أولاً: التركيب الهيكلي والخصائص الفيزيائية لطبقات الغلاف الجوي

ينقسم الغلاف الجوي رأسياً إلى أربع طبقات متباينة في خصائصها الحرارية والفيزيائية والحركية تفصل بينها حدود توقف حراري:

1. • طبقة التروبوسفير (Troposphere): تمتد من سطح الأرض وحتى ارتفاع 13 كم عند خط الاستواء (متوسط 13 كم)، وتحتوي على 75% من كتلة الغلاف الجوي و99% من بخار الماء، ولذلك تحدث فيها كافة الظواهر الجوية والتقلبات الطقسية من أمطار ورياح وسحب.
   • تنخفض درجة الحرارة فيها بالارتفاع بمعدل 6.5 °م لكل كيلومتر حتى تبلغ -60 °م عند التروبوبوز، كما يقل الضغط الجوي حتى يصل إلى 100 مليبار.
2. • طبقة الستراتوسفير (Stratosphere): تمتد من 13 كم إلى 50 كم، وتتميز باستقرارها الهوائي التام وخلوها من السحب والاضطرابات الجوية مما يجعل الجزء السفلي منها مثالياً لتحليق الطائرات النفاثة.
   • ترتفع درجة الحرارة فيها تدريجياً من -60 °م لتصل إلى الصفر المئوي عند الستراتوبوز بسبب وجود طبقة الأوزون التي تمتص الأشعة فوق البنفسجية وتولد طاقة حرارية.

3. طبقة الميزوسفير (Mesosphere): تمتد من 50 كم إلى 85 كم، وتعد أبرد طبقات الغلاف الجوي حيث تهبط درجة الحرارة فيها إلى -90 °م، وفيها تحترق الشهب الساقطة من الفضاء نتيجة احتكاكها بجزيئات الهواء النادرة.

4. طبقة الثرموسفير (Thermosphere): تمتد حتى 700 كم، وتسمى الطبقة الحرارية لارتفاع حرارتها إلى 1200 °م، ويسمى جزؤها السفلي "الأيونوسفير" لكثرة الأيونات المشحونة التي تعكس موجات الراديو والاتصالات اللاسلكية وتحدث فيها ظاهرة الشفق القطبي (الأورورا).