在平流层下层，即30～35km以下，温度随高度降低变化较小，气温趋于稳定，所以又称同温层。在30～35km以上，温度随高度升高而升高。平流层的特点：一是空气没有对流运动，平流运动占显著优势；二是空气比下层稀薄得多，水汽、尘埃的含量甚微，很少出现天气现象；三是在高约15～35km范围内，有厚约20km的一层臭氧层，因臭氧具有吸收太阳光短波紫外线的能力，故使平流层的温度升高。
九、气象武器：刮风下雨也能制敌
气象武器是运用现代科学技术、靠人工影响局部天气以求达到某种军事目的的一种武器。简单地讲，气象武器大致可分为两类：一是为己方作战创造有利条件的，如造雾、消雾等；二是给敌方军事行动制造困难的，如人工降雨、控制台风、闪电、制造酸雨等。
人工消雾是在冷雾中加干冰或碘化银，或者是在暖雾中加食盐或尿素等，促使小雾滴蒸发、大雾滴增大而沉降，从而达到驱散云雾的目的。1964—1967年，前苏联的军用机场利用人工消雾的方法，保障了飞机多次起飞和降落。
人工降雨是用飞机、火箭和火炮在冷云中撒下干冰、碘化银、碘化铝、硫化铜、间苯三酚和尿素等，或用飞机在暖云中播撒食盐、氯化钙、硝酸铵等吸湿性物质或樟脑、矽胶等表面活性物质，从而达成降雨的目的。人工降雨在军事中有着广泛的应用。在越南战争期间，美国的人工降雨给越方作战物资的运输带来了极大的困难。
台风的破坏力极大。在作战中，若能控制、操纵台风的移动路径，来袭击对方，则是一种具有极大威力的战略性气象武器。人工影响台风有以下几种措施：用核爆炸改变台风路径；用飞机在台风适当部位大量播撒碘化银等催化剂，使台风内部能量重新分布，以减弱台风的风速；在经常产生台风的洋面上铺上一层化学薄膜，以抑制海水蒸发，切断台风的能量供应，使台风不易生成、发展。
人工影响局部天气的技术正在不断发展。尽管气象武器在技术上和军事应用上还存在大量问题，但美国和其他一些西方发达国家在研究气象武器的技术方面已经取得了初步的成果。随着气象武器的发展，它将在未来高技术局部战争中大显身手。
2．2大气的热力状况
一、大气科学
许多人都有这样的疑问：天到底有多高？这句话也可理解为是大气层有多厚。这的确是一个很吸引人的问题。古代没有飞机、火箭、人造地球卫星和宇宙飞船。那时的科学家研究大气完全是靠登山来实现的。直到18世纪末，人们所能接触到的高层大气似乎还从未超过高山的山顶。在当时欧洲各个科学研究中心附近最高的一座山要算瑞士的勃朗峰了，但它也只有5千米高。
到了1749年，苏格兰学者威尔逊曾把一个气温计安放在风筝上放上天，来测量高空的气温。1783年，法国的孟特格菲兄弟俩成功地放出人类第一个热气球。他们当时在一个大坑中烧火，将加热的空气灌进上方的气球中，这样热气球便升上了天空。就在第一个气球放出还不到一年，一个名叫杰夫瑞斯的美国人放出了一个载有气压计和一些别的科学仪器的气球。
1804年，法国科学家盖吕萨克就已乘气球上升到大约7千米的高度了。对于呆在敞开的吊篮里的人来讲，7千米已是一个极限了，再往上就可能因缺氧而死亡了。
为此，1892年，科学家设计出带有仪器的无人乘坐的气球，这样就能升得更高，获得更高大气层的信息。但人们并没有仅仅满足于仪器探测而放弃人类进入更高高空的愿望。
到了20世纪30年代，科学家设计出能保持地球表面空气压力和温度的密封舱，于是人类进入了更高的大气层。1931年，皮卡德兄弟乘坐带有密封舱的气球升到17．5千米的高空；1938年，被命名为“探险者2号”的气球上升到21千米的高空。到1960年左右，载人气球已能上升到34．5千米，而不载人气球则已经能到达40～50千米的高空了。随着人类发明了飞机、火箭、人造地球卫星等现代化的工具，终于对大气层有了更科学的认识。
包围地球的空气称为大气。像鱼类生活在水中一样，我们人类生活在地球大气的底部，并且一刻也离不开大气。大气为地球生命的繁衍，人类的发展，提供了理想的环境。它的状态和变化，时时刻刻影响到人类的活动与生存。
大气科学是研究大气圈层的一门科学。它研究大气的具体情况，包括组成大气的成分、大气成分的分布和变化、大气的结构、大气的基本性质和主导状态的运动规律。
大气的运动变化是由大气中热能交换所引起的，热能主要来源于太阳，热能交换使大气的温度有升有降。空气运动和气压变化，使地球上海陆之间、南北之间、地面和高空之间的能量和物质不断交换，产成复杂的气象变化和气候变化。
