地球大气演化大气分层不论是原始大气、次生大气或现在大气，由于太阳辐射、大气成分和地球磁场的特点的不同，都具有性质不同的层次
关于地质时期大气圈中的分层情况，可由太阳系其他行星大气的分层而有所推估
现在大气形成后，由于大气成分和地磁场的条件基本上已知，可根据太阳发射的各波长的电磁波在大气中传播时所起的作用不同来分析分层现象
太阳辐射的波长大致可分为四个波段：短于0.1微米的波段，其能量主要来自太阳的色球层和日冕部分，该波段主要对大气起光致电离作用，大于0.1微米的三个波段，其能量主要来自太阳的光球层，其中0.1～0.2微米的辐射占太阳总辐射能的万分之一，有使氧分子光致离解的作用；而0.2～0.3微米的辐射占太阳总辐射能的1.75%，有使臭氧发生光致离解的作用；至于波长大于0.3微米的能量，占太阳总辐射能量的98%，易被水汽和地面所吸收，有照明和转化为热能的作用
中性层太阳辐射中短于0.1微米的电磁波,在从大气顶深入到距地表约90公里（白天约60公里）的过程中，使大气光致电离的同时，也被大气吸收而不断削弱，从而难以透入到距地表60公里以下的大气中，所以60公里以下的大气几乎无光致电离过程，大气保持了中性
形成了中性层
中性层在约60公里以下
电离层太阳辐射中波长短于0.1微米的部分可深入大气到距地表约90公里以上（白天为约60公里以上），能使大气中的氮和氧等成分电离
原子氧由较低层大气中的氧分子受光致离解后向上扩散到距地表200公里以上而得
大体在距地表100公里以下，分子氧离子很多，原子氧离子很少
但在距地表200公里到500～1000公里之间，原子氧离子就比分子氧离子多了
总的说来，从距地表60公里到距地表500～1000公里之间，因大气成分受光致电离较盛，就形成了电离层
在电离层中，中性分子的数密度较大，离子运动受中性分子运动的干扰较大，所以尚难以全受地磁场的控制
电离层在60～500或1000公里
磁层在距地表500～1000公里以上的大气已很稀薄，其中的电子、质子、离子的运动仅受地心引力和地磁场的控制，很少受到中性分子运动的干扰，因此特称为磁层
磁层在距地表约500～1000公里以上
热层、中层、平流层和对流层这四个层次的形成主要同太阳辐射进入大气后产生热效应有关
波长为0.1～0.2微米的太阳强烈紫外辐射，能使距地表约85公里以上的分子氧光致离解，形成原子氧
原子氧扩散到200公里以上的高空，在波长短于0.1微米的紫外辐射作用下，形成了离子，并与自由氧分子交换电子，并放出大量热能
另外，氧离子还与氮分子作用，形成氧化氮离子，而氧化氮离子与电子复合，以及分子氧离子与电子复合，在这些过程中都放热
由于在300公里或以上的高空，大气分子稀少，上述三种放热过程的综合作用，就使高空温度升得很高，达1500℃以上
这样从85公里到约250～500公里高度温度随高度的增加而增高，形成了热层
在500公里以上，因大气中性分子可逸向太空，故称为外逸层
波长0.1～0.2微米的太阳辐射在距地表85公里以下的大气中，仍能对氧分子起光解作用并形成氧原子
氧原子十分活跃，很易和氧分子结合，组成臭氧
但这种臭氧所含有的多余能量，使臭氧易于分解
但如有第三体M参与碰撞，就可将多余能量带走，使臭氧的结构稳定下来（见大气臭氧层）
在距地表85公里以上，空气较稀，原子氧和分子氧结合时缺乏第三体M的碰撞，难以形成稳定的臭氧
在距地表85公里以下的空间，空气较密，易于发生第三体碰撞，有利于臭氧的稳定
有了臭氧后会发生下列两个放热过程： O3+O→2O2O3+hν（λ0.2～0.3μm）→O2+O这就使距地表约50公里处出现高温
50～85公里的高度范围内形成一个温度随高度增加而递减的区域，称为中层
通过高层大气而能到达地面的太阳辐射，其波长大于0.3微米
它在低空仅能起到照明和使地面加热的作用
地面高温和50公里高度的高温之间为相对的低温
在中纬度，相对最低温的大气层距地表约12公里，这即为对流层顶
地面向上到约12公里处，大体上温度随高度而递减，形成了对流层
在12公里和50公里高度之间，气温随高度而升高，形成了平流层
这样，大气圈就形成了对流层、平流层、中层和热层四个热力性质不同的层次
匀和层其形成与大气的湍流混合强度有关
“匀和”就是大气各组分因湍流而均匀混和，造成组分的百分率上下一致的意思
对流层和中层都是下热上冷的温度结构，所以对流较盛，其间夹有一个下冷上热的较稳定的平流层
但平流层温度向上递增的现象不及其上下层的温度向上递减现象显著，所以把对流层、平流层和中层三个层次综合来看，湍流混和作用还是主要的，只是平流层中的混和现象较弱而已
在中层顶以下，大气由于充分混和，其组分的比例基本上一致
从而就形成了中层顶以下的匀和层
非匀和层从中层顶到距地表约300公里的高度，温度随高度增高得很快，大气层结基本稳定（见大气静力稳定度），无湍流运动，分子扩散运动主要受重力影响，大气中分子量或原子量愈大的气体，其密度向上递减的速率愈快
这就造成高层大气中重组分和轻组分分离、并形成高度愈高则重组分愈少的现象
由于光致离解作用，在高层大气中存在着一些原子气体，自下而上形成了原子氧向上递增区、原子氧区、原子氦区和原子氢区
这种高度不同其主要成分也有变化的气层称为非匀和层
光化层在距地表约20～110公里之间的气层中，化学变化较其上或其下的气层为盛，在这层内各高度的大气密度和成分不同，而且流星余烬又使其成分复杂化，太阳辐射的紫外部分的强度，也足以使其中成分发生光分解或光电离等作用，被分解或电离的物质在一定条件下又能互相发生化学反应
例如在平流层中有分子氧光解为原子氧、分子氧和原子氧组合成臭氧、臭氧分解等化学过程，平流层中的臭氧层就是化学过程所造成的
又如在中层有水汽光解为原子氢和氢氧基的过程等
这些化学反应往往随昼夜、季节、纬度和高度而变化，加上湍流和大气环流又可以将反应物带到一起，这又增加了化学反应的复杂性和频繁性
在光化层以上的非匀和层内，各高度的空气成分比较单纯
由于那里属逆温层，空气较为稳定，没有湍流使各高度不同成分的气体加强混合，而且密度较小，即使在强太阳辐射作用下，也难以发生化学变化
主要发生的只是电离等物理反应
在光化层以下的气层中，波长短于0.3微米的太阳辐射基本上已被其上气层所吸收，到达的多为波长大于0.3微米的电磁波
它们在低层较密的大气中传播时，仅起到照明和加热等物理作用
这层内仅存在由人类活动所致的污染物造成的大气化学变化
以上内容由大学时代综合整理自互联网，实际情况请以官方资料为准。
