지구의 대기권은 기체층으로 지표에서 고도 약 1000 km까지 존재하나요?
대기
지구의 대기권은 기체층으로 지표에서 고도 약 1000 km까지 존재한다. 주로 질소와 산소로 이루어져 있으며 그 외에 이산화탄소, 헬륨, 아르곤 등의 희소 기체가 포함되어 있다. 수증기를 제외한 공기 성분은 약 80 km까지 거의 일정하다.
지구 대기권
크게 온도로 구별되는 5개의 층과 함께, 몇몇의 두 번째 층이 다른 특성에 의해서 구별된다.
오존층
오존층(Ozone layer)은 지구, 화성, 금성 따위의 행성 대기권에서 관찰되는 공기층으로 상대적으로 높은 함량의 오존을 포함한다. 지구에서, 이 공기층은 단파 자외선을 흡수하는 성질이 있어 실질적으로 지표에 도달하는 자외선량이 급감하여, 그 결과 육상생물이 출현하는 계기가 되었다. 오존층은 프랑스 물리학자 찰스 패브리와 헨리 뷔슨에 의해 1953년 발견되었다. 영국 기상학자 G.M.B.답슨이 자세히 관측하였다. 답슨은 땅에서 성층권 오존을 측정하기 위해 사용될 수 있는 단순한 분광 광도계(Spectrophotometer)를 개발하였다. 답슨은 1928년부터 1958년까지 오늘날까지 이어져온 세계적인 오존 관찰 체계를 구성하였다.
관측 로켓
관측 로켓은 50 에서 1500 킬로미터를 비행하며, 고도는 기상 풍선(weather balloon)과 인공위성 사이의 고도이다. 기상 풍선의 최고고도는 대략 40 킬로미터이며, 인공위성의 최저고도는 대략 120 킬로미터이다.
진공
그러나 칼만 라인의 몇 백 킬로미터 위의 공간이 정의상으로 우주 공간이기는 해도 그 공간의 대기압은 위성들에 무시할 수 없을 정도의 저항력의 영향을 주기에는 충분하다. 대부분의 인공위성들은 이 저궤도라고 불리는 공간에서 작동하고 있으며 그 궤도를 유지하기 위해 매일 조금씩의 연료를 소모한다. 여기서의 저항력은 요즘 제안된 행성 간 여행을 위한 솔라 세일에 가해지는 복사압 이용에 의해 극복될 수 있을 정도로는 작다. 행성들은 그들의 대기들은 태양풍에 의해 침식되었을지도 몰라도 질량은 너무 커서 그들의 궤적에 큰 영향을 미친다.
모든 관측 가능한 우주는 많은 수의 광자들, 우주 배경 복사, 많은 중성미자들로 차 있다. 이 복사의 최근 온도는 3 K 정도이다.
기후
여러 기후 요소들은 서로 복잡하게 연관되어 에너지를 주고 받는다. 이렇게 여러 기후 요소가 서로 얽혀 현재의 기후와 기상 상태를 유지하는 것을 기후 시스템이라 한다. 지구의 기후 시스템은 크게 보아 대기권, 수권, 설빙권, 생물권, 지권 등으로 구성된다. 기후 시스템을 움직이는 에너지의 99.98%는 태양에서 공급되며, 그 외의 에너지는 지구 내부와 지표에서 공급된다. 따라서 지구의 기후 시스템은 태양복사에 의해 유지된다. 기후시스템 속에서 여러 형태의 에너지로 변화하는 태양복사 에너지는 최종적으로 지구장파복사 형태로 우주로 방출된다.
터보권계면
터보권 계면위의 영역은 헤테로 권으로 그곳에서 분자 확산이 지배적이며 대기권의 화학 성분은 화학 종류에 따라 변한다. 터보권 계면은 중간권 근처에 있는데 중간권과 열권의 교차점이며 고도는 대체로 100km 이다.
지구 저궤도
보통 지구 저궤도라고 하면 지구 표면으로부터 200 ~ 2000 km (124 ~ 1240 마일)인 고도의 궤도를 말한다.
지구 저궤도를 도는 물체들은 그 고도에 따른 대기의 저항을 받는다. 대략 80 ~ 500 km 고도의 열권 및 500 km 이상의 극외권에서 발생하는 가스가 저항원으로써 작용한다.
우주망원경
지구는 대기층에 둘러싸여 있으며, 빛이 외계로부터 지구로 도달하려면 지표면에 닿기 전에 대기층을 지나야 한다. 이때 대기층에 존재하는 기체들이 지구상에 존재하는 생명체에게 치명적인 X-선, 감마선, 자외선 등을 우주로부터 흡수하기 때문에, 단지 가시광선과 전파만이 대기를 투과해서 지상에 도달하게 된다. 이 덕분에 우리는 지구상에서 안전하게 살 수 있지만, 천체로부터 오는 빛 중 가시광선과 전파 영역을 제외한 다른 파장의 빛은 모두 대기에 의해서 차단 또는 흡수되어 관측할 수 없기 때문에, 지상에서의 관측만으로는 우주에 대한 모든 정보를 얻기가 어렵다. 또한, 대기가 흔들리는 현상 때문에 천체의 상이 원래보다 더 커지고 덜 선명하게 된다. 이런 문제점들을 극복하기 위해서 지구 대기권 밖 우주공간에서 관측을 수행함으로써 지구 대기 요동에 의한 화상 질 저하를 피할 수 있고, 지구 대기로 인한 관측 파장의 제한을 받지 않는다는 장점을 가지고 있다. 하지만, 지구상에 건설된 지상 망원경에 비해, 대개의 경우 최초 발사 후에 추가적인 정비와 업그레이드가 불가능하므로, 지상 망원경에 비해서 가동 기간이 짧다는 단점이 있다.
기상
지구의 대기는 1000km 이상까지 존재하고 있어 어디까지를 대기로 보는가에 따라 기상의 범위가 달라지게 되지만, 일반적으로 구름, 강수 등의 대부분의 기상 현상은 대기의 가장 하층인 대류권에서 일어난다.
자연
지구 대기권은 특성에 따라 지표면에서부터 대류권, 성층권, 중간권, 열권, 외기권의 다섯 층으로 나눌 수 있다.
지구 대기권
심지어 Kármán line 위에는 오로라같은 기상학적으로 중요한 현상이 일어난다. 이 구간에서는 유성이 빛나긴 하지만 더 큰 유성의 경우는 더 깊게 진입하지 않는 이상 타지 않는다. 100km에서 500km이상의 지구의 다양한 전리층은 HF 라디오의 전파에 있어서 중요하다. 그에 반해, 국제 우주 정거장과 우주 왕복선은 일반적으로 대기 방해물이 존재하여 몇 달마다 재가동 시켜줘야 하는 전리층의 F층이 공존하는 350~400km의 고도에 존재한다. 태양 활동에 따라서 700~800km의 높은 고도에 있는 인공위성 또한 대기 방해물의 영향을 받을 수 있다.
명왕성
명왕성의 대기는 표면의 물질들로부터 만들어진 질소, 메탄 및 일산화탄소의 얇은 층으로 구성되어 있다.[48] 표면 기압은 6.5~24μbar 가량 된다.[49] 명왕성의 잡아늘려진 궤도는 이 대기권에 매우 큰 영향을 준다. 명왕성이 태양으로부터 멀어지면, 대기의 물질들은 얼어붙어 지표면에 떨어진다. 태양에 다시 가까워지면, 표면의 온도가 올라가 이 물질들이 다시 승화를 일으켜 대기권으로 올라간다. 이에 따라 땀을 흘리면 몸이 시원해지는 것처럼 온실 효과와는 반대 현상이 발생한다. 표면의 물질들이 승화하면서 열을 빼앗아가는 것이다. 과학자들은 서브밀리미터 집합체를 사용해서 명왕성의 표면 온도가 약 43K로 예상치보다 10K 정도 더 낮다는 것을 알아냈다.[50]
역전층
대류권에서는 일반적으로 고도가 높아질수록 도달하는 지구복사에너지의 양이 감소하여 높이에 따라 기온이 6.50℃/km의 비로 낮아지게 된다. 따라서 상층의 기온은 낮고, 하층의 기온이 높아 연직운동(대류)이 활발하게 일어날 수 있다. 하지만 몇몇 경우에는 고도가 높아짐에 따라서 오히려 기온이 높아지는 구간이 관측되는데, 이 구간은 일반적인 기온 분포와는 반대의 분포를 보이기 때문에 역전층이라고 한다. 역전층에서는 하층의 기온이 낮고 상층의 기온이 높아 밀도차이로 인해 공기의 연직운동이 일어나지 않는 안정한 층이 형성되게 되고 대류나 확산 운동 등이 제한되게 된다. 따라서 역전층에서는 그 층을 경계로 하여 수증기나 먼지 등의 양이 달라지는 수가 많다. 만약 역전층에서 대기 오염물질이 생성되면 지속적으로 머무르게 되어 스모그 현상 등의 대기 오염이 나타나게 된다. 역전층의 종류는 생성 원인에 따라 침강 역전층, 복사 역전층, 이류 역전층, 전선 역전층 등으로 나뉜다.