大气科学将从气压的变化、气压分布不均形成的气压场和气压系统、各层大气中空气运动的各种情况、风的现象和性质等方面，深入研究大气中各种环流系统、天气系统，以及基于流体力学、热力学研究大气运动的本质和现象。
天气，从现象上来讲，绝大部分是大气中水分变化的结果。在太阳辐射、下垫面强迫作用和大气环流的共同作用下，形成长期综合的天气情况称为气候。大气科学将研究气候的成因，不同区域的气候状况，气候变迁以及人类活动对气候的影响等问题。
大气污染对大气物理状态的影响，主要是引起气候的异常变化。这种变化有时是很明显的，有时则以渐渐变化的形式发生，为一般人所难以觉察，但任其发展，后果有可能非常严重。
大气是在不断变化着的，其自然的变化进程相当缓慢，而人类活动造成的变化祸害已迫在眉睫，已引起全世界的殷切关注，世界各地都已经动员了大量人力、物力，进行研究、防范、治理。控制大气污染，保护环境，已成为当代人类一项重要事业。
二、大气对人类的重要性
我们人类生活的地球，诞生于46亿年前。刚诞生的时候，地球是一个火球，温度高极了，后来逐渐冷却下来，周围形成了大气。经过极其漫长的年代，才开始有了生命，到300万年前，才有了人类。人类能够在地球上出现并且繁衍至今，大气立下了汗马功劳。可以说，没有大气，就没有我们人类。
大气为人类做了哪些好事呢？
1．它是人类舒适的温室
大家都熟悉玻璃和塑料做的温室。这种温室太阳光能射进去，但里面温度比室外要高得多。从太阳射来的电磁波，其大部分能量分布在波长0．2～4微米的范围内，其中一半左右是0．39～0．76微米的可见光，就是人眼能看见的那一部分电磁波。
紫色光中心波长是0．42微米，短于0．39微米就是紫外线了。红色光中心波长是0．70微米。超过0．76微米就是红外线了。玻璃和塑料能让太阳光中的可见光透过而把红外线吸收。用它们做成温室，可见光将透过其表面进入，而红外线却被玻璃和塑料吸收，并再以红外线的形式向内辐射，温室里的温度就升上去了。
大气中的水汽、二氧化碳、臭氧、甲烷和氧化亚氮也具有玻璃和塑料这样的性质。来自太阳的电磁波，大部分可见光透过大气到达地面，而波长0．8～3微米的近红外线，大部分被水汽、二氧化碳、臭氧、甲烷和氧化亚氮所吸收。地球在吸收了可见光之后，又放出红外线，其中大部分也被这些气体所吸收。
这些气体在吸收了太阳辐射中的红外线和地球放出的红外线之后，又向地面和大气放出红外线。这些红外线使地球表面和近地面大气的温度升高。
如果没有大气中这些气体，听任地球放出的红外线逸向太空，地面平均温度将是-18．5℃。而我们今天生活在地球的地面平均温度是零上15℃，这两个温度相差33．5℃。这33．5℃是怎么来的呢？正是这些气体吸收了红外线后升上来的。因此，我们把这叫做大气的温室效应，把水汽、二氧化碳、臭氧、甲烷和氧化亚氮等叫做温室气体。
正因为有了大气的温室效应，我们才在15℃的地球上生活得很自在。所以说，正是大气这个温室给我们人类造了福。
2．它让人类遍布全球
前面所说的15℃是地面平均温度。地球上是不是每一个地方都是同一个温度呢？不是的。大家都知道赤道热，极地冷，中纬度温和。
不过，赤道再热，极地再冷，当地居民还是能生活。但是，如果没有大气帮忙，这里的居民就无法忍受了。因为，地球是个椭圆形的球，只有靠近赤道的地区才有机会得到直射的太阳光，越向两极太阳高度角越低，因而得到的太阳辐射越少。如果没有大气，赤道要比现在热得多，极地要比现在冷得多。有了大气，热带的空气受热膨胀，变得轻飘飘的，不断上升。在极地，空气受冷压缩，变得沉甸甸的，不断下沉。热带上升的空气到达高空后向极地流去，使极地原本很冷的空气变暖。极地下沉的空气贴着地面向热带流去，使热带原本很热的空气变凉。这样一来，热带和极地的气温都能得到调节，当地居民就可以生活了。
3．它是孕育生命的摇篮
大气中含有氧，人类的呼吸和由此进行的血液循环就是靠它维持的。大气中又含有二氧化碳，植物在阳光的照射下用二氧化碳和水通过光合作用制造养料，从而维持生命。有了植物，人类就有了食物，许多动物也有了食物。有了动物我们就有了美味的肉食。
大气中还含有水汽，这些水汽被太阳一晒就升到天上去了，水汽到了高空一变冷，就变成雨降下来，水流在地上，渗入土壤，流入江河湖泊，归入大海。然后再升到空中，再降下来。这个过程循环往复，在科学上叫做水分循环。有了水，我们人类和一切动植物就能生活。
三、生态系统
