დედამიწის ატმოსფერო

დედამიწის ატმოსფერო ( და ) — შერეული აირის (ხშირად მოიხსენიება, როგორც ჰაერი) ფენა, რომელიც დედამიწის გრავიტაციით არის შეკავებული და მის ზედაპირს აკრავს. იგი შეიცავს ცვალებადი რაოდენობით შეწონილ აეროზოლებსა და ნაწილაკებს, რომლებიც ქმნიან ამინდის ისეთ მახასიათებლებს, როგორიცაა ღრუბლები და ნისლი. ატმოსფერო ემსახურება როგორც დამცავ ბუფერს დედამიწის ზედაპირსა და გარე კოსმოსს შორის. ის იცავს ზედაპირს მეტეოროიდების უმეტესობისა და ულტრაიისფერი მზის გამოსხივებისგან, ამცირებს დღიური ტემპერატურის ცვალებადობას — დღისა და ღამის ტემპერატურულ ექსტრემალურ ცვალებადობას და ინარჩუნებს სითბოს სათბურის ეფექტის მეშვეობით სითბოს შენარჩუნებით. ატმოსფერო ჰაერის ნაკადების მეშვეობით სხვადასხვა რეგიონებს შორის ანაწილებს სითბოს და ტენიანობას და უზრუნველყოფს ქიმიურ და კლიმატურ პირობებს, რომლებიც საშუალებას აძლევს სიცოცხლეს არსებობდეს და განვითარდეს დედამიწაზე.

მოლური ფრაქციის (ანუ მოლეკულების რაოდენობის) მიხედვით, მშრალი ჰაერი შეიცავს 78.08% აზოტს, 20.95% ჟანგბადს, 0.93% არგონს, 0.04% ნახშირორჟანგს და მცირე რაოდენობით სხვა აირებს. ჰაერი ასევე შეიცავს წყლის ორთქლის ცვალებად რაოდენობას, საშუალოდ დაახლოებით 1%-ს ზღვის დონეზე და 0.4%-ს მთელ ატმოსფეროში.

დედამიწის პირველყოფილი ატმოსფერო შედგებოდა მზის ნისლეულიდან დაგროვილი გაზებისგან, მაგრამ შემადგენლობა დროთა განმავლობაში მნიშვნელოვნად შეიცვალა, რასაც მრავალი ფაქტორი ახდენდა, როგორიცაა ვულკანიზმი, გამოყოფა, შეჯახების მოვლენები, ამინდის ზემოქმედება და სიცოცხლის ევოლუცია. დღესდღეობით, ადამიანის საქმიანობამ ხელი შეუწყო ატმოსფერულ ცვლილებებს, როგორიცაა კლიმატის ცვლილება (ძირითადად ტყეების გაჩეხვისა და ნამარხი საწვავის გლობალური დათბობის გზით), ოზონის გათხელება და მჟავური წვიმა.

ატმოსფეროს მასა დაახლოებით , რომლის სამი მეოთხედი ზედაპირიდან დაახლოებით 11 კმ-ის სიმაღლეზეა კონცენტრირებული. ატმოსფერო თხელდება სიმაღლის მატებასთან ერთად, ატმოსფეროსა და გარე კოსმოსს შორის მკაფიო საზღვარი არ არსებობს. კარმანის ხაზი 100 კმ-ზე ხშირად გამოიყენება, როგორც კოსმოსის საზღვრის მიღებული განსაზღვრება. ატმოსფეროში ტემპერატურისა და შემადგენლობის მახასიათებლების მიხედვით, შესაძლებელია რამდენიმე ფენის გამოყოფა, კერძოდ: ტროპოსფერო, სტრატოსფერო, მეზოსფერო, თერმოსფერო (ფორმალურად იონოსფერო) და ეგზოსფერო. ჰაერის შემადგენლობა, ტემპერატურა და ატმოსფერული წნევა სიმაღლის მიხედვით იცვლება. ტროპოსფეროში გვხვდება ჰაერი, რომელიც შესაფერისია ხმელეთის მცენარეების ფოტოსინთეზისთვის და ხმელეთის ცხოველების სუნთქვისთვის.

