3.1.2 地球外部圈层结构
地球外部圈层主要包括地表至大气层的外边界，主要包括大气圈、水圈、生物圈。各圈层虽各自独立，但又相互关联、相互影响、相互渗透、相互作用，共同促进地球外部环境的演化。
3.1.2.1 大气圈
大气圈是因地球引力而聚集于地球最外部的一个气体圈层，既是人类和生物赖以生存的必不可少的物质条件，也是维持地表恒温和水分的保护层，同时也是促进地表形态变化的重要动力和媒介。
（1）大气的组成
大气圈主要由氮、氧、二氧化碳、水及一些微量惰性气体组成，可分为恒定组分、可变组分和不定组分三种（表3-2）。其中，恒定组分为在地表任何地方其组成均基本不变的成分，主要由氮、氧、氩组成（三者共占大气总体积的99.96%）；可变组分是指随季节、气象、人类活动影响而发生变化的组分，主要包括二氧化碳、臭氧和水蒸气（目前大气中二氧化碳含量的增长主要因以现代工业为主的人类活动而形成）；不定组分主要指大气中可有可无的成分，如尘埃、硫化氢、氮氧化物等，通常是大气污染的主要成分，主要因火山喷发、森林火灾以及人类生产生活活动而产生。
表3-2 地球大气的主要组成成分
（2）大气圈的结构
大气圈的界线并不明显，下部通常指地表及地表向下一定距离的空间，向上一般认为是向宇宙星际尘埃的密度过渡。自下而上，大气圈通常被划分为对流层、平流层、中间层、暖层及散逸层（图3-1）。
图3-1 大气圈的层圈结构
对流层是大气圈最下部圈层，厚度由赤道向两极变薄，平均厚度约11～13km，厚度受季节交替影响，一般夏季较大，冬季较小。对流层虽薄，质量却占大气圈总质量的70%～75%，且集中了大气圈几乎全部水汽和尘埃。对流层具有以下特征：①对流层热量主要来自地表辐射，因此温度随高度增加而降低，一般平均每升高1km，温度降低6℃，称为大气降温率；②大气具有强烈对流运动，几乎所有的气象现象均集中于对流层；③温度、湿度、气压等气象要素的水平分布不均匀，由此形成复杂的天气现象；④对流层受人类活动影响最显著，人类生产活动排放的大气污染物绝大部分都集中在对流层。
平流层是从对流层顶至35～55km高空的大气层，其质量约占大气圈总质量的20%。平流层最显著的特点是气流以水平方向运动为主，基本不含水汽和尘埃物质，因此不存在各种天气现象。平流层顶部分布着臭氧层，能吸收99%以上的对地表生物有害的紫外线，是地球生命的保护伞。
中间层是指自平流层顶至85km左右高空的大气层。该层气温随高度增大迅速下降，至中间层顶界气温降到-83℃～-113℃。由于下热上冷而出现空气的垂直运动，中间层顶部存在较弱的电离现象。
暖层又称电离层，为从中间层顶到800km左右的高空。该层空气稀薄，质量仅占大气总质量的0.5%。该层空气质点在宇宙辐射作用下温度迅速增高并被分解为原子而处于电离状态，该电离现象在远距离短波无线电通信方面具有重要意义。
散逸层也称外逸层，空气极为稀薄，是大气圈与星际空间的过渡地带，温度随高度增加而升高。因地球引力作用弱且高温下运动活跃，气体不断向外扩散。
3.1.2.2 水圈
水圈是由地球表层水体所构成的连续圈层，是一切生物必不可少的生存条件，对地球环境的形成和改造起重要作用。
（1）水圈的组成
水以气态、固态和液态三种形式存在于自然界。地球水体总质量为1.5×1018t，体积约1.4×1018m3，其中海洋水约占97.212%，大陆表面水约占2.167%，地下水为0.619%，大气水占0.001%（表3-3）。地球上的水体分布极不均匀。
表3-3 地球水圈组成及比例
（2）水圈的循环
水在自然界的不断运动和转换称为水圈的循环。水循环的最主要动力是太阳辐射能和地球重力能。在太阳辐射能下，固态水因吸收热量而融化为液态水，液态水因蒸发而进入大气，并随气流流动被输送至不同地带，水汽遇冷凝结则以雨、雪形式重回地面，又在地球重力作用下由高处流向低处。水在该两种能量作用下进行形式转变和位置转换，构成水圈的循环。水圈循环又分为大循环和小循环，其中大循环是海洋—陆地—海洋的完整水循环，小循环为陆地内部或海洋内部的水循环。
3.1.2.3 生物圈
生物圈是由生物及其生命活动的地带所构成的连续圈层，是所有生物及其生存环境的总称，生物圈中90%以上的生物及其活动集中于地表到200m高空以及水面到水下200m的水域空间内，是生物圈的主体。自然界中的生物，按其性状特征可分为原核生物界、真菌界、植物界和动物界四类。
原核生物是一类起源古老、结构简单的原始生物，其细胞内只有核物质，没有明显的核膜，为没有真正细胞核的原核细胞，基本上是单细胞，也有多细胞集合体。原核生物主要包括细菌和蓝绿藻。
真菌是一类低等的真核生物，无叶绿素，不能进行光合作用，营养方式为腐生、寄生。真菌分布广泛，与人类关系密切，许多种类可供食用或医用等，如酵母菌、青霉、蘑菇、木耳等。
植物是生物中较大的一个类群，遍布全球、种类繁多，可进行光合作用，为自养生物，根据有无根、茎、叶的分化以及有无胚，分为低等植物和高等植物。
动物是种类最多的生物，遍布自然界，为以植物、动物或微生物为食的异养生物。动物按有无脊椎分为无脊椎动物和脊椎动物两类。人类是目前主宰世界的最高级动物，创造了辉煌的现代文明。从生物学上讲，人是高等哺乳动物灵长类的一种，在生物分类中属于动物界脊椎动物门哺乳动物纲灵长目人科人属人种。
(1) 数据来源：注新文，2014。