地球上的水和大氣是一切生物生命活動（包括人類生存）最基本的物質，因此，水圈和大氣圈成了影響人類生存最為直接的兩個圈層。這兩個圈層在自然地理係統中起著最為重要的作用。它們不僅各自處在不斷的運動中，而且它們之間還在相互滲透、相互製約、相互作用著。水汽是聯係大氣圈和水圈的紐帶，它既是水圈的一部分，也是大氣圈的重要組成成分。在大氣圈中水汽含量的分布及其三相變化，造成了大氣中天氣現象的產生以及這些天氣現象分布的地區差異。大氣中一切天氣現象的產生歸根結底是水汽參與的結果，可以這麼說，沒有水汽的參與就不會有天氣現象產生。
大氣圈的演化
地球是太陽係中的一個成員，是無限宇宙中的一顆渺小的星星；但就地球本身來說，它的裏裏外外，又可分為好幾個圈層。
在地球的外圍，包圍著一層大氣，人們把這層大氣稱為“地球的大氣圈”，簡稱大氣圈。它像一層厚厚的外套罩著地球，人類就生活在這大氣的海洋裏。大氣直接影響著人類的生產與生活，它和人類的生存息息相關。
地球的大氣圈是怎樣形成的呢？這個問題一直受到人們的注意和研究。但由於大氣圈是在人類社會出現以前形成的，它的成因比較複雜，並且又與地球的起源、演化有著直接的關係。所以到目前為止，還沒有一個完善的解釋。比較一致的看法為：最初，當地球剛剛由星際物質凝聚成疏鬆的地球團時，空氣不僅包圍在地球表麵，而且也滲透在地球內部。那時的空氣成分以氫為主，約占整個氣體成分的90%。此外，還有一些水汽、甲烷、氨、氦及一些惰性氣體。
以後，由於地心引力的作用，這個疏鬆的地球團就逐漸收縮變小。於是包含在地球內部的空氣就被排擠出來，散逸到宇宙太空中去。到地球團收縮到一定程度後，收縮的速度便漸漸變慢，與此同時，地球的溫度也漸漸降低，地殼便開始凝固起來。最後被排擠出來的一部分空氣，就被地心引力拉住包圍在地球的表麵，形成了大氣層。當時的大氣層是很稀薄的，它的成分仍是氫、水汽、氦、甲烷、氨及一些惰性氣體。
地球大氣圈和水圈大氣層地殼形成以後，在古老的地質年代裏，地殼內部又因放射性元素的不斷發熱，造成地層的大調整，使地殼的某些地方發生斷層和褶皺。包含在岩石和地層中的一些氣體，便被大量釋放出來，補充到稀薄的大氣層內。這時，大氣上層已經有了水蒸氣，它們在太陽光線的照射下，一部分被分解為氫和氧。這些分解出來的氧，一部分與氨中的氫結合，使氨中的氮分離出來；一部分與甲烷中的氫結合，使甲烷中的碳分離出來，碳又與氧結合成為二氧化碳。這樣，大氣圈內的空氣，主要成分就變成為水蒸氣、氮、二氧化碳和氧了。不過，那時候的二氧化碳比現在多，而氧則比現在少。
大約在18億年以前，水裏麵開始有了生物；在七八億年前，陸地上開始出現植物。當時大氣中二氧化碳含量比較多，十分有利於植物的光合作用，使植物生長得非常繁茂。植物的光合作用，吸收了大氣中的二氧化碳，放出了氧，使大氣的含氧量增加。大約在5億年以前，地球上的動物增加很快，動物的呼吸又使大氣中的部分氧轉化為二氧化碳。
地球上的動植物增多後，當動物的糞便和動植物的軀體腐爛時，蛋白質的一部分變為氨和銨鹽，另一部分直接分解出氮，變為氨和銨鹽的一部分，通過硝化細菌和脫氧細菌的作用，變為氣體氨，進入大氣。由於氮是惰性氣體，在正常溫度下不容易與其他元素化合，因此大氣中的氮也就越積越多，最後達到了現在大氣中的含氮量。從此，近地麵的大氣就變成了現在的成分，即氮約占78%，氧約占21%，其他微量氣體的總和占不到1%。
知識點空氣密度
在一個標準大氣壓下，每立方米空氣所具有的質量（千克）就是空氣密度。空氣的密度大小與氣溫，海拔等因素有關，海拔越高密度越低。我們一般采用的空氣密度是指在0攝氏度、絕對標準指標下，密度為1293kg/m3。通常情況下，即20攝氏度時，取1205kg/m3。