დედამიწის ატმოსფეროსა და მასში მიმდინარე პროცესების შესწავლას ატმოსფერული მეცნიერება (აეროლოგია) ეწოდება და მოიცავს მრავალ ქვესფეროს, როგორიცაა კლიმატოლოგია და ატმოსფერული ფიზიკა. ამ სფეროს დამაარსებლები არიან ლეონ ტეისერან დე ბორი და რიხარდ ასმანი. ისტორიული ატმოსფეროს შესწავლას პალეოკლიმატოლოგია ეწოდება.

შემადგენლობა
დედამიწის ატმოსფეროს სამი ძირითადი შემადგენელი ნაწილია აზოტი, ჟანგბადი და არგონი. წყლის ორთქლი ატმოსფეროს მასის მიხედვით დაახლოებით 0.25%-ს შეადგენს. ქვედა ატმოსფეროში წყლის ორთქლის (სათბურის აირის) კონცენტრაცია მნიშვნელოვნად მერყეობს ატმოსფეროს ყველაზე ცივ ნაწილებში მოლური ფრაქციით დაახლოებით 10 -დან ცხელ, ნოტიო ჰაერის მასებში მოლური ფრაქციით 5%-მდე, ხოლო სხვა ატმოსფერული აირების კონცენტრაცია, როგორც წესი, მშრალი ჰაერის (წყლის ორთქლის გარეშე) მიხედვით განისაზღვრება. დარჩენილ აირებს ხშირად მიკროაირებს უწოდებენ, რომელთა შორისაა სხვა სათბურის აირები, ძირითადად ნახშირორჟანგი, მეთანი, აზოტის ოქსიდი და ოზონი. არგონის გარდა, სხვა კეთილშობილური აირები, ნეონი, ჰელიუმი, კრიპტონი და ქსენონი მის შემადგენლობაში შედის. გაფილტრული ჰაერი შეიცავს მრავალი სხვა ქიმიური ნაერთის მიკრორაოდენობებს.

გაუფილტრავ ჰაერის ნიმუშში აეროზოლების სახით შეიძლება იყოს წარმოდგენილი მრავალი ბუნებრივი წარმოშობის ნივთიერება ადგილობრივად და სეზონურად ცვალებადი მცირე რაოდენობით, მათ შორის მინერალური და ორგანული შემადგენლობის მტვერი, მტვერი და სპორები, ზღვის შხეფი და ვულკანური ფერფლი. ჰაერის სხვადასხვა სამრეწველო დაბინძურების შედეგად, ასევე შეიძლება იყოს წარმოდგენილი გაზების ან აეროზოლების სახით, როგორიცაა ქლორი (ელემენტარული ან ნაერთებში), ფტორის ნაერთები, და ელემენტარული ვერცხლისწყლის ორთქლი. გოგირდის ნაერთები, როგორიცაა წყალბადის სულფიდი და გოგირდის დიოქსიდი (2), შეიძლება წარმოიშვას ბუნებრივი წყაროებიდან ან სამრეწველო ჰაერის დაბინძურებიდან.

მშრალი ჰაერის საშუალო მოლეკულური წონა, რომლის გამოყენებაც შესაძლებელია სიმკვრივის გამოსათვლელად ან მოლური და მასური წილების გადასაყვანად, შეადგენს დაახლოებით 28.946 ან 28.964

ატმოსფეროს დაყოფა
ზოგადად, ატმოსფეროში ჰაერის წნევა და სიმკვრივე სიმაღლის მატებასთან ერთად მცირდება. თუმცა, ტემპერატურას სიმაღლის მატებასთან ერთად უფრო რთული პროფილი აქვს და ზოგიერთ რეგიონში შეიძლება შედარებით მუდმივი დარჩეს ან თუნდაც გაიზარდოს სიმაღლესთან ერთად. რადგან ტემპერატურა/სიმაღლის პროფილის ზოგადი ნიმუში, ანუ ცვალებადობის სიჩქარე, მუდმივია და იზომება ინსტრუმენტული ბუშტების ზონდირების საშუალებით, ტემპერატურის ცვლილება სასარგებლო მაჩვენებელს წარმოადგენს ატმოსფერული ფენების განსასხვავებლად. ეს ატმოსფერული სტრატიფიკაცია დედამიწის ატმოსფეროს ხუთ მთავარ ფენად ყოფს შემდეგი ტიპიური სიმაღლის დიაპაზონებით:

ეგზოსფერო: 700-10,000 კმ;
თერმოსფერო: 80–700 კმ;
მეზოსფერო: 50–80 კმ;
სტრატოსფერო: 12–50 კმ;
ტროპოსფერო: 0–12 კმ.