지구 대기권
해수면에서의 공기의 밀도는 약 1.2kg/m³ 이다. 밀도는 직접적으로 측정하지 않고, 온도, 압력, 습도의 측정값을 기체의 상태 방정식에 대입하여 계산한 것이다. 대기의 밀도는 고도가 올라감에 따라 감소한다. 이러한 변화는 기압에 관한 방정식을 사용함에 있어서 적절한 모델이 될 수 있다. 더 복잡한 모델은 인공위성의 부식을 예측하는데 사용된다.
고고도 금성 탐사 계획
금성은 지면은 약 섭씨 460도 정도로 작열하지만, 금성의 대기권 중 50km 높이는 지구와 환경이 유사하다는 연구결과가 있다. 이런 연구결과를 증명하고 금성의 대기를 자세하게 설명하자는 취지로 비행선 형태의 탐사선이 구현되었으며, SMAB 프로그램에 편입되었다. 이후 NASA는 의회에 개발 승인을 요청했고 승인되어 개발 중이다.
기온
기온(氣溫)은 공기의 온도를 말한다. 국제적 기준으로는 지상으로부터 1.25m에서 2m 사이에 있는 공기의 온도를 말하며, 대한민국에서는 지상으로부터 1.5m에서의 공기의 온도를 말한다.
미니해왕성
이 개념은 천왕성과 해왕성으로부터 알게 된 지식으로부터 유추해 낸 것이다. 이 행성에서 두꺼운 대기를 제거할 경우 바다 행성과 성질이 비슷하게 된다. 암석 행성과 가스 행성을 부피로 나누는 어림 경계선은 지구반지름의 2배 전후이다. 실제로 직접 관측한 결과 지구반지름의 1.6배 이상 외계행성들(대충 지구질량의 6배 이상)은 휘발성 물질 또는 수소-헬륨 기체를 다량 붙잡고 있다. 이런 행성들의 물리적 수치는 지구와 같은 암석행성으로부터 나온 질량-반지름 공식으로는 잘 맞아떨어지지 않기 때문에 그 조성물이 복잡할 것이라고 추측할 수 있다. 다른 연구를 통해서도 비슷한 결과가 나와 이 이론을 더욱 공고히 해 주었다. 질량 면에 있어 미니 해왕성의 하한선은 행성 조성물에 따라 큰 편차를 보이는데 작게는 지구질량 정도부터 크게는 지구질량의 20배까지 폭넓다.
지구 대기권
대기오염은 유기체에 해가되거나 불편함을 일으키는 대기중의 화학물질, 미립자, 또는 유기물질에 대한 소개이다. 성층권의 오존량 감소는 대기 오염에 의한 것으로 믿어지고 있다.
지자기
전리층 위의 영역은 자기권이라는 공간인데, 수십에서 수천 킬로미터까지 뻗어있다. 이 지역은 유해한 자외선으로부터 지구를 보호하는 오존층을 포함하고, 우주 광선으로부터 지구를 보호한다.
지구 대기권
행성간의 경계는 주로 난류 확산의 영향을 직접적으로 받는 지구의 표면에 가까이에 있는 열권의 일부분이다. 낮 시간동안 행성간의 경계는 일반적으로 잘 섞이지만, 반면에 낮 시간에는 안정적으로 계층화되기 시작한다. 행성간의 경계의 두께는 얇을때는 100m, 잔잔한 밤에는 3,000m 또는 오후의 건조한 영역에서는 더 두껍다.
해왕성
해왕성의 대기는 고도가 높아짐에 따라 온도가 낮아지는 아래쪽의 대류권과 고도가 높아짐에 따라 온도가 높아지는 성층권, 두 부분으로 다시 나뉜다. 둘 사이의 경계인 권계면에서는 기압이 대략 0.1 바 (10 kPa)인 곳에서 나타난다. 성층권은 기압이 10 ~ 10 마이크로바 (1 ~ 10 Pa) 이하인 곳에서 열권과 나뉜다. 열권은 점차로 외기권으로 넘어간다.
해왕성의 대류권은 고도에 따라 다양한 구성 성분을 나타내는 구름들로 둘러싸여 있는 듯 하다. 상층부의 구름들은 메탄이 응축하기에 적당한 온도를 나타내는 1 바 이하의 압력에서 형성되며, 1 바 ~ 5 바(100 ~ 500 kPa) 정도 압력에서는 암모니아와 황화 수소의 구름이 형성되는 것으로 추측된다. 5 바 이상의 압력에서는 암모니아, 황화 암모늄, 황화 수소, 물로 이루어진 구름이 만들어진다. 더 깊은 곳에 존재하는 수빙질의 구름은 온도가 0 °C에 도달하는 약 50 바(5.0 MPa)의 압력에서 형성되는 것으로 보인다. 한편, 밑바닥에서는 암모니아와 황화 수소의 구름이 발견될 가능성이 존재한다.
우주왕복선
이후, 기체는 120 킬로미터 (400,000 피트) 정도의 고도에서 마하 25의 속도로 대기로 진입하기 시작한다. 기체는 공기 저항을 최대로 하기 위해 상향 40도의 자세를 취한다.
탈출 속도
지구 대기권이 존재하기 때문에 사실 지표면에서 11.2 km/s라는 속도를 얻는 것은 효과적이지도 않고, 매우 어려운 일이다. 현재의 추진 방식으로 달성하기에는 너무 빠른 속도이기도 하며, 이러한 속도에서는 대부분의 물체가 대기와의 마찰로 인해 불타버리게 된다. 따라서 실제적으로 탈출 속도를 달성하기 위해서는 우선 지구 저궤도에 물체를 올려 놓은 뒤, 거기서부터 다시 가속을 하여 10.9 km/s 정도의 탈출 속도에 도달하는 방법을 사용한다. 이 방법을 사용할 때, 해당 궤도에 있는 물체는 이미 8 km/s 의 속도를 지니고 있기 때문에, 실제로 가속은 그리 많이 필요하지 않다.
지구 대기권
●50%는 5.6km 이하에 존재한다 . ●90%는 16km 이하에 존재한다.
산
산에서는 식물 경관이 수직적으로 달라지는데 밑에서부터 차례로 저지대, 아고산대, 고산대로 구분된다. 이와 같이 고도에 따른 식물의 수직 분포는 주로 온도의 영향을 받으며, 저지대로부터 고지대로의 변화가 저위도에서 고위도 지방으로 펼쳐지는 수평 분포와 대체로 일치하고 있다. 또 여기서 말하는 고산대란 삼림 한계선 위의 고지로, 만년설로 덮여 있는 항설대의 하한선까지를 말한다. 산은 올라갈수록 공기가 희박해져 기압이 내려간다. 고산은 저지에 비하면 태양이 보다 가깝고 특히 저위도 지방의 고산에는 광선이 바로 위에서 내리 쬐어 많은 열이 도달되나, 고산에서는 공기가 희박하여 기압이 낮으므로 열이 보존되지 않아 기온은 낮아지게 된다. 일반적으로 표고 100m 상승할 때마다 기온은 평균 0.6℃씩 내려간다. 특히, 고산은 공기가 희박하고 보수력(保水力)이 약한 데다가 강풍이 불어 저온에서도 수분 증발을 왕성하게 하므로 건조하게 된다.
일반상대론 개론
지구와 같은 구형 표면은 단순한 사례를 제공한다. 표면상의 모든 점의 위치는 위도와 경도라는 두 개의 좌표로 기술될 수 있다. 평면상의 직교좌표계와 달리, 좌표의 차이는 표면상 거리의 차이와 같은 것이 아니며, 이는 오른쪽 그림을 보면 쉽게 이해된다. 적도에 있는 사람이 서쪽을 향해 경도 30 도를 이동했을 때 이동 거리(자주색 선)는 약 3300 킬로미터이다. 반면 북위 55도에 있는 사람이 같은 방향으로 같은 경도만큼 이동했을 때 이동 거리(파란색 선)는 약 1900 킬로미터이다. 고로 구형 표면상의 기하를 설명하기에 이 두 좌표는 충분한 정보를 제공해주지 못하며, 구형 표면보다 더 복잡한 공간 또는 시공간에 대해서는 말할 것도 없다. 이때 모자란 정보가 바로 계량 속에 정밀하게 함축되어 있다. 계량은 표면(또는 공간, 또는 시공간)상의 각 점에서 정의되는 함수로서 좌표의 차이를 거리의 차이와 관계짓는다. 기하에서 알고자 하는 다른 모든 물리량, 예컨대 임의의 곡선의 길이 또는 두 곡선이 만나는 각도 등은 이 계량 함수로 계산될 수 있다.
