大氣圈是指圍繞地球的氣體層。其全部或部分往往也稱為「大氣」或「大氣層」。由空氣、水汽和固體雜質(塵埃等)三部分組成。空氣的主要成分是氮氣和氧氣,二者約佔空氣總體積的99%,此外還有少量的二氧化碳、氫氣、稀有氣體(氦氣、氖氣、氬氣氪氣、氙氣、氡氣)和臭氧等其他氣體。其中二氧化碳和臭氧在大氣中含量很少,但作用不可低估。二氧化碳是植物進行光合作用的重要原料,對地面還有保溫作用;臭氧能大量吸收太陽光中的紫外線,使地面上的生物免受紫外線的傷害水汽和固體塵埃主要集中在近地面的大氣層,其含量隨時間、地點的不同而變化。
水汽是降雨必不可少的條件,固體塵埃可以促進水汽凝結,它們是成雲致雨的必要條件。在地球引力作用下,大量氣體聚集在地球周圍,形成大氣層。隨著離地面高度的增加,大氣層的氣體密度減小,越高空氣越稀薄整個大氣層隨高度不同表現出不同的特點,可分為對流層、平流層、中間層、熱層和外層。從地面到10~12千米的這一層大氣,叫作對流層。它含有豐富的水分,溫隨高度的增加而遞減。主要的天氣現象(如雲、雨、雪、雹等)都發生在這一層在對流層的上面,直到離地面大約50千米高的這一層,叫作平流層。
平流層裡的空氣比對流層稀薄得多,而且水汽和塵埃的含量非常少,所以很少有天氣現象從平流層以上到離地面約80千米高空這一層,稱為中間層,這一層內溫度隨高度的增加而降低。在離地面80千米以上到500千米左右這一層的空間,叫作熱層,這一層內溫度很高,晝夜變化很大。在離地面500千米以上的叫外層,也叫磁力層,它是大氣層的最外層,是大氣層向星際空間過渡的區域,沒有明顯的界限,所以大氣圈沒有明顯的上界。從地面以上大約50千米開始,到大約1000千米高的這一層,大的分子漸漸分解成原子,這些原子又受紫外線和宇宙射線的作用而發生電離,所以叫做作離層美麗的極光就出現在電離層中。
水圈是地球表層水體的總稱。水體是指由天然或人工形成的水的聚積體,例如海洋、河流(運河)湖泊(水庫)、沼澤、冰川、積雪、地下水和大氣圈中的水等,以氣態、液態和固態三種形式存在於空中、地表和地下。這些水體構成的一個環繞地球表層的不連續的圈層,即水圈。水圈同大氣圈、巖石圈和生物圈共同組成地球外殼最基本的自然圈層。水圈中水的總體積約為13.86億立方千米,其中淡水約佔2.53%,鹹水約佔97.47%。若將水圈中的水均勻平鋪在地球表面,則水深約2718米海洋是水圈中最大的連續水體,平均深度為3700米,積約為地表面積的70.8%。
淡水約77%是以極地冰帽、高山積雪和冰川形式存在的,若全球大陸冰蓋、高山冰川和永久積雪全部融化,現在的海平面將升高約70,並引起全球水循環的變化。水圈處於連續的運動狀態,在各種存在形態之間和各水體之間不斷地轉化和循環,形成水的大循環和相對穩定的分配並不斷更新。河流和大氣中的水是水圈中水分交換最活躍、更新最快的水體。大氣圈水的更新期約為8天,河水約為15天,土壤水約為1年,沼澤水約為5年,湖泊水約為17年,深部地下水約為1400年,大洋約為2500年,極地冰川為近1萬年。生物圈是地球上所有生物及其生存環境的總稱,也是地球上最大的生態系統單位。
地球表層由大氣圈、水圈和巖石圈構成。三圈中適於生物(植物、動物、微生物)生存的範圍就是生物圈,包括大氣圈的底部、水圈的全部和巖石圈的上部。它在地面以上達到約10千米的高度,在海面以下延伸至約11千米的深處,但絕大多數生物通常生存於地球陸地之上約100米到海洋表面之下約200米的範圍之內,這一層可以說是生物圈的核心部分。雖然生物可見於由赤道至兩極之間的廣大地區,但就厚度來講,生物圈在地球上只佔據薄薄的一層限制生物在高空深海和土壤深處分布的主要因素有缺光、缺氧和壓力的變化。
現今地球上生存的各種生物都是幾十億年生物進化的結果,是生物與環境長期交互作用的產物現代生物圈中已鑑定分類的動物約有215.8種。其中昆蟲約佔80萬種,已知植物有34.1萬種,另有約3.75萬種微生物、但未經分類的生物還有很多,據估計植物種類總數可達54萬種,而昆蟲可達200萬種人類是生物圈中佔統治地位的生物、雖然人類出現在生物圈中僅有250萬年歷史,最近幾千年來,卻表現出強大的改造環境的能力,尤其是現代科學技術飛速發展,人類對生物圈的影響更廣更深、同時也產生加劇自然環境惡化和自然資源破壞的嚴重後果。
我們必須正確認識生物圈各種屬性、功能和動態特點,合理利用生物和其他資源,保護人類賴以生存的、由生物改造而成的生活環境。季風是指以一年為周期、大範圍盛行、風向隨季節有顯著變化的風系。大多數夏季季風會帶來大量雨水,冬季季風容易造成乾旱。季風活動範圍很廣,它影響著地球上1/4的面積和1/2人口的生活。南亞、東亞、非洲中部和澳大利亞北部,都是季風活動明顯的地區,尤以印度季風和東亞季風最為顯著。中美洲的太平洋沿岸也有小範圍季風區,而歐洲和北美洲則沒有明顯的季風區,只出現一些季風的趨勢和季風現象。
有季風的地區,都可出現雨季和旱季等季風氣候。但即使在夏季,由於各年季風強度不同,持續時間不同,出現正常和反常的差別,因此各年降水也不同,有時可形成旱或澇。關於季風的形成原因,經典的季風成因學說認為,由於海陸間熱效應的季節性差異,導致其地面氣壓差的季節變化:冬季裡陸地比海洋冷,大陸上為冷高壓,故近地面空氣自陸地吹向海洋;夏季裡陸地比海洋暖,大陸上為熱低壓,故近地面空氣自海洋吹向陸地。也有研究者認為,是行星風系的季節性南北移動造成的。此外,地形也是季風形成的一個極為重要的因素。