ეგზოსფერო
ეგზოსფერო დედამიწის ატმოსფეროს უკიდურესი შრეა (თუმცა ის იმდენად თხელია, რომ ზოგიერთი მეცნიერი მას ატმოსფეროს ნაწილად კი არა, პლანეტათშორისი სივრცის ნაწილად მიიჩნევს). იგი ვრცელდება თერმოპაუზიდან (ასევე ცნობილი როგორც „ეგზობაზა“) თერმოსფეროს ზედა ნაწილში მზის ქართან და პლანეტათშორის გარემოსთან ცუდად განსაზღვრულ საზღვრამდე. ეგზობაზის სიმაღლე მერყეობს დაახლოებით 500 კილომეტრიდან დაახლოებით 1,000 კილომეტრამდე მზის უფრო მაღალი შემომავალი რადიაციის დროს.

ზედა ზღვარი განსხვავდება განმარტების მიხედვით. სხვადასხვა წყარო მიიჩნევს, რომ ის მთავრდება დაახლოებით 10,000 კილომეტრზე ან დაახლოებით 190,000 კილომეტრზე - მთვარემდე დაახლოებით ნახევარ გზაზე, სადაც დედამიწის გრავიტაციის გავლენა დაახლოებით იგივეა, რაც მზის სინათლის რადიაციული წნევა. ატომები და მოლეკულები იმდენად დაშორებულები არიან ერთმანეთისგან, რომ მათ შეუძლიათ ასობით კილომეტრის გავლა ერთმანეთთან შეჯახების გარეშე.

ეგზოსფერო დედამიწიდან ძალიან შორსაა, იმისათვის, რომ იქ მიმდინარეობდეს მეტეოროლოგიური პროცესები. ეგზოსფერო ატმოსფეროს ის არეალია, სადაც დაფრინავენ დედამიწის ხელოვნური თანამგზავრების უმეტესობა.

თერმოსფერო
თერმოსფერო დედამიწის ატმოსფეროს სიმაღლის მიხედვით მეორე ფენაა. იგი ვრცელდება მეზოპაუზიდან (რომელიც მას მეზოსფეროსგან ჰყოფს) დაახლოებით 80 კმ სიმაღლეზე თერმოპაუზამდე 500–1000 კმ სიმაღლის დიაპაზონში. თერმოპაუზის სიმაღლე მნიშვნელოვნად იცვლება მზის აქტივობის ცვლილებების გამო. რადგან თერმოპაუზა ეგზოსფეროს ქვედა საზღვარზე მდებარეობს, მას ასევე ეგზობაზას უწოდებენ. თერმოსფეროს გადაფარავს, დედამიწის ზედაპირიდან 50-დან 600 კილომეტრამდე სიმაღლეზე, იონოსფერო - გაძლიერებული პლაზმის სიმკვრივის რეგიონი. ჰაერი იმდენად იშვიათია, რომ ცალკეული მოლეკულა (მაგალითად, ჟანგბადის) საშუალოდ 1 კილომეტრს გადის სხვა მოლეკულებთან შეჯახებებს შორის. მიუხედავად იმისა, რომ თერმოსფეროში მაღალი ენერგიის მქონე მოლეკულების დიდი წილია, ადამიანისთვის ის ცხელი არ იქნება პირდაპირი კონტაქტის დროს, რადგან მისი სიმკვრივე ძალიან დაბალია კანზე ან კანიდან ენერგიის მნიშვნელოვანი რაოდენობის გასატარებლად.

