主要指90km以上的大气,高层大气属于弱电离、可压缩和多成分的气体。受直接的太阳辐射加热,高层大气具有很高的温度,在各种化学、辐射和动力学耦合过程的控制下,使高层中性大气呈现复杂多变的形态。虽然电离成分的含量只有中性粒子的1%,但电离气体通过碰撞与高层中性粒子相互作用,发生动量、热量和能量的交换,对中性粒子状态有较大的影响。高层大气吸收强的极紫外辐射,使分子氧分解为原子氧。有两种方式使太阳的能量传输到地球高层大气,第一是有阳光照射的高层大气直接接收极紫外和远紫外辐射,第二是太阳风动能被磁层部分地捕获,特别在磁暴时,沿等离子体漂移方向上中性气体得到加速,产生强的大尺度的中性风场,并且磁层的电场耗散引起焦耳加热,高能带电粒子沉降引起动力学加热,在增强的电能消散区,能观测到上层大气引人注目的变化,所以太阳活动和地磁活动对高层大气有很大的影响。而且高层大气状态也随季节、地方时和经、纬度而变化。高层大气中以分子运动为基础的现象,除分子扩散运动以外,还有分子热传导和动量粘性传输等,高层大气的宏观运动,有全球尺度的环流、潮汐和重力波等。
(撰写: 田剑华 修订: 审订:都 亨)