Əsas məqalə: Atmosferin tərkibi

Atmosfer eyni zamanda Yerin qaz təbəqəsidir və tərkibi müxtəlifdir. Atmosfer iki əsas qazdan, 78% azot, 21% oksigendən ibarətdir (karbon cəmi 0,03%-dir). Azot yunanca "azos" sözündən olub, "cansız, həyata kömək etməyən" mənasında işlənməsinə baxmayaraq o, canlılar üçün mühüm qazlardan biri sayılır. Azotun dövranını müxtəlif canlı orqanizmlər yaradır. Oksigen atmosferdə daha fəal element olduğu üçün canlıların tənəffüsündə, yanmada və s. iştirak edir. Onun rəngi, iyi və dadı yoxdur. Arxey və Proterezoy eralarında bitki örtüyü seyrək olduğundan havada oksigen çox az olmuşdur. Karbon qazı yaşıl bitkilərdə üzvi maddələrin əmələ gəlməsində iştirak edir. Bu qaz atmosferə vulkanların püskürtməsi, yanğınlar və canlıların tənəffüsü nəticəsində daxil olur. Sənaye müəssisələri çox olan ərazilərdə okean və meşədəki ərazilərə nisbətən karbon qazı daha çox olur. Atmosferin havasının ən çox dəyişən vacib hissəsi su buxarı və tozlardır. Su buxarı karbon qazı ilə müqayisədə daha çox isidici rol oynayır. Atmosferdəki toz hissəcikləri günəşdən gələn istini zəiflətsə də bulud, duman və yağıntıların əmələ gəlməsi üçün vacibdir. Toz hissəcikləri atmosferin aşağı qatlarında Yer mənşəli (yanma məhsulları, vulkan tozu, bitki toxumu, bitki tozcuğu, duz dənəcikləri), üst qatda isə kosmik mənşəlidir.

Atmosfer 5 qatdan ibarətdir:

• Troposfer — atmosferin alt qatı olub, orta qalınlığı 11 km, ekvatorda 17–18 km, mülayim enliklərdə 10–11 km, qütblərdə 7–8 km-dir.

Səciyyəvi xüsusiyyətləri:

Atmosfer kütləsinin 75–80%-i suyun üç halı, bulud əmələgəlməsi, ümumi su dövranı, yığıntıların düşməsi, havanın üfüqi istiqamətdə hərəkəti (küləkləri) əsasən bu qatda olur. Hündürlük artdıqca hər km-də küləyin sürəti 2 m/san artır. Yuxarı qatda orta hesabla küləyin sürəti 15–20 m/san olur.

Temperaturun dəyişməsi — hündürlüyə doğru hər 1000 m-də temperatur 6^oC aşağı düşür.

• Stratosfer — troposferin üzərində yerləşib, qalınlığı 55 km-ə qədərdir.

Səciyyəvi xüsusiyyətləri:

Atmosfer kütləsinin 20%-ə qədəri, Ozon qatı bu təbəqədə yerləşir, Ozonosfer Günəşdən gələn öldürücü ultrabənövşəyi şüaları udur, göy qübbəsi bənövşəyi rəngdə olur.

Temperaturun dəyişməsi — temperatur hündürlükdən asılı olaraq artır (inversiya).

• Mezosfer — stratosferin üstündə 55–80 km arasında yerləşir. Mezosferdə qütb parıltısı olur.

Səciyyəvi xüsusiyyətləri:

Havanın sıxlığı Yer səthinə nisbətən 200–220 dəfə azdır və burada güclü elektrik cərəyanı axınları müşahidə edilir, qütb parıltıları yaranır. Temperaturun dəyişməsi — temperatur hündürlükdən asılı olaraq azalır.

• Termosfer — mezosferin üzərində 80 km-dən 800–1000 km arasında yerləşir. Bu qat Günəşin zərərli rentgen şüalarını udaraq, onların yerə düşməsinin qarşısını alır. Bu qat bəzən ionosfer adlandırılır.