ეს ფენა სრულიად უღრუბლოა და წყლის ორთქლისგან თავისუფალია. თუმცა, არაჰიდრომეტეოროლოგიური ფენომენები, როგორიცაა პოლარული ციალი, ზოგჯერ თერმოსფეროში დაახლოებით 100 კმ სიმაღლეზე შეინიშნება. პოლარული ნათების ფერები დაკავშირებულია ატმოსფეროს თვისებებთან იმ სიმაღლეზე, სადაც ისინი წარმოიქმნება. ყველაზე გავრცელებულია მწვანე პოლარული ნათება, რომელიც წარმოიქმნება ატომური ჟანგბადიდან 1 მდგომარეობაში და გვხვდება 120-დან 400 კმ-მდე სიმაღლეზე. საერთაშორისო კოსმოსური სადგური ბრუნავს თერმოსფეროში, 370-დან 460 კმ-მდე სიმაღლეზე. სწორედ ამ ფენაშია დედამიწის გარშემო მოძრავი თანამგზავრების უმრავლესობა. იმის გამო, რომ ატმოსფერო შთანთქავს ბგერით ტალღებს სიხშირის კვადრატის პროპორციული სიჩქარით, მიწიდან მოსმენილი ხმები არ აღწევს მეზოსფერომდე. ინფრაბგერით ტალღებს შეუძლიათ ამ სიმაღლეზე მიაღწიონ, მაგრამ მათი გამოსხივება მაღალი სიმძლავრის დონეზე რთულია.

მეზოპაუზას ქვემოთ ჰაერი იმდენად ცივია, რომ ამ სიმაღლეზე ძალიან მწირი წყლის ორთქლიც კი შეიძლება კონდენსირდეს ყინულის ნაწილაკების პოლარულ-მეზოსფერულ ღამის გამჭვირვალე ღრუბლებად. ეს არის ატმოსფეროს ყველაზე მაღალი ღრუბლები და შეიძლება ხილული იყოს შეუიარაღებელი თვალით, თუ მზის შუქი აირეკლება მათგან მზის ჩასვლიდან დაახლოებით ერთი ან ორი საათის შემდეგ ან მზის ამოსვლამდე ანალოგიურად. ისინი ყველაზე ადვილად ხილულია, როდესაც მზე ჰორიზონტიდან დაახლოებით 4-დან 16 გრადუსამდეა.

ელვის შედეგად გამოწვეული განმუხტვები, რომლებიც ცნობილია როგორც გარდამავალი მანათობელი მოვლენები , ზოგჯერ წარმოიქმნება მეზოსფეროში ტროპოსფერული ჭექა-ქუხილის ღრუბლების ზემოთ. მეზოსფერო ასევე არის ფენა, სადაც მეტეორების და თანამგზავრების უმეტესობა იწვის ატმოსფეროში შესვლისას. ის დედამიწიდან ძალიან მაღლა მდებარეობს რეაქტიული თვითმფრინავებისა და ბუშტებისთვის მისადგომი და ძალიან დაბლაა ორბიტალური კოსმოსური ხომალდების დასაშვებიდ. მეზოსფერო ძირითადად რაკეტებითა და რაკეტებით აღჭურვილი თვითმფრინავებით არის ხელმისაწვდომი.

სტრატოსფერო
სტრატოსფერო დედამიწის ატმოსფეროს მეორე ყველაზე დაბალი ფენაა. ის ტროპოსფეროს ზემოთ მდებარეობს და მისგან ტროპოპაუზით არის გამოყოფილი. ეს ფენა ვრცელდება ტროპოსფეროს ზემოდან, დედამიწის ზედაპირიდან დაახლოებით 12 კმ სიმაღლეზე, სტრატოპაუზამდე, რომელიც დაახლოებით 50-დან 55 კმ სიმაღლეზე მდებარეობს. იგი შეიცავს ოზონის შრეს, რომელიც დედამიწის ატმოსფეროს ის ნაწილია, რომელიც შეიცავს ამ აირის შედარებით მაღალ კონცენტრაციას.

სტრატოსფერო განსაზღვრავს ფენას, რომელშიც ტემპერატურა სიმაღლის მატებასთან ერთად იზრდება. ტემპერატურის ეს მატება გამოწვეულია მზიდან ულტრაიისფერი გამოსხივების შთანთქმით ოზონის შრის მიერ, რაც ზღუდავს ტურბულენტობას და შერევას. მიუხედავად იმისა, რომ ტროპოპაუზაზე ტემპერატურა შეიძლება იყოს -80 °, სტრატოსფეროს ზედა ნაწილი გაცილებით თბილია და შეიძლება ოდნავ დაბალი იყოს 0 °-ზე.