지구 대기권
지구 대기권은 특성에 따라 지표면에서부터 대류권, 성층권, 중간권, 열권, 외기권의 다섯 층으로 나눌 수 있다.
외기권
이 층의 대기는 극히 희박하게나마 존재하기 때문에, 인공 위성이 약간의 마찰력을 받기는 하지만 궤도를 유지하면서 지구 주위를 선회할 수 있다.
고래자리 타우
생명체 거주가능 영역(생물권)을 지구와 같이 액체 물이 존재 가능한 범위라고 가정할 경우 고래자리 타우의 생물권은 0.55 ~ 1.16 천문단위 범위가 된다. 여기에서 1 천문단위는 태양부터 지구까지의 거리이다.
지구 대기권
대류권은 지표면에 가장 인접한 대기의 층이다. 대류권은 지표면의 복사열에 의해 가열되므로, 고도가 높아질수록 온도는 낮아진다. 즉 온도가 높은 공기가 아래쪽에 있으며, 이는 열역학적으로 매우 불안정하므로 쉽게 난류와 기상현상이 발생한다. 대류권에는 무거운 공기 분자가 모여있으며, 전체 대기 질량의 거의 80%가 모여있다. 대류권은 극지방에서는 지표면으로부터 7–8 km 정도 까지의 영역이며, 적도지방에서는 더 높아 18 km 정도까지의 영역이다.
산
지구상의 육지 중에서 1,000m를 넘는 고지는 대략 육지의 1/4을 차지한다. 이 고지는 세계 각지에 산재하는 것이 아니라 몇 개의 커다란 지역으로 이루어진다. 그 대표적인 것의 하나는 유라시아 대륙의 동서로 뻗고 있는 히말라야 산맥이 티베트 고원으로 이어지는 고지이다. 이 고지는 동물의 남북 이동을 방해하는 장벽이 되어, 이 곳을 경계로 동물구계가 구북구와 동양구의 두 구계로 나뉜다. 또 하나는 아메리카 대륙의 태평양 연안을 따라 남북으로 이어지는 로키 산맥에서 안데스 산맥에 이르는 산계인데, 이 곳은 고지에 적응한 동물이 열대를 넘어 남북으로 이동하는 통로가 된다.
유로파 (위성)
1995년 허블 우주 망원경에 실려 있는 고다드 고해상도 분광기를 사용한 관측에서, 유로파가 산소 분자(O)로 이루어져 있는 아주 옅은 대기를 가지고 있다는 것이 밝혀졌다. 유로파 표면에서의 대기압은 0.1 μPa로, 이는 지구 대기의 10배 정도이다. 유로파의 전리층은 목성의 자기권에서 오는 방사선과 태양 방사선이 모여 만들어졌다고 생각된다. 1997년 갈릴레오 탐사선은 유로파에서 전리층의 존재를 확인했고, 대기권의 존재에 대한 증거를 보여주었다.
GPS
대류권의 오차는 공기와 수증기로 인한 것인데 전리층 오차보다 그 변화가 빠르다. 수신기의 고도는 대류권 오차과 관련이 있는데, 이것은 GPS 위성 신호가 통과하는 거리가 고도에 따라 달라지기 때문이다.
대기
지구 대기권은 고도에 따라 대류권, 성층권, 중간권, 열권, 외기권 등으로 구분된다. 기상의 변화는 대류권에서 나타나며 다른 권역에서는 오존층의 생성, 전자기파의 반사와 같은 성질을 보이는 특이층이 존재한다.
지구 대기권
대기의 평균 질량은 약 5×10¹⁵톤 또는 지구 질량의 1/1,200,000 이다. 미국의 국립 대기과학 연구소는 다음과 같이 말하였다.“전체 평균 질량인 5.1480×10¹⁸kg은 표면의 압력 또는 수증기의 양에 의존하는 1.2 또는 1.5×10¹⁵kg의 수증기 때문에 약간의 변화가 있다. 수증기의 평균질량은 1.27×10¹⁶kg으로 측정 되었고 건조한 공기의 질량은 (5.1352±0.0003)×10¹⁸kg이다.”
대류권
고도에 따른 온도변화는 다른 어떤 대기권보다도 심하다. 중간 위도의 경우 해수면의 온도가 +17°C인 데 반해 대류권계면에서는 -52 °C에 이른다. 대류권계면에서의 온도는 대류권이 얇은 극지방의 경우는 -45 °C정도인 데 반해, 대류권이 두터운 적도지방에서는 -75 °C에 이르기도 한다.
중간권
중간권에서의 기온은 고도가 올라감에 따라 감소한다. 위도 및 계절에 따라 변하기는 하지만 상부 중간권에서는 온도가 200 켈빈 정도이다. 하루에도 수백만개의 유성이 중간권에 분포하는 입자와의 마찰로 인해 타오른다. 여기서 발생하는 열은 대부분 물체가 지표면에 닿기 이전에 완전히 태워버리기에 충분하다.
알케인
지구의 대기에는 극미량(약 1745ppb)의 메테인 기체가 존재하며, 이는 주로 반추동물의 위장에 서식하는 고세균과 같은 미생물에 의해 생성된다.
토성 대기권 돌입형 탐사선
토성 대기권 돌입형 탐사선은 2010년 뉴 프론티어 계획에 제안된 토성의 대기에 낙하하여 토성의 대기를 탐사하는 탐사선이다. 목적은 토성의 대기성분과 대기압 등을 알아내는 것이다.
자연
자연은 흔히 자연환경을 의미한다. 자연환경은 넓게는 우주를 구성하는 물질과 에너지 전체부터 좁게는 지구를 구성하는 지구 대기권, 수권, 암석권, 생물권과 같은 것을 통틀어 일컫는 말이다.
지구는 생물이 살고 있는 태양계의 행성이다. 지구 이외의 곳에서도 생명이 살고 있을 가능성이 있으나 아직까지는 발견되지 않았다. 지구를 구성하고 있는 구조로는 크게 보아 지질학의 대상인 지각과 그 아래의 맨틀과 같은 지구 내부구조, 지표의 약 3분의 2를 덮고 있는 바다, 호수, 강과 같은 수권, 공기로 이루어진 지구 대기권, 그리고 이러한 지구에 살고 있는 생물들의 총체인 생물권으로 나눌 수 있다. 지구의 역사는 지구가 생겨났을 때 부터 지금까지의 변화를 가리킨다. 지구는 약 45억 7천만년 전에 형성되었다.
기온 감률
지구 대기에서 대류권(고도 약 12km(39,000ft)까지)만 대류가 일어난다: 성층권은 일반적으로 대류가 일어나지 않는다. 그러나 일부 예외적으로 강력한 대류과정, 특히 심한 뇌우과 관련된 화산 분출 기둥과 overshoot 상층부는 대류권을 통과하여 성층권으로 대류를 국부적으로 일으킬 수 있다.
자연
수권은 대기권처럼 항상 움직인다. 하천의 흐름은 보기 쉽지만 호소의 움직임은 눈에 띄기 어렵다. 해양수의 흐름은 곳에 따라서는 육안으로 확인하기 쉽지만 열대 지방과 극지방의 사이나 대륙간의 대류 등은 확인이 곤란하다. 이것은 열대 지방의 따뜻한 해수가 극지방으로, 극지방의 차가운 해수가 열대 지방으로 이동하는 것으로 이러한 흐름은 해류로 불리는 형태를 취한다. 이 해류는 해양의 표면과 심부(수심 약 4,000 m)에 존재한다.
대기대순환
대기대순환(大氣大循環)은 전 지구적인 대기 운동으로 세개의 연직 순환(鉛直循環)과 세개의 항상풍으로 되어 있다.대기가 하강하는 위도 30° 부근의 중위도 지방에 중위도 고압대와 극지방에 극 고압대가 있고, 대기가 상승하는 적도 지방에 적도 수렴대와 위도 60° 부근에는 한대 전선대가 있다. 이들 고압대로부터 저압대로 불어가는 세 가지의 항상풍은 각 연직순환에 대응해서 형성된다.
아열대 고압대
아열대 고압대(亞熱帶高壓帶)는 열대와 온대의 중간 지역(위도 30° 부근)에서 적도 저압대에서 상승한 기류가 이동하던 중 상층에서 식어 하강 기류가 발생해 생성된 고압대이다. 때문에 중심이 고기압이며, 해상에서 발생하지만 하강 기류이므로 습도가 낮다. 지중해성 기후 지역의 여름은 이 아열대 고압대의 영향으로 온난 건조하다.예:지중해성기후
자기권계면
대기권에서 압력이 무시되는 경우에, 지구의 부분(태양의 앞에 위치)에서 거리를 견적하는 것이 가능하다. 자기 권계면을 결정하는 조건은 태양풍에서 동적인 피스톤 같은 압력이 지구 자기장에서 자석 압력과 동등하다는 것이다.