Səciyyəvi xüsusiyyətləri:

Rentgen — infraqırmızı şüalar udur, maddələr "plazma" halında, qazlar isə ionlaşmış olur. Bu qatda radiodalğalarının yayılma, udulma, sınma, qayıtma və polyarlaşması hadisəsi baş verir. "Kosmosa çıxış" adlandırılır. İonesfer Yeri sürəti 400km/s çatan planetlər arası "günəş küləklərindən" qoruyur.

Temperaturun dəyişməsi — temperatur hündürlükdən asılı olaraq artır (inversiya).

• Ekzosfer — ən üst təbəqə olub, 10000 km-ə qədər davam edir.

Səciyyəvi xüsusiyyətləri:

Qazlar çox seyrəkdir. Yüngül qaz molekulları və atomlarının Yerin cazibə təsirindən çıxıb, planetlərarası fəzaya keçməsi xarakterikdir.

Atmosfer gündüz Yer səthinin həddən artıq qızmasının, gecə isə tez soyumasının qarşısını alır. Əgər atmosfer olmasaydı Yerin orta temperaturu indikindən 38 °C aşağı olardı. Insan atmosfersiz 4 dəqiqədən artıq yaşaya bilməz. Atmosfer Yerdə – enerji, maddələr və qaz dövranının həyata keçməsində mühüm rol oynayır. Yerdə suyun olmasına səbəb olur. Məhz atmosferdə bulud yaranır və yağıntı düşür. Atmosfer olmasaydı Günəş şüaları səpələnməz, səs yayılmazdı. Kosmosdan gələn meteoritlər atmosferə daxil olduqda hava ilə sürtülərək alışıb yanır və əksəriyyəti Yerə çatmır. Atmosferin çirklənməsi 2 yolla — təbii (vulkan püskürməsi, meşə yanğınları) və insanın təsərrüfat fəaliyyəti nəticəsində baş verir. Ozon qatının deşilməsi, "istixana effekti" (havada karbon qazının çoxalması hesabına temperaturun artması), turşulu yağışlar (havada kükürd qazının çoxalması nəticəsində) atmosferin qlobal çirklənməsi nəticəsində yaranan problemlərdir. Bu problemləri aradan qaldırmaq üçün — sənaye müəssisələrində təmizləyici qurğularından istifadə etmək, tullantısız texnologiyaya keçmək, atmosferə karbon və s. zərərli qazların atılmasının qarşısını almaq lazımdır.

Atmosfer və onda baş verən hadisələrin öyrənilməsi bir neçə əsr davam etsə də, bu tədqiqatlar Yerə yaxın qatla məhdudlaşırdı. Ancaq, XIX əsrin sonunda təyyarənin və radionun kəşfindən sonra atmosferi Yerə yaxın qatla bərabər müxtəlif hündürlüklərdə müntəzəm şəkildə öyrənməyə başladılar. Atmosferin quruluşu və fiziki xüsusiyyətləri haqqında məlumatlar almaq üçün birbaşa və dolayı metodlardan istifadə olunur.

Birbaşa metodlar Yer üzərində və hündürlüklərdə radiozondlar, təyyarələr və raketlərlə qaldırılan cihazlar vasitəsilə atmosferin parametrlərini ölçməyə imkan verir. 1930-cu ildə atmosferi öyrənməyin yeni – radiozond metodu yarandı. Radiozond aeroloji cihaz olaraq temperatur, təzyiq və rütubətliyi ölçən mikrosxemlərdən, kod qurğusundan və radioötürücüdən ibarətdir. Radiozondu sərbəst uçuşa qaldırmaq üçün xüsusi şarlardan istifadə olunur. Müxtəlif hündürlüklərdə ölçülmüş meteoroloji elementlər haqqında məlumatlar radiosiqnallar vasitəsilə Yerə ötürülür, xüsusi kodlarla açılır və təhlil edilirlər.