სტრატოსფეროს ტემპერატურის პროფილი ქმნის ძალიან სტაბილურ ატმოსფერულ პირობებს, ამიტომ სტრატოსფეროს არ აქვს ამინდის გამომწვევი ჰაერის ტურბულენტობა, რომელიც ასე გავრცელებულია ტროპოსფეროში. შესაბამისად, სტრატოსფერო თითქმის მთლიანად თავისუფალია ღრუბლებისა და ამინდის სხვა ფორმებისგან. სტრატოსფერო რეაქტიული თვითმფრინავების მიერ მოხვედრის უმაღლესი ფენაა.

ტროპოსფერო
ტროპოსფერო დედამიწის ატმოსფეროს ყველაზე დაბალი ფენაა. ის დედამიწის ზედაპირიდან დაახლოებით 12 კმ საშუალო სიმაღლემდე ვრცელდება, თუმცა ეს სიმაღლე გეოგრაფიულ პოლუსებზე დაახლოებით 9 კმ-დან ეკვატორზე 17 კმ-მდე მერყეობს,

მიუხედავად იმისა, რომ ვარიაციები ხდება, ტემპერატურა, როგორც წესი, კლებულობს ტროპოსფეროში სიმაღლის მატებასთან ერთად, რადგან ტროპოსფერო ძირითადად ზედაპირიდან ენერგიის გადაცემის გზით თბება. ამგვარად, ტროპოსფეროს ყველაზე დაბალი ნაწილი (ანუ დედამიწის ზედაპირი) როგორც წესი, ტროპოსფეროს ყველაზე თბილი მონაკვეთია. ეს ხელს უწყობს ვერტიკალურ შერევას (აქედან გამომდინარე, მისი სახელწოდება ბერძნული სიტყვიდან „“, რაც „მობრუნებას“ ნიშნავს). ტროპოსფერო შეიცავს დედამიწის ატმოსფეროს მასის დაახლოებით 80%-ს. ტროპოსფერო უფრო მკვრივია, ვიდრე მისი ყველა ზედა ფენა, რადგან უფრო დიდი ატმოსფერული წონა ტროპოსფეროს თავზე დევს და იწვევს მის უფრო ძლიერ შეკუმშვას. ატმოსფეროს მთლიანი მასის ორმოცდაათი პროცენტი ტროპოსფეროს ქვედა 5.5 კმ-ში მდებარეობს.

ატმოსფერული წყლის ორთქლის ან ტენიანობის თითქმის მთელი რაოდენობა ტროპოსფეროში გვხვდება, ამიტომ ეს არის ფენა, სადაც დედამიწის ამინდის უმეტესი ნაწილი ხდება. ატმოსფეროს წყლის შენარჩუნების უნარი მცირდება ტემპერატურის კლებასთან ერთად, ამიტომ წყლის ორთქლის 90% ტროპოსფეროს ქვედა ნაწილშია შეკავებული. მას ძირითადად აქვს ამინდთან დაკავშირებული ღრუბლების ყველა გვარის ტიპი, რომლებიც წარმოიქმნება აქტიური ქარის ცირკულაციით, თუმცა ძალიან მაღალი კუმულონიმბუსის ჭექა-ქუხილის ღრუბლებს შეუძლიათ ტროპოპაუზაში შეღწევა ქვემოდან და სტრატოსფეროს ქვედა ნაწილში ასვლა. ტრადიციული საავიაციო აქტივობის უმეტესობა ტროპოსფეროში ხდება და ეს ერთადერთი ფენაა, რომელზეც პროპელერიანი თვითმფრინავები წვდებიან.

სხვა ფენები
ზემოთ მოცემულ ხუთ ძირითად ფენაში, რომლებიც ძირითადად ტემპერატურით არის განსაზღვრული, სხვა თვისებებით შეიძლება გამოირჩეოდეს რამდენიმე მეორადი ფენა:

ოზონის შრე სტრატოსფეროშია. ამ ფენაში ოზონი პიკურ კონცენტრაციას 15 მილიონ წილამდე აღწევს 32 კმ სიმაღლეზე, რაც გაცილებით მაღალია, ვიდრე ქვედა ატმოსფეროში, მაგრამ მაინც ძალიან მცირეა ატმოსფეროს ძირითად კომპონენტებთან შედარებით. ის ძირითადად სტრატოსფეროს ქვედა ნაწილშია განლაგებული დაახლოებით 15-35 კმ-დან,
იონოსფერო ატმოსფეროს რეგიონია, რომელიც იონიზირებულია მზის რადიაციით. ის მნიშვნელოვან როლს ასრულებს პოლარულ ნათებაში, ჰაერის ნათებასა და კოსმოსური ამინდის ფენომენებში. დღის საათებში ის 50-დან 1000 კმ-მდე ვრცელდება და მოიცავს მეზოსფეროს, თერმოსფეროს და ეგზოსფეროს ნაწილებს. თუმცა, მეზოსფეროში იონიზაცია ძირითადად ღამით წყდება. იონოსფერო ქმნის პლაზმასფეროს შიდა კიდეს - შიდა მაგნიტოსფეროს. მას პრაქტიკული მნიშვნელობა აქვს, რადგან ის გავლენას ახდენს, მაგალითად, დედამიწაზე რადიოსიხშირული გავრცელების პროპაგანდაზე.
ჰომოსფერო და ჰეტეროსფერო განისაზღვრება იმით, კარგად არის თუ არა ატმოსფერული გაზები შერეული. ზედაპირული ჰომოსფერო მოიცავს ტროპოსფეროს, სტრატოსფეროს, მეზოსფეროს და თერმოსფეროს ყველაზე დაბალ ნაწილს, სადაც ატმოსფეროს ქიმიური შემადგენლობა არ არის დამოკიდებული მოლეკულურ წონაზე, რადგან გაზები შერეულია ტურბულენტობის გამო. ეს შედარებით ერთგვაროვანი ფენა მთავრდება ტურბოპაუზაზე, რომელიც დაახლოებით 100 კმ-ზე მდებარეობს,
პლანეტარული სასაზღვრო ფენა არის ტროპოსფეროს ის ნაწილი, რომელიც ყველაზე ახლოსაა დედამიწის ზედაპირთან და პირდაპირ გავლენას ახდენს მასზე, ძირითადად ტურბულენტური დიფუზიის გზით. დღის განმავლობაში პლანეტარული სასაზღვრო ფენა, როგორც წესი, კარგად არის შერეული, ხოლო ღამით ის სტაბილურად სტრატიფიცირდება სუსტი ან პერიოდული შერევით. პლანეტარული სასაზღვრო ფენის სიღრმე მერყეობს დაახლოებით 100 მეტრიდან (330 ფუტი) ნათელ, წყნარ ღამეებში 1000–1500 მ-მდე ან მეტამდე შუადღისას.
ბაროსფერო არის ატმოსფეროს რეგიონი, სადაც ბარომეტრიული კანონი მოქმედებს. ის მოიცავს მიწიდან თერმოპაუზამდე. ამ სიმაღლეზე მაღლა, სიჩქარის განაწილება არ არის მაქსველისეული, რადგან მაღალი სიჩქარის ატომები და მოლეკულები ახერხებენ ატმოსფეროდან გასვლას.
სპორადული ნატრიუმის ფენა არის ნატრიუმის ნეიტრალური ატომების პერიოდული დონე, რომელიც ჩვეულებრივ მდებარეობს ზღვის დონიდან 80–105 კმ სიმაღლის დიაპაზონში და მისი სიღრმე დაახლოებით 5 კმ არის.

დედამიწის ზედაპირზე ატმოსფეროს საშუალო ტემპერატურაა 14 ° ან 15 °, წყაროების შესაბამისად.

ფიზიკური თვისებები
წნევა და სისქე
საშუალო ატმოსფერული წნევა ზღვის დონეზე განისაზღვრება საერთაშორისო სტანდარტული ატმოსფეროთი, როგორც 101325 პასკალი (760.00 ტორი; 14.6959 ; 760.00 ).[5]: 257  ამას ზოგჯერ სტანდარტული ატმოსფეროს (ატმ) ერთეულს უწოდებენ. ატმოსფერული მასის ჯამური მასა შეადგენს 5.1480×1018 კგ-ს (1.13494×1019 ფუნტი),[80] რაც დაახლოებით 2.5%-ით ნაკლებია, ვიდრე ზღვის დონის საშუალო წნევისა და დედამიწის ფართობის 51007.2 მეგაჰექტარის მიხედვით იქნებოდა გამოთვლილი,[5]: ეს ნაწილი დედამიწის მთიანი რელიეფით არის გადაადგილებული. ატმოსფერული წნევა არის ჰაერის მთლიანი წონა ერთეული ფართობის ზემოთ იმ წერტილში, სადაც წნევა იზომება. ამრიგად, ჰაერის წნევა იცვლება მდებარეობისა და ამინდის მიხედვით.