지구
지구 온난화는 아직 정확한 원인이 밝혀지지는 못했다. 이때까지 가장 유력했던 온실기체(이산화탄소, 등)로 인한 지구온난화는 확실하지 않다는 점이 밝혀졌고, 그 외에도 많은 학설이 있다. 지구온난화의 예는 1880년대의 -19mm였던 해수면이 1930년 제1회 월드컵 때는 3mm로, 지금은 37mm로 높아져서 지구 온난화로 인해 사라진 섬들이 많다. 최근에는 이런 온난화를 막기 위해 노력하고 있는데, 이를테면 선진국에서 개발한 도심 속의 숲, 전기자동차, 한국에서 개발한 승용차 요일제 등이 있다.
고산병
먼저. 고산지대는 해발 2000m 이상의 지대를 말한다. 이곳은 지구 중력 저하로, 대기 중에 공기의 양이 적다. 따라서 산소의 농도도 적어진다.
고층운
보통 지표면에서 2 ~ 7km의 높이에서 나타나며, 때로는 상층에서 나타나기도 한다. 두께는 수백 m에서 수천 m에 이르며, 구름의 정상은 1km 높이까지 이르기도 한다. 따라서 두꺼운 고층운의 상층부는 빙정, 중층부는 빙정, 눈송이, 과냉각물방울의 혼합물, 하층부는 대부분 과냉각물방울이나 물방울로 이루어져 있다. 그러나 얇은 구름은 물방울만으로 이루어져 있는 경우도 있다.
지구 대기권
열권은 중간권 상부의 층으로, 올라갈수록 기온이 상승한다. 그 이유로는, 열권의 밀도가 매우 낮기 때문에, 적은 열로도 온도가 많이 올라가기 때문이다. 또 다른 이유로는, 태양에 가깝기 때문이라는 이유도 있지만 큰 영향력을 받지는 않는다. 이곳에서는 강력한 태양풍을 직접 맞아서 원자가 전리화되기 때문에 전리층으로 불리기도 한다. 강한 전리층은 전파를 반사하며, 이러한 반사 현상을 이용하여 원거리 무선통신을 하기도 한다. 지상 80–90 km에서 시작하여 500–1000 km까지의 높이이며, 오로라가 생기기도 한다.
중간권
중간권(中間圈, )은 지구 대기권의 하나로 지표면으로부터 50 - 80 km 정도의 영역이다. 아래로는 성층권을 접하고, 위로는 열권을 접하고 있다. 중간권을 의미하는 영어인 "mesosphere"는 중간을 뜻하는 그리스어인 "mesos"로부터 유래하였다.
전리층
전리층(電離層, )은 지구 대기 상공 약 60 킬로미터에서 상공 약 1,000 킬로미터의 구역으로, 열권의 대부분과 중간권 및 외기권의 일부분을 포함한다. 태양 복사선에 의해 대기 분자들이 전리되어있기에 전리층이라고 부른다. 대기전기학적으로 중요한 성질을 가지며, 지구 자기권의 안쪽 경계를 이룬다. 전파가 전파될 때 전리층에 반사되어 지구 멀리까지 전파 통신이 가능하다는 점에서 응용학적으로도 중요한 역할을 타고 있다.
대기량
로 정의된다. 예컨대 고도 30도에서 대기량은 약 2가 된다.
지자기
전 세계 지구자기장의 크기는 20 μT에서 80 μT 정도이며, 한국의 경우 50 μT이다. 자기장은 비록 근원에서 멀어질수록 점점 약해지지만 무한하게 뻗어나간다. 지구의 자기장은 수만 킬로미터 정도 유효하게 퍼져 있어 자기권이라 불린다. 지자기의 일변화는 대한민국에서는 여름에 100 nT 정도다.
시베리아 기단
시베리아 기단은 대륙성 한대 기단으로, 시베리아의 넓은 지역에서 발달한다. 시베리아 기단은 대륙성 고기압으로 나타나기 때문에 시베리아 고기압이라고도 한다. 발원 지역은 대부분 눈이나 얼음으로 뒤덮여 있기 때문에 방사 냉각이 강하다. 그렇기 때문에 기온은 낮고, 습도도 매우 낮다. 또한 대기 하층에 눈에 띄는 역전이 가능하다. 겨울철에 한반도는 거의 이 기단에 덮이게 된다. 여름철에 시베리아대륙에서 한대 기단이 생성되는 것은 시베리아 북부 지역뿐이고, 한대 기단의 성질을 가진 채로 한반도까지 남하해 오는 일은 거의 없다.
대기
위성은 행성에 비해 중력과 질량이 작기 때문에 대기가 없을 것이라고 생각됐지만, 토성의 위성인 타이탄은 지구 대기압의 1.4배에 달하는 질소 주성분 대기가 있다.
지권
우주 공간 탐사가 시작된 후 이온층 또는 플라즈마권의 범위가 매우 가변적이며 이전에 생각하던 것보다 훨씬 크고 때로 지구자기권의 경계까지 팽창하는 것이 관측되었다. 이것은 지권계면이라 불리며 이 밖은 지구 유전 물질이 상대적으로 희박하다. 그 너머에는 태양풍이 지배적이다.
대기압
대기압(大氣壓)은 공기의 무게 때문에 생기는 지구 대기의 압력이다.
이탈리아의 과학자 토리첼리(Evangelista Torricelli ; 1608~1647)는 실험에서 수은조에 약 1 cm의 단면적을 가진 1.2 m의 유리관을 세웠다. 그리고, 그 높이를 매일 관측하였는데, 관측할 때마다 수은주의 높이가 변화하는 것을 발견하였고, 수은주의 높이가 약 760 mm까지 상승하였을 때의 공기가 누르는 힘(압력)을 1 기압이라고 한다. 이후, 이 실험을 통해서 얻어진 760 mm의 수은 (Hg) 기둥의 높이를 1 기압의 표준으로 삼았다. 참고로, 수은의 비중은 13.6 정도 이므로, 1의 비중을 가진 물과 비교한다면 760 mm 수은의 무게가 주는 압력은 10여 미터 정도의 물기둥의 무게가 주는 압력과 동일하다. 이것은 우리가 일상적으로 받는 1 기압의 압력은 10 m 정도의 물기둥을 어깨에 이고 있는 상태에서 받는 압력과 매우 비슷하다는 뜻이다. (만약 우리가 해수면 기준으로 수중 10 m의 물 속에 들어간다면 대기중의 1 기압과 10 m 물 속의 수중 압력 (1 기압 가량이다)이 합쳐져서 약 2 기압의 압력을 받게 된다)
천왕성
위에 설명한 가설 모형 외에도 다른 내부구조 가설들이 있으나 이들의 주장 또한 그리 천왕성의 물리적 수치에 모순되지 않는다. 예를 들어 만약 상당량의 수소와 암석 물질이 얼음 맨틀에 섞여 있을 경우 맨틀 내 얼음 질량은 표준 모형이 주장하는 바에 비해 줄어들 것이며 얼음이 줄어든 만큼 기체 및 암석 물질의 질량이 많다고 해석이 가능하다. 현재 천왕성의 물리적 측정치만으로는 어떤 모형이 정확한지를 판별할 수 없다. 천왕성 내부가 유체 형태라는 사실로부터 딱딱한 표면이 없을 것임을 추측할 수 있다. 기체로 이루어진 대기 밑으로 점차 하강할수록 구성 물질들은 액체에 가까워질 것이다. 편의상 대기압이 1바(100킬로파스칼)인 지점을 회전 타원체의 ‘표면’이라고 정의하고 있다. 이 정의에 따르면 천왕성의 적도 반지름과 극반지름은 각각 25,559 ± 4 km, 24,973 ± 20 km가 된다. 본 문서의 고도 관련 내용은 위 정의에 따라 계산한 것이다.
네이처 피직스’ 최근호에 실린 미국 로렌스 리버모어 국립 연구소의 존 에거트 박사의 논문에 따르면 해왕성과 천왕성의 바다는 다이아몬드 바다일 가능성이 있다. 그 액체 다이아몬드 바다 위에는 다이아몬드 덩어리들이 떠다닐 것이라고 한다.
지구
지구의 내부구조는 대체로 층상 구조를 이루고 있다. 지구의 최외각부분은 주로 유체로 되어 있는데, 구성 물질에 따라서 대기권, 수권으로 구분한다. 생물권은 그 양이 매우 작고, 대부분의 경우 지구의 물리적 층으로는 인정하지 않고 있다.