生态系统的概念是由英国生态学家坦斯利（A．G．Tansley，1871—1955年）在1935年提出来的，他认为，“生态系统的基本概念是物理学上使用的‘系统’整体。这个系统不仅包括有机复合体，而且包括形成环境的整个物理因子复合体”。“我们对生物体的基本看法是，必须从根本上认识到，有机体不能与它们的环境分开，而是与它们的环境形成一个自然系统。”“这种系统是地球表面上自然界的基本单位，它们有各种大小和种类。”
随着生态学的发展，人们对生态系统的认识不断深入。20世纪40年代，美国生态学家林德曼（R．L．Lindeman）在研究湖泊生态系统时，受到我国“大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米，虾米吃泥巴”这一谚语的启发，提出了食物链的概念。他又受到“一山不能存二虎”的启发，提出了生态金字塔的理论，使人们认识到生态系统的营养结构和能量流动的特点。今天，人们对生态系统这一概念的理解是：生态系统是在一定的空间和时间范围内，在各种生物之间以及生物群落与其无机环境之间，通过能量流动和物质循环而相互作用的一个统一整体。生态系统是生物与环境之间进行能量转换和物质循环的基本功能单位。
为了生存和繁衍，每一种生物都要从周围的环境中吸取空气、水分、阳光、热量和营养物质；生物生长、繁育和活动过程中又不断向周围的环境释放和排泄各种物质，死亡后的残体也复归环境。对任何一种生物来说，周围的环境也包括其他生物。例如，绿色植物利用微生物活动从土壤中释放出来的氮、磷、钾等营养元素，食草动物以绿色植物为食物，肉食性动物又以食草动物为食物，各种动植物的残体则既是昆虫等小动物的食物，又是微生物的营养来源。微生物活动的结果又释放出植物生长所需要的营养物质。经过长期的自然演化，每个区域的生物和环境之间、生物与生物之间，都形成了一种相对稳定的结构，具有相应的功能，这就是人们常说的生态系统。
四、全球变暖
全球气候变暖是一种“自然现象”。由于人们焚烧化石矿物以生成能量或砍伐森林并将其焚烧时产生的二氧化碳等多种温室气体，由于这些温室气体对来自太阳辐射的可见光具有高度的透过性，而对地球反射出来的长波辐射具有高度的吸收性，也就是常说的“温室效应”。近100多年来，全球平均气温经历了冷——暖——冷——暖的波动，总的看为上升趋势。进入20世纪八十年代后，全球气温明显上升。全球变暖的后果，会使全球降水量重新分配，冰川和冻土消融，海平面上升，既危害自然生态系统的平衡，更威胁人类的食物供应和居住环境。
1981—1990年全球平均气温比100年前上升了0．48℃。导致全球变暖的主要原因是人类在近一个世纪以来大量使用矿物燃料（如煤、石油等），排放出大量的CO2等多种温室气体。由于这些温室气体对来自太阳辐射的可见光具有高度的透过性，而对地球反射出来的长波辐射具有高度的吸收性，导致全球气候变暖。
出现全球变暖趋势的具体原因是，人们焚烧化石矿物以生成能量或砍伐森林并将其焚烧时产生的二氧化碳进入了地球的大气层。政府间气候变化问题小组根据气候模型预测，到2100年为止，全球气温估计将上升大约1．4～5．8摄氏度（2．5～10．4华氏度）。根据这一预测，全球气温将出现过去10，000年中从未有过的巨大变化，从而给全球环境带来潜在的重大影响。
为了阻止全球变暖趋势，1992年联合国专门制订了《联合国气候变化框架公约》，该公约于同年在巴西城市里约热内卢签署生效。依据该公约，发达国家同意在2000年之前将他们释放到大气层的二氧化碳及其他“温室气体”的排放量降至1990年时的水平。另外，这些每年的二氧化碳合计排放量占到全球二氧化碳总排放量60％的国家还同意将相关技术和信息转让给发展中国家。发达国家转让给发展中国家的这些技术和信息有助于后者积极应对气候变化带来的各种挑战。截止2004年5月，已有189个国家正式批准了上述公约。
据新华社电，美国世界观察研究所的研究人员警告说，全球气候升温将致全球农业减产，或许在下个世纪出现食品匮乏的局面。研究人员在分析联合国和美国国立科学院发布的信息以及世界稻米市场趋势后得出了这一看法。
世界观察研究认为，全球气候升温和地下水水位下降将成为全球粮食供应紧张的直接诱因，全球稻米价格上涨趋势体现了这一点。
美国政府发布的统计数字显示，即使是在去年全球粮食大丰收、小麦和玉米价格下降的情况下，稻米价格依然上涨了30％，达到每吨260美元。