ჰაერის წნევა ექსპონენციურად მცირდება სიმაღლესთან ერთად, ჰაერის ტემპერატურაზე დამოკიდებული სიჩქარით. შემცირების სიჩქარე განისაზღვრება ტემპერატურაზე დამოკიდებული პარამეტრით, რომელსაც მასშტაბის სიმაღლე ეწოდება: ამ სიმაღლით სიმაღლის თითოეული ზრდისთვის, წნევა მცირდება ფაქტორით (ბუნებრივი ლოგარითმების ბაზა, დაახლოებით 2.718). დედამიწისთვის ეს მნიშვნელობა, როგორც წესი, 5.5-დან 6 კმ-მდეა დაახლოებით 80 კმ-მდე (50 მილი) სიმაღლეებისთვის.[81] თუმცა, ატმოსფერო უფრო ზუსტად მოდელირებულია თითოეული ფენისთვის მორგებული განტოლებით, რომელიც ითვალისწინებს ტემპერატურის, მოლეკულური შემადგენლობის, მზის რადიაციისა და გრავიტაციის გრადიენტებს. 100 კმ-ზე მეტ სიმაღლეზე ატმოსფერო კარგად არ არის შერეული, ამიტომ თითოეულ ქიმიურ სახეობას აქვს საკუთარი მასშტაბური სიმაღლე. 200-დან 300 კმ-მდე სიმაღლეზე, მასშტაბური სიმაღლე კომბინირებულია 20-დან 30 კმ-მდე.[81]

დედამიწის ატმოსფეროს მასა დაახლოებით შემდეგნაირად არის განაწილებული:[82]

50% 5.6 კმ-ზე (18,000 ფუტი) ნაკლებია
90% 16 კმ-ზე (52,000 ფუტი) ნაკლებია
99.99997% 100 კმ-ზე (62 მილი; 330,000 ფუტი) ნაკლებია, რაც კარმანის ხაზია. საერთაშორისო კონვენციით, ეს აღნიშნავს კოსმოსის დასაწყისს, სადაც ადამიანი მოგზაურები ასტრონავტებად ითვლებიან.
შედარებისთვის, ევერესტის მწვერვალი 8,848 მ-ზე (29,029 ფუტი) მდებარეობს; კომერციული სამგზავრო თვითმფრინავები, როგორც წესი, 9-დან 12 კმ-მდე (30,000 და 38,000 ფუტი) მანძილზე დაფრინავენ,[83] სადაც ჰაერის დაბალი სიმკვრივე და ტემპერატურა საწვავის ეკონომიას აუმჯობესებს; ამინდის ბუშტები დაახლოებით 35 კმ-ს (115,000 ფუტი) აღწევს;[84] ხოლო -15-ის ყველაზე მაღალი ფრენა 1963 წელს 108.0 კმ-ს (354,300 ფუტი) მიაღწია.

კარმანის ხაზის ზემოთაც კი, მნიშვნელოვანი ატმოსფერული ეფექტები, როგორიცაა პოლარული ნათება, კვლავ ხდება.[38] ამ რეგიონში მეტეორები იწყებენ ნათებას,[35] თუმცა უფრო დიდი მეტეორები შეიძლება არ დაიწვას მანამ, სანამ უფრო ღრმად არ შეაღწევენ. დედამიწის იონოსფეროს სხვადასხვა ფენა, რომელიც მნიშვნელოვანია მაღალი სიხშირის რადიოსიხშირის გავრცელებისთვის, 100 კმ-ზე ქვემოთ იწყება და 500 კმ-ს მიღმა ვრცელდება. შედარებისთვის, საერთაშორისო კოსმოსური სადგური, როგორც წესი, 370–460 კმ-ზე ბრუნავს,[40] იონოსფეროს -ფენაში,[5]: 271 , სადაც ისინი საკმარის ატმოსფერულ წინააღმდეგობას აწყდებიან, რათა ყოველ რამდენიმე თვეში ერთხელ ხელახლა გააქტიურება დასჭირდეთ, წინააღმდეგ შემთხვევაში მოხდება ორბიტალური დაშლა, რაც დედამიწაზე დაბრუნებას გამოიწვევს.[40] მზის აქტივობიდან გამომდინარე, თანამგზავრებს შეუძლიათ შესამჩნევი ატმოსფერული წინააღმდეგობა განიცადონ 600–800 კმ სიმაღლეზე.[85]