명왕성
명왕성 대기권의 존재 증거는 이스라엘 와이즈 천문대의 노아 브로치와 하임 멘델슨에 의해 1985년에 최초로 제기되었고,[52] 1988년에 카이퍼 에어본 천문대가 명왕성이 주변의 다른 별들을 가리는 것을 관측하여 발견했다.[53] 대기권이 없는 천체가 다른 별 앞으로 움직이면, 별은 '갑자기' 사라진다. 명왕성의 경우에는 별이 흐릿해지면서 천천히 사라졌다.[52] 흐릿해지는 정도를 봤을 때 기압은 약 0.15 파스칼로 밝혀졌고, 이는 지구의 약 70만 분의 1이다.[54]
칼리스토 (위성)
칼리스토는 이산화 탄소로 구성된 매우 미약한 대기권을 가지고 있다. 이는 갈릴레오 탐사선의 근적외선 분광 지도작성기(Near Infrared Mapping Spectrometer, NIMS)가 4.2 µm 대역에서 대기권이 만들어 낸 파장 흡수를 감지하여 발견된 것이다. 칼리스토 표면에서의 기압은 약 7.5 bar (0.75 µPa) 로 추정되고, 입자들의 밀도는 4 cm 이다. 이 정도로 옅은 대기권은 4일 이내로 모두 칼리스토를 탈출해 버릴 것이기 때문에, 대기권은 칼리스토의 얼음 지각에서 천천히 승화되는 이산화 탄소에 의해 지속적으로 보충되고 있다고 여겨진다. 이 이론은 표면의 혹들을 설명하는 승화-분해 이론과 어느 정도 일치한다.
해저
심해저대(Abyssal Zone{어비셜존})는 지구상에서 71%를 점유하여서 차지하는 바다중에서도 가장 넓은 90%이상을 차지하고있으며 아주 폭넖게는 7대양을 포함해서 대부분의 바다에 평탄한 밑바닥이 바로 여기에 해당된다. 바다에서도 가로와 세로의 넓이와 위아래의 넓이인 종횡과 상하에 즉 동서남북의 모든쪽에서 제일 휑할 정도로 광활한 넓이를 자랑하며 주로 연니(부유생물의 유해가 쌓여서 된 무른 흙) 등이 많이 분포하고 대부분의 지각이 현무암질의 해양지각으로 구성되어있는 경우가 매우 많은데 이건 해령이라는 해저산맥에 의해 마그마가 분출되어 새로운 해양 지각이 탄생되고 형성되는 지형의 영향도 있다. 주로 해양판으로 구성되어서 이루어져있게되며 수심은 3,000 ~ 6,000m로, 점심해수층들의 어류는 자신을 보호하기위한 보호색으로 흑색의 종류가 많은데 비하여, 여기서는 오히려 엷은색의 것이 나타나고 흰색인 것도 있다. 또한 이곳에 사는 새우류의 몸빛깔은 붉은색과 연분홍색이다. 또 수많은 생물종류가 발광기를 지니고 있다. 열수분출공같은 특이한 자연도 있으며 주로 화산에 따른 용암과 마그마에 의해 형성되어서 만들어지게되고 바다의 온천이라고 불린다. 이곳은 지구상의 다른곳과 확연히 구분되는 암묵적이고 품위있는 생태계를 형성하고있으며 수온은 350°~400°로 매우 높은데 이것은 지하에 산재해있는 마그마와 지열에 의해 바닷물이 데워지기 때문이다. 또한 이곳은 10m당 1기압씩 높아지는 수압이 굉장히 쎄게 작용해서 이런 온도에서도 물이 전혀 기화되지않는다. 또한 황화수소나 이산화탄소와 금속같은 여러가지 물질들이 녹아있는 농도가 매우 많은데 보통의 육상생물들과 해양생물들에게는 매우 위험한 유독물이지만 이곳에서 사는 생물들에겐 생명의 원천이다. 또한 기존에서는 아프리카개미가 제일 열에 잘견디며 온도 50°가 생물이 생활할 수 있는 제일 최고의 온도이자 마지노선으로 생각됐지만 이곳에서 폼페이벌레의 발견으로 그기록이 새롭게 등재되어 경신되었다. 이생물은 110°가 넘는 고온의 물에서도 충분히 살아갈수있으며 몸의 온도차이가 상반신과 하반신으로 80°이상이 나도 생존이 가능하다. 이곳은 지구에 존재하는곳중에서도 가장 생물의 종류가 복잡하고 매우 다양하며 심해의 오아시스라고 불리기도하고 태양광에 의존하지않는 매우 독특하고 충만한 생태계를 유지하고있다. 이는 열대우림보다도 매우 번창한 모습으로 호열성세균을 필두로 해서 관벌레등이 서식하며 그밖에도 게나 새우류등도 보이고 어류와 문어도 서식해 밀림보다도 생물다양성이 높아 장미정원같다고 기록하여 얘기한 학자도 있다. 또한 보통 두족류는 깊은 곳에 사는 것일수록 근육질이 빈약해지므로, 표층생활자가 강력한 근육을 내포하여 가지고있는 유영자인데 비하여 여기의 것들은 한천질(우무질)이 풍부한 강장동물을 닮은 부유자이다. 수온은 4℃ 이하로 연중 내내 변하지 않는다.
터보권계면
터보권계면(turbopause)은 난류 혼합이 지배적인 지구 대기의 계면의 고도를 표시한다. 터보권계면 아래의 영역은 호모권이라 알려져 있으며 화학 구성 성분은 잘 혼합되어 있고 동일한 고도 분포를 보인다. 즉 대기화학 성분은 화학적인 원소들에 대해 이 영역 내에 일정하게 유지되는데 그것들은 긴 평균 머무는 시간을 지닌다.
매우 반응성이 높은 화합물들은 대기 전체에 큰 농도 변화를 보이곤 한다. 반면 불활성 기체는 더 고르게 분포할 것이다.
지구 온난화
자연적인 온실 가스 발생으로 인한 지구 온난화 효과로 평균 33°C가 유지되고 있다. 주요적인 온실 기체는 수증기이며 이는 온실 효과의 36–70%를 차지하고, 그 다음은 이산화탄소(CO)로 9–26%를 차지하고, 메테인(CH)은 4–9%이며 가장 낮은 온실 기체는 오존(O)으로 3–7%를 차지한다. 구름 또한 온실 기체와 유사한 영향을 가진다.
자연
중간권은 다시 고도가 올라갈수록 온도가 감소하는 영역이다. 이 영역에서는 대류현상이 일어나 약간의 구름이 형성되기도 하지만 기상현상은 일어나지 않는다. 지상 50 km에서 80 km까지의 높이이며, 야광운이 생기기도 한다.
토성의 대기
토성의 대기는 목성의 대기와 유사하게 거의 수소와 헬륨으로 구성되어 있다. 토성의 내부는 중심 부분만 고체로 이루어져 있고, 나머지는 압축된 헬륨과 수소로 이루어진 것으로 추측된다. 토성은 태양과 약 14억km 떨어져 대기층의 평균 온도는 목성보다 낮은 -145℃ 정도이다. 토성 표면에도 목성과 비슷한 가로줄 무늬와 반점이 있다. 이것은 자전 주기가 빨라서 대기의 격렬한 흐름과 소용돌이 때문에 나타나는 것이다.
외기권
열권 또는 exobase로 알려져 있는 외기권의 낮은 경계의 고도는 그 범위가 약 250km에서 500km로 태양의 활동에 따라 달라진다. 열권의 가장자리에서 외기권의 낮은 경계는 때때로 지구의 표면 위로 500km에서 1000km로 측정된다. 외기권의 가장 낮은 고도인 외기권은 또한 임계의 단계로 불리며 두 가지 방법 중 하나로 명백히 정의된다:
외기권에서 분자의 평균 자유도는 1압력 규모의 높이와 같다. 압력 규모 높이는 거의 주된 구성 원자들의 밀도규모 높이와 같고 Knudsen number는 평균자유도의 비율과 일반적인 밀도 변화규모이기 때문에 이것은 외기권이 놓인 지역 위치의 평균이다.
외기권의 높이에서 변화는 이것이 위성에 대기를 끌어다주고 결국 궤도를 유지할 아무런 움직임이 없다면 궤도로부터 떨어지는 것을 유발하기 때문에 중요하다.
구름
상층운(上層雲)은 지상 5천 ~ 1만 3천 미터의 대류권의 저온부에서 형성된다. 극지방에서는 3천 미터의 낮은 곳에서도 형성된다. 이 높이에서는 수증기가 얼어붙어 구름은 얼음 결정으로 구성된다. 이들은 대체로 희미하고 투명할 때도 있다.
중층운(中層雲)은 2천 ~ 7천 미터 높이에서 형성된다. 이들은 물방울로 구성되며 과냉각된 경우도 있다.하층운(下層雲)은 2천 미터 이하에서 형성된다. 하층운이 땅에 닿으면 '안개'로 부른다. 이 구름은 비를 머금고 있는 경우가 많다.
수직에서 발달한 구름은 기저부로부터 높이 상승하는 기류를 갖기도 한다.