Dolayı metodlarla atmosferin müxtəlif qatları öyrənilir. Sədəfvari və gümüşvari buludlar, meteoritlərin izləri, radio və səs dalğalarının yayılması və başqa müşahidəlgshenavjabddər aparmaqla, havanın tərkibi, temperaturu, təzyiqi, rütubətliyi və hava axınları haqqında məlumat almaq olur. Fizika elmində əsas tədqiqat üsulu təcrübə, eksperiment üsuludur. Müəyyən laboratoriya şəraitində nəzarət altında təcrübələr qoymaqla hər hansı bir fiziki hadisəyə təsir edən amilləri dəqiq nəzərə almaq olar. Təbii ki, belə təcrübələrin atmosferin ümumi sirkulyasiyası, siklon və antisiklonların inkişafı kimi irimiqyaslı proseslər ucun təşkil edilməsi qeyri-mümkündur. Beləliklə, meteorologiya digər geofizika elmləri kimi başqa tədqiqat vasitələrindən istifadə etməyə məcburdur. Bunlara ilk növbədə təbii şəraitdə baş verən proseslər üzərində fasiləsiz müşahidələrin aparılması aiddir. İnsan atmosfer proseslərini fasiləsiz müşahidə etməklə, təbiət tərəfindən qoyulan çox böyük təcrübələrin şahidi və qeyd edicisidir. Beləliklə, atmosfer və hava haqqında faktiki məlumatlar müşahidə yolu ilə alınır. Müşahidələrin nəticələrinin təhlili isə öyrənilən atmosfer hadisələri arasındakı əlaqələrin səbəblərinin araşdırılması ucun bir vasitədir.

Atmosferdə fiziki proseslərin öyrənilməsində aşağıdakı üsullardan istifadə olunur.

1. Meteorololji müşahidə üsulu – meteoroloji kəmiyyətlərin ölçülməsi və atmosfer hadisələrinin qeydə alınması üsuludur.
2. Atmosfer proseslərinin laboratoriya modelləşdirilməsi –bir sıra atmosfer proseslərinin sadələşdirilmiş şəraitdə müxtəlif laboratoriya qurğularında kicik miqyasda gedişinin modelləşdirilməsidir.
3. Aeroloji müşahidə üsulu — atmosferin müxtəlif hündürlüklərində meteoroloji elementlərin ədədi qiymətləri barəsində məlumatların toplanması üsuludur.
4. Riyazi statistika üsulu- vasitəsilə çoxillik müşahidə məlumatlarının təhlili işləri yerinə yetirilir.
5. Fiziki-riyazi təhlil üsulu- vasitəsilə atmosferdəki fiziki proseslərin öyrənilməsi həyata keçirilir. Belə ki, fiziki proseslərin izahı ancaq fiziki qanunlar vasitəsilə verilə bilər.
6. Radiolokasiya üsulu – atmosferdə yağıntıların və buludların, həmçinin təhlükəli atmosfer hadisələrinin yerlərinin, hərəkət istiqamətlərinin, intensivliyinin radiolokasiya üsulu ilə təyin edilməsinə əsaslanmışdır.
7. Peyk vasitəsilə müşahidə üsulu- bu üsuldan istifadə etməklə Yer kürəsi üzərində buludluq sahəsinin paylanması, yerdən kosmosa qayıdan qısadalğalı və uzundalğalı radiasiya axınları barədə televizion informasiyanı almaq olar.
8. Aviasiya (hava) kəşfiyyatı üsulu- bu üsul ilə müəyyən ərazi üzərində verilən vaxt intervalında hava şəraiti üzərində vizual və instrumental müşahidə aparmaq mümkündür.
9. Sinoptik üsul — sinoptik xəritələrin və di-gər aerosinoptik vasitələrin köməyi ilə atmosfer proseslərinin və hava şəraitinin qarşılıqlı təsir və inkişafının məkana — zamana görə fiziki təhlili üsulu başa düşülür.
10. Makrometeorologiya üsul-bu üsul vasitəsilə atmosferin ümumi sirkulyasiyasının xarakterinin uzunmüddətli dəyişməsinin və bununla əlaqədar olaraq müxtəlif c oğrafi rayonlarda havanın proqnozunu hazırlamaq mümkündür.