ტემპერატურა
ზღვის დონიდან დაწყებული, ტემპერატურა მცირდება სიმაღლის მატებასთან ერთად, სანამ სტრატოსფეროს დაახლოებით 11 კმ-ზე არ მიაღწევს. ზემოთ, ტემპერატურა სტაბილიზდება დიდ ვერტიკალურ მანძილზე. დაახლოებით 20 კმ-ზე ზემოთ, ტემპერატურა იზრდება სიმაღლესთან ერთად, ოზონის შრის შიგნით გაცხელების გამო, რაც გამოწვეულია ამ რეგიონში მოლეკულური ჟანგბადის და ოზონის გაზის მიერ მზიდან მნიშვნელოვანი ულტრაიისფერი გამოსხივების შთანთქმით. სიმაღლის მატების მეორე რეგიონი ტემპერატურის მატებისას ხდება ძალიან მაღალ სიმაღლეებზე, 90 კმ-ზე ზემოთ, თერმოსფეროში.[35]

ღამის განმავლობაში, მიწა გამოსხივებს მეტ ენერგიას, ვიდრე ატმოსფეროდან იღებს. როდესაც ენერგია ახლომდებარე ატმოსფეროდან უფრო გრილ მიწაზე გადადის, ეს ქმნის ტემპერატურის ინვერსიას, სადაც ადგილობრივი ტემპერატურა იზრდება სიმაღლესთან ერთად დაახლოებით 1000 მ-მდე.[86]

ხმის სიჩქარე
ვინაიდან მუდმივი შემადგენლობის იდეალურ აირში ხმის სიჩქარე დამოკიდებულია მხოლოდ ტემპერატურაზე და არა წნევაზე ან სიმკვრივეზე, ატმოსფეროში ხმის სიჩქარე სიმაღლით იღებს რთული ტემპერატურული პროფილის ფორმას (იხილეთ ილუსტრაცია მარჯვნივ) და არ ასახავს სიმკვრივის ან წნევის სიმაღლის ცვლილებებს.[87] მაგალითად, ზღვის დონეზე ხმის სიჩქარე 340 მ/წმ-ია. სტრატოსფეროს საშუალო ტემპერატურაზე, −60 °-ზე, ხმის სიჩქარე მცირდება 290 მ/წმ-მდე.[88]

სიმკვრივე და მასა
ჰაერის სიმკვრივე ზღვის დონეზე დაახლოებით 1.29 კგ/მ3-ია (1.29 გ/ლ, 0.00129 გ/სმ3).[5]: 257  სიმკვრივე პირდაპირ არ იზომება, მაგრამ გამოითვლება ტემპერატურის, წნევის და ტენიანობის გაზომვებიდან ჰაერის მდგომარეობის განტოლების გამოყენებით (იდეალური აირის კანონის ფორმა). ატმოსფერული სიმკვრივე მცირდება სიმაღლის მატებასთან ერთად. ეს ვარიაცია შეიძლება დაახლოებით მოდელირებული იყოს ბარომეტრიული ფორმულის გამოყენებით.[89] თანამგზავრების ორბიტალური დაშლის პროგნოზირებისთვის გამოიყენება უფრო დახვეწილი მოდელები.[90]

ატმოსფეროს საშუალო მასა დაახლოებით 5 კვადრილიონ (5×1015) ტონაა ან დედამიწის მასის 1/1,200,000. ამერიკის ატმოსფერული კვლევების ეროვნული ცენტრის მონაცემებით, „ატმოსფეროს საშუალო მასა შეადგენს 5.1480×1018 კგ-ს, წყლის ორთქლით გამოწვეული წლიური ცვალებადობით 1.2 ან 1.5×1015 კგ, იმისდა მიხედვით, გამოიყენება თუ არა ზედაპირული წნევის თუ წყლის ორთქლის მონაცემები; ეს მაჩვენებელი წინა შეფასებასთან შედარებით გარკვეულწილად ნაკლებია. წყლის ორთქლის საშუალო მასა შეფასებულია 1.27×1016 კგ-ად, ხოლო მშრალი ჰაერის მასა - 5.1352 ±0.0003×1018 კგ-ად“.[91]