає зниженню температури земної поверхні і приземного шару повітря, влітку і вдень – послабляє нагрівання земної поверхні сонячними променями, зм'якшуючи клімат усередині материків.  

Пір'ясті хмари – прозорі хмари у виді тонких білих ниток або завіси із шовковистим

блиском, що не дають тіні. Пір'ясті хмари складаються з крижаних кристалів, утворюються у верхніх шарах тропосфери при дуже низьких температурах. Деякі види пір'ястих хмар служать провісниками зміни погоди.

Пір'ясто-купчасті хмари – гряди або шари тонких білих хмар верхньої тропосфери. Пір'ясто-купчасті хмари побудовані з дрібних елементів, що мають вид клаптів, брижів, маленьких кульок без тіней і складаються переважно з крижаних кристалів.

Пір'ясто-шаруваті хмари – біловата напівпрозора завіса у верхній тропосфері, звичайно волокниста, іноді розмита, що складається з дрібних голчастих або стовпчастих крижаних кристалів.

Високо-купчасті хмари – білі, сірі або білі-сірі хмари нижніх і середніх шарів тропосфери. Високо-купчасті хмари мають вигляд шарів і гряд, як би побудованих з лежачих дин над іншим пластинок, округлих мас, валів, клаптів. Високо-купчасті хмари утворюються при інтенсивнійконвективній діяльності і звичайно складаються з переохолоджених крапельок води.

Високо-шаруваті хмари – сіруваті або синюваті