적색왜성계의 생명체 거주가능성
그러나 비관론의 강도는 일부 연구 결과에 의해 완화되었다. 캘리포니아 소재 미 항공우주국 아메스 연구 센터의 로버트 헤이벌리와 매노즈 조시는 한 행성의 대기(대기에는 온실 효과를 일으키는 요소인 CO와 HO가 포함되어 있다고 가정한다)가 한 쪽에서 다른 쪽으로 열 에너지를 전달하는 데에는 100밀리바의 대기압(지구의 10퍼센트 수준)만 있으면 충분하다고 밝혔다. 밤의 지역에서는 물이 항상 얼어 있을 것임에도 불구하고, 이 정도 대기의 밀도는 식물의 광합성에 필요한 최소량보다 높다. 그리니치 공동체 대학교의 마틴 히스는 수심이 충분히 깊어 행성 자체가 지닌 열로 바다의 해저 부분을 녹아 있는 상태로 유지시켜 밤의 반구에서도 얼음 밑으로 해류가 형성될 수준이 된다면, 효과적으로 행성 전체를 순환할 수 있다고 주장했다. 한층 심화된 연구(광합성에 필요한 복사 에너지의 양에 대하여)에 의하면, 적색 왜성계 내 조석 고정된 행성에서도 고등 식물들이 살 가능성이 있다고 한다.
성층권 비행선
상공 10 km에서 50 km까지인 성층권은 기상현상이 일어나지 않기 때문에 비행체가 바람에 휩쓸려 다닐 염려가 없다. 즉, 엔진이 꺼져도 떠있기만 하면 바람이 없기 때문에 한 곳에 고정되어 있을 수 있다. 비행선은 헬륨으로 채워지며, 태양전지와 연료전지로 비행한다.
대류권
대류권계면은 대류권과 성층권의 경계를 나타낸다. 대류권계면 위쪽으로는 고도 50km에 이르도록 온도가 서서히 상승한다. 대류권을 지나는 동안 비행기가 높이 뜨면 뜰수록 안내판의 기온은 섭씨건 화씨건 모두 낮아져서 최상부에 이르면 국내선 비행기 (國內線 飛行氣)는 -17도, 국제선 비행기는 -50°C까지 내려간다.
지구 대기권
중간권은 다시 고도가 올라갈수록 온도가 감소하는 영역이다. 이 영역에서는 대류현상이 일어나 약간의 구름이 형성되기도 하지만 기상현상은 일어나지 않는다. 지상 50 km에서 80 km까지의 높이이며, 야광운이 생기기도 한다.
지구 대기권
해수면에서의 평균적인 대기압은 1이다. 대기의 전체 질량은 5.1480×10^18 kg (1.135×1019 lb)는 평균해수면의 압력과 지구의 산악지형의 51007.2 메가 헥타르에 해당하는 양보다 약 2.5%가량 낮을 것으로 추정된다. 지구 대기의 기압은 압력이 측정된 어떤 지점 위의 전체 무게이다. 따라서 기압은 지역과 날씨에 따라 다양하다.
트리톤 (위성)
표면의 폭풍으로 인해 8km 두께의 대류권(기상현상이 일어나는 대기 권역)이 존재한다. 간헐천 분출에 의한 트리톤 표면의 줄무늬를 볼 때, 대류권의 대기는 계절풍에 의해서 마이크로미터 이하 크기의 물질들을 운반할 수 있는 것으로 여겨진다. 성층권은 없고 대신 8km-950km 사이에 열권이 존재하며, 그 밖은 외기권, 즉 우주이다. 상층 대기의 온도는 표면보다 높은 약 95K 정도로 이는 태양 복사열과 해왕성의 자기장에 의해 가열되기 때문이다. 대류권에는 안개가 자욱한데, 대부분 태양빛을 받은 메탄의 작용에 의한 탄화수소와 질소 유기화합물로 이루어졌으리라 생각된다. 또한 1-3km 고도는 압축된 질소 가스의 구름이 차지하고 있다.
외기권
외기권(外氣圈, )은 지구 대기권의 최외곽을 형성하는 대기층이다. 아래로는 열권을 접하고 있으며, 외기권 바깥은 우주 공간이다. 지표면으로부터 500 - 1000km 정도에서 시작하며, 대략 10,000km 정도까지가 외기권인 것으로 추정된다. 사실상 우주 공간이 시작되는 구간이며, 외기권의 주된 기체는 수소와 헬륨이며, 외기권 바닥층에는 일부 원자 상태의 산소도 존재한다. 외기권을 나타내는 영어인 "exosphere"는 "바깥"을 뜻하는 그리스어인 "exo"로부터 유래했다.
희귀한 지구 가설
생물권의 범위는 어머니 항성의 분광형과 나이에 따라 달라진다. 주계열성의 생물권은 항성이 백색 왜성(이 단계에 이르면 생물권은 사라진다)이 되기 전까지 매우 천천히 항성으로부터 멀어진다. 생물권은 이산화 탄소(CO)에 의해 발생하는 온실 효과와 밀접한 관련이 있다. 지구 대기 이산화 탄소가 불과 387 ppm만 상승해도, 이 정도 미량으로도 지구 표면 온도는 현재 수준에서 섭씨 40도 정도까지 올라가게 된다.
생명체 거주가능 영역
천문학에서 생명체 거주가능 영역(生命體居住可能領域, )은 지구상의 생명체들이 살아가기에 적합한 환경을 지니고 있는 우주 공간의 범위를 뜻한다. 거주가능영역은 크게 두 가지 개념으로 나눌 수 있다. 첫째는 행성계 차원이며 두 번째는 은하 차원이다. 앞의 두 영역 내에 존재하는 행성이나 위성은 생명체 거주 가능 구역이 될 수 있는 일순위 후보이며 우리 지구와 비슷한 생명체를 품을 수 있는 가능성이 있다. 천문학자들은 항성계 내에 있는 항성 주위 생명체 거주가능 영역(circumstellar habitable zone, CHZ)이나 큰 규모의 은하 내에 있는 은하 생명체 거주가능 영역(galactic habitable zone ,GHZ)에서 생명이 태어날 확률이 크다고 생각한다. (후자에 대한 연구는 아직 초보 단계에 머물고 있다) 생명체HZ)은 '그린벨트', '골디락스 지대', '생명체 영역', '생태권' 등으로도 불린다. 여기서 골디락스 지대란 너무 차갑지도 않고 뜨겁지도 않은, 적당한 온도의 지대라는 의미이다. (영국에서 떠돌아왔는 골디락스와 곰 세마리. 골디락스가 곰이 끓인 뜨겁고 차갑고(처음 끓인건 뜨거웠다, 두 번째는 차가웠다) 미지근한 수프를 먹고 미지근한 수프만 다먹는 식으로 된 이야기.) 우리 태양계의 경우 HZ는 0.95에서 1.15 천문단위 범위이다.
공기 우물
공기 우물은 공기 중의 수분을 필요로 한다. 세계의 모든 곳은, 심지어 사막에서도, 주변의 대기는 최소한 약간의 물을 함유한다. 베이센스Beysens와 밀리모크Milimouk에 따르면, "대기는 의 깨끗한 물을 함유하고 있으며, 98%의 증기와 2%의 응집된 물(구름)으로 구성된다. 사람이 거주하는 지역의 재활용 가능한 수자원 에 필적하는 수치이다." 공기 중에 증기로서 함유된 물의 양은 일반적으로 상대습도로 보고되고, 이는 온도에 의존한다. 따뜻한 공기는 더 차가운 공기보다 더 많은 수증기를 함유할 수 있다. 공기가 이슬점까지 냉각되면 포화 상태가 되어 수분이 적당한 표면에 응축된다. 예를 들어 대기의 온도가 이고 상대습도가 80%인 경우 이슬점은 이다. 상대습도가 50%이면 이슬점은 로 떨어진다.
온실 기체
지구 온난화는 지표 부근의 대기와 바다의 평균 온도가 장기적으로 상승하는 현상이다. 지난 산업혁명 이후 지속적으로 온실기체가 대기로 배출됨에 따라 지구 대기 중 온실기체 농도가 증가하여 지구 표면의 온도가 과도하게 증가되어 이와 같은 지구온난화현상을 초래하게 되었다. 지구 표면의 온도상승은 해수면 상승을 초래하고, 이는 다시 강수량의 양과 패턴을 변화시켜, 가뭄, 홍수 등의 기상이변을 일으킨다. 빙하의 후퇴와 기후의 변화는 생태계를 변화시키는 등 인류를 포함한 지구상 생물의 생존에 위협이 된다. 최근 수십 년에 걸쳐 지구온난화가 진행되고 있으며 앞으로도 꾸준히 높아질 것으로 예측된다. 앞으로 얼마만큼의 온난화가 진행되며 지역에 따라 어떻게 차이가 있을 것인지는 아직 확실하지 않다.
