L'atmosfera cambia per composizione e caratteristiche e diventa via via più rarefatta fino a svanire nello spazio. Essa si può suddividere in cinque strati sovrapposti che, a partire dal basso, sono: la troposfera, la stratosfera, la mesosfera, la termosfera e l'esosfera.

La troposfera è lo strato più vicino alla superficie terrestre; ha uno spessore medio di 12 kilometri e contiene i 3/4 della massa totale di aria. In essa avvengono i fenomeni meteorologici.
La stratosfera si estende dai 10-15 kilometri di altitudine; E' costituita da gas molto rarefatti. Il riscaldamento della stratosfera è dovuto all'irraggiamento solare quindi la temperatura aumenta, man mano che si va verso l'alto, fino a raggiungere i 15°C. In una fascia compresa fra i 20 e i 30 kilometri dalla Terra, è presente una sostanza particolare, l'ozono. Questo gas è molto utile alla vita sulla Terra, perché assorbe gran parte delle radiazioni ultraviolette e dei raggi cosmici, assai dannosi per gli esseri viventi.

La mesosfera si estende dai 50 agli 80-90 kilometri di altitudine. E' costituita da gas sempre più rarefatti e la sua temperatura è molto bassa, fino a un centinaio di gradi sotto zero. In questo strato si disintegra la maggior parte delle meteore.
La termosfera si estende dai 90 ai 500 kilometri circa di altitudine e ha una temperatura elevata che può raggiungere, nella parte più alta, i 1500°C e che è dovuta all'assorbimento dei raggi ultravioletti. In questo strato hanno origine le aurore polari (spettacoli fenomeni luminosi multicolori che, in certi periodi dell'anno, si possono osservare nel cielo ai poli della Terra).
L'esosfera è la parte più esterna dell'atmosfera e si estende oltre i 500 kilometri di altitudine. La temperatura è molto elevata ( fino a 2700°C) e i gas che la compongono sono estremamente rarefatti.

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