지구음암화
지구음암화의 원인은 인간의 행동에서 발생되는 인위적인 에어로졸의 대기 중 배출이다. 공장의 매연이나 자동차의 배기가스, 화재에서 일어나는 연기 등 이른바 대기오염 물질로 에어로졸이 증가하고, 지구음암화가 진행되는 것이다. 또한, 기온 상승으로 극지와 고산지대에 존재하는 얼음이 녹아 지구의 물이 차지하는 면적이 늘어나게 되어 증발량이 늘고, 구름의 면적이 넓어져 음암화가 진행된다.
태양 상수
대기권 최상부에서 지구에 직접 닿는 태양 복사 조도는, 지구의 공전에 따른 지구와 태양 간의 거리 변화에 따라 1년에 약 6.9% 정도로 계속해서 변동하며(1월 초에는 약 1.412 kW/m², 7월 초에는 약 1.321 kW/m²), 하루로 계산하면 0.1% 미만으로 변동한다. 따라서, 지구 전체(단면적 127,400,000 km²)에 대한 일률은 1.730×10 W (또는 173,000 테라와트)이고, 변화 범위는 ±3.5%(1년 당 변동 범위인 6.9%의 절반)이다. 태양 상수는 긴 시간 동안에는 상수로 존재하지 않지만(태양 주기 참조), 1년 단위에서는 태양 상수의 변화량이 대기권 최상부에서 측정되는 태양 복사 조도의 변동값보다 적은데, 이는 태양 상수는 1 천문단위라는 고정된 거리에서 측정되지만, 태양 복사 조도는 지구와 태양 사이의 거리, 즉 지구의 이심률에 영향을 받기 때문이다.
기압
기압(氣壓, 기호: atm)은 압력의 단위로, 지구 해수면 근처에서 잰 대기압을 기준으로 한다. 1기압은 101325 Pa, 760 mmHg이다.
기단
기단은 바다나 대륙과 같이 같은 성질의 지표면과 대기가 오랫동안 접촉하고 있으면 열 또는 수증기를 교환해서 같은 성질을 가진 거대한 공기의 덩어리 즉 기단이 된다. 대기가 지표면과 오래 접촉하려면 바람이 약해야 한다는 것이 중요조건이 된다. 이와 같은 조건에 맞는 곳은 고기압권 내이므로 기단의 명칭은 고기압의 이름과 일치되는 수가 많다. 예를 들면 북태평양 기단 · 오호츠크해 기단 · 시베리아 기단 등을 들 수 있다. 기단의 성질은 온난 · 한랭 · 습윤 · 건조를 조합해서 표시한다. 해양에서 발생한 기단은 습윤하고 대륙에서 발생한 기단은 건조하다.
자기권
지구의 적도에 걸쳐서, 자기장선은 거의 수평이되고, 그다음 고위도로 다시 연결되기위해 돌아간다. 그러나 고위도에서, 자기장은 태양풍과 태양풍의 태양자기장에 의해 크게 왜곡된다. 지구의 햇빛이 비추는면(dayside)에서 자기장은 태양풍에 의해서 약 65,000km(40,000마일)의 거리까지 상당히 압축된다. 지구의 bow shock는 약 17km(11마일)의 두께를 가지고 지구로부터 약 90,000km(56,000마일)에 위치한다. 자기권계면은 지구의 표면에 떨어서 수백km 떨어진거리에 존재한다. 지구의 자기권계면은 태양풍으로부터의 입자가 지구로 들어올 수 있게 하는 '체'로 비교되었다. 자기권에서 다른속도로 거대한 플라즈마의 소용돌이가 자기권의 가장자리를 따라서 이동할 때 Kelvin-Helmholtz 불안정성들이 일어난다. 이것은 자기장선이 끊어지고 재연결되는 것 같은 자기 재접속(magnetic reconnection)을 야기시키고, 태양풍입자들은 자기권으로 들어갈수있게 한다. 지구의 빛이 비추지 않는면(nightside)에서, 자기장은 6,300,000km(3,900,000마일)이상의 길이에 지자기꼬리로 연장한다. 지구의 지자기꼬리는 극지방 오로라의 주된 요소이다. 또한, NASA의 과학자들은 지구의 지자기꼬리는 dayside와 nightside의 전위차를 만듦으로써 달에 "먼지 폭풍"을 일으킬 수 있다고 제안 또는 "추측"했다.
백악기 전기
당시 지구의 해수면은 오늘날보다 300m 높아서 북아메리카, 남아메리카, 유럽, 아프리카, 아시아의 대륙이 현재 면적의 절반이 얕은 바다인 천해에 잠겨 있었다.
지구의 기온은 오늘날보다 5℃ 높아서 저위도의 육지의 온도는 37℃에 달했고, 바다의 온도는 43℃에 달했다. 
중위도의 육지온도는 27℃에 달했고, 바다의 온도는 30℃에 달했다. 
고위도의 육지 온도도 연평균 15℃가량이나 되었고, 바다의 온도도 20℃가량이나 되었다. 
그리고 산소농도와 이산화탄소의 농도도 현재의 각각 150%와 10배 정도였다.
당시의 열대 기후는 북반구와 남반구의 위도 50도 부근까지 놓여있었고, 온대기후는 북반구와 남반구의 90도 부근까지 놓여있었다.
HD 189733
이 행성의 대기 중 수증기의 화학적 특징이 포착되었다. HD 189733b의 섭씨 1천도가 넘는 대기 온도는 생명체가 살 수 있는 환경과는 동떨어져 있지만, 보다 지구와 비슷한 환경을 가지고 있는 어떤 행성에 생명의 필수 요소인 물이 존재할 가능성을 높였다는 점에서 의미 있는 연구 결과였다. 뒤이어 2008년 12월 9일, 미국 항공우주국과 유럽우주국은 HD 189733 b의 대기에 이산화 탄소가 포함되어 있다고 발표했다.
광학적 깊이
대기과학에서 흔히 지구 표면에서 우주공간까지 수직한 경로로 대응함으로써 대기의 광학적 깊이로 언급된다; 평소에 광학적 깊이는 관측자의 고도에서 우주공간까지이다. formula_4가 수직한 경로로 언급된 이래로 비스듬한 경로는 formula_5이다. formula_6은 대기량(airmass)으로 평행한 평면 대기에 대해 formula_7로 정의되며 formula_8는 주어진 경로에 대응하는 천정각(zenith angle)이다. 그러므로
지구 대기권
●99.99997%는 ‘Kármán line’라고 불리는 100km이하에 존재한다. 국제 협약에 따르면 이 곳은 우주 비행사들이 여행할 것으로 여겨지는 우주의 시작점으로 지정되었다. 에베레스트 산의 정상은 8,848m인데 반해서, 민간 항공기는 연료를 절약할 수 있는 10km와 13km사이를 운항한다.
지구
지구에는 자기장이 존재한다. 이는 우주의 방사선을 막아줘 생명체의 존재를 가능하게 해준다. 그러나 이러한 자기장은 150년 동안 세기가 10%가량 감소하여 이는 대규모 지진·화산 활동, 기후변화, 동물들의 대량 멸종사건에 영향을 미치고 있으며, 자기장의 소멸로 대기를 잃은 화성과 같이 지구 또한 미래에 대기를 잃을 수 있다고 과학자들은 말하고있다
클라크 수
클라크 수(Clarke 數, )는 해발고도 0인 지오이드()면에서 지하 약 16km까지의 지각의 암석권, 해양의 수권, 지구를 둘러싼 공기층인 대기권을 포함하는 지구 최외각 부분에 존재하는 물질들의 존재비율을 각 원소에 대해 중량백분율로 나타낸 수이다.
가니메데 (위성)
보이저호의 자료에도 불구하고, 가니메데에 희박한 산소 대기권(외기권)이 있는 것으로 추측하고 있다. 유로파에 존재하는 양과 유사하게 존재하는 것으로 추정되고, 1995년에 허블 우주 망원경에 의해 발견되었다. 허블 우주 망원경은 실제로는 130.4 nm와135.6 nm의 산소 원자 대기광을 관측한 것이다. 산소 분자가 전기 충격에 의해 분열되면 이런 대기광이 생기게 되고, 이는 O로 이루어진 대기권의 중요한 증거이다. 산소의 표면에서의 밀도는 1.2×10–7×10cm일 것으로 추측되며, 0.2–1.2 µPa의 대기압을 가지고 있을 것으로 생각된다. 이 값은 1981년의 보이저호의 결과와 일치한다. 산소는 생명의 증거가 될 수 없다. 이 산소는 가니메데의 표면에서 방사능에 의해 얼음이 수소와 산소로 분리될 때 발생하는 것으로 추측되고, 수소는 질량이 낮아 더 빨리 우주 공간으로 없어졌을 것이다. 가니메데는 유로파와 다르게, 대기광이 균일하지 않다. 허블 우주 망원경은 북반구와 남반구 위도 ± 50° 쪽에 있는 밝은 반점을 관찰했고, 이곳은 가니메데의 자기력선의 정확한 경계이다(아래 참조). 밝은 점은 아마도 극광일 것으로 추정되며, 자기장 중 열려 있는 부분을 따라 플라즈마가 들어오면서 일어난 것으로 추측된다.
지구 대기권
판 구조론에 의한 끊임없는 성분의 재배열과 지각의 탄산염 광맥으로부터의 이산화탄소 이동은 대기의 오랜 기간 동안의 진화 과정에 영향을 주었다. 활성산소는 약 24억 년 전 산소 급증 사건이 일어나기 전에는 존재하지 않았으나, 활성산소의 출현은 안정되어 있던 철 광맥의 종말을 나타냈다. 이 시기 이전에는 광합성을 통해 공급된 어떠한 산소도 환원되어 있던 주로 철과 같은 금속광물과 산화반응에 의한 소비를 일으키지 않았다. 대기 속의 활성산소의 분자들은 산소의 생산률이 환원되는 금속광물을 초과하기 전까지 모여들지 않았다. 이는 환원성 대기로부터 산화성 대기로의 흐름을 나타낸다. O₂는 선캄브리아대의 말기까지 15%이상의 O₂분자가 안정된 상태에 도달하기까지 다양한 변화를 보여주었다. 약 5.41억 년 전부터의 기간은 호기성생물의 출현이 시작된 캄브리아기의 초기시대인 현생대이다. 대기 중의 산소의 양은 6억 년 전부터 변동을 거듭하여 2.8억 년 전에는 현재의 수치인 21%보다 상당히 높은 약30%로 최고치에 도달하였다. 두 가지의 주요 과정들이 대기의 변화를 지배하였다. 하나는 식물들이 대기 중의 이산화탄소를 사용하고 산소를 배출하는 것이다. 또 다른 하나는 황철석의 붕괴와 화산 폭발로 인해서 대기로 유입된 산화된 황에 의한 대기 중의 막대한 양의 산소의 환원이다. 그러나, 화산 분출은 또한 식물이 산소로 바꿀 수 있는 이산화탄소를 방출시켰다. 대기 중의 막대한 양의 산소변화의 정확한 원인은 아직 알려지지 않았다. 대기중에 산소가 많은 기간 동안 동물의 진화를 촉진시켰을 것이라고 추정하고 있다. 현재의 대기는 동물의 진화과정을 촉진시키기에 충분한 약 21%의 산소를 함유하고 있다. 최근에, 지구 온난화를 유발시키는 주범인 인류 개변의 온실가스는 대기에 축적되고 있다.
압력
기압(atm)은 상수로 지정되었다. 이는 지구의 평균해수면에서 보통의 대기압력이며 101,325Pa으로 정의된다.
지구 대기권
다시 말해서, 지구 대기의 질량은 다음과 같이 적절히 구별되어 있다.
해왕성
해왕성의 내부 구조는 천왕성과 유사하다. 전체 질량의 5 ~ 10%, 표층에서 핵까지 부피의 10 ~ 20%를 대기가 차지하며, 대기압은 약 10 GPa이다. 대기의 하층부에서는 메테인, 암모니아, 물이 응축되는 것이 발견되었다.
이 어둡고 뜨거운 영역은 점차로 온도 2,000 K ~ 5,000 K의 초열 상태의 액체 맨틀로 응축된다. 해왕성의 맨틀은 질량이 10 ~ 15 지구질량이며 물과 암모니아, 메테인이 풍부하다. 이 혼합물은 고온고압의 유체지만 통상적인 행성과학에서 "얼음"이라고 불린다. 전기 전도성이 높은 이 유체는 암모니아수의 바다(water-ammonia ocean)라고 불리기도 한다. 해왕성 내부 7000 km 깊이는 메테인이 분해된 뒤 탄소가 다이아몬드 결정이 되어 핵으로 가라앉는 환경일 가능성도 있다.
온실 기체
지구의 기온이 생물들이 서식하기에 적절한 수준으로 유지되기 위해서는 온실기체의 역할이 주요하다. 만약 온실가스가 없다면 지표면의 연간 평균 온도는 영하 18도가 되어 지구상에 [생명체]가 존재하기 어려울 것이다. 현재 지표면 연간 평균 온도인 영상 15도를 유지하는 데 있어서 온실기체가 큰 역할을 하는 것이다. 하지만 이 기체들이 적정한 양 이상으로 증가하게 되면, 온실기체가 흡수하고 방출하는 에너지가 과다하게 되어 지구의 열평형에 변화가 생기고 결국 '자연적 온실효과'에 의한 적절한 기온보다 지구의 평균기온이 상승하게 된다. 이를 '강화된 온실효과(enhanced greenhouse effect)'라 하며 이로 인해 지구가 자연적인 상태보다 지나치게 더워지는 현상을 '지구온난화'라고 한다.
대류권계면
대류권 계면 (對流圈界面)은 지구 대기권에서 대류권과 성층권의 경계 영역을 나타낸다. 표면으로부터 위로 갈수록 이 지점에서 공기는 차가워지는 것을 멈추고 거의 완전히 마르게 된다. 더 형식적으로, 대기의 이 지역에는 기온 저하율이 음의 값에서(대류권에서) 양의 값으로(성층권에서) 변한다. 이것은 평형 단계에서 일어나고, 대기에서 열역학적의 중요한 값이 된다. 세계 기상의 기구로부터 사용되는 정확한 정의는 다음과 같다: 가장 낮은 수준의 기온 저하율은 2℃/km 또는 더 작게 감소하고, 이 수준과 더 높은 수준 사이의 평균 기온 저하율은 2km 이내로 2℃/km를 초과하지 않는다. 대류권은 지구 대기권에서 가장 낮은 층이며, 날씨라고 불리는 기상 현상이 일어난다. 대류권은 지표면에서 시작하며, 높이는 위도에 따라 현격한 차이를 보인다. 대류권의 높이는 극지방에서는 평균 6 km 로 매우 낮으며, 적도 지방에서는 16-18 km에 이른다. 이 이상의 높이는 성층권이며, 대류권과 성층권 사이의 영역이 대류권 계면이 되는 것이다. 성층권은 대류권 계면에서 시작하며, 적도 지방의 경우 지표면으로부터 50 km 정도까지의 영역이다. 성층권에는 오존층이 존재한다.
지구 대기권
그 다음의 대기는 많은 양의 질소와 이산화탄소, 비활성 기체가 화산 폭발에 의해 공급되거나 소행성에 의한 거대한 충돌 동안 공급되었다. 이로 인해 방출된 엄청난 양의 이산화탄소는 곧바로 물에 녹아서 탄산염퇴적물을 형성하였다. 물과 관련된 퇴적물들은 38억 년 전부터의 것부터 형성되어 왔다. 약 34억 년 전의 질소는 안정된 상태의 두 번째 대기의 대부분의 부분을 차지하고 있었다. 생명체에 대한 영향은 생명체는 대기보다 빠른 시기인 약 35억 년 전부터 형성되었기 때문에 다시 한 번 고려해봐야 한다. 원시 태양이 현재보다 30% 적은 양의 에너지를 방출하는 그 시대에 어떻게 지구가 액체상태의 물과 생명이 존재 할 수 있도록 기후를 따뜻하게 유지하였는지가 ‘젊을수록 어두운 태양의 역설’ 이라고 불리게 된 문제이다. 하지만 지질학적 기록은 완전한 상태의 지구의 따뜻한 표면과 약 24억 년 전의 빙하시기의 예상과의 지속적인 연관성을 보여준다. 시생대 시대의 말에 27억 년 전의 스트로마톨라이트 화석에서 발견된 남조류에 의한 광합성을 통해서 공급된 산소를 포함한 대기가 성장하기 시작했다. 초기의 기본적인 탄소 동위원소는 현재의 것과 매우 유사한 비율을 가지는데, 이는 기본적인 탄소 순환의 특징은 약 40억 년 전부터 이미 안정되었다는 것을 제시한다. 지구의 유동적인 산화의 진행과정은 약 21.5억년~20.8억 년 전의 가봉 공화국으로부터의 오래된 퇴적물에 기록되어 있다. 이러한 산화의 변동은 Lomagundi carbon isotope excursion에 의한 기반을 뒀을 것이다.
공간
특히, 우주공간과 지구의 대기권 사이의 경계는 통상적으로 카르만 선에서 정해진다.
성층권 계면
성층권 계면 (成層圈界面)은 지구 대기권의 성층권과 중간권 사이 영역이다. 성층권에서는 오존의 자외선 흡수에 의해 고도에 따라 온도가 상승하는 반면, 중간권에서는 고도에 따라 온도가 감소하므로, 성층권 계면은 온도가 최대로 되는 지점을 뜻한다. 