1. 지구의 삼권
지구는 크게 대기, 바다, 고체 세 부분으로 나누어져 있는데 이것이 지구의 가장 기본적인 구성요소입니다. 이것들은 또 기권, 수권, 암권이라고 나눌 수 있고 이를 지구의 삼권이라고 합니다. 기권은 바다와 육지를 완전히 싸고 있는 눈에 보이지 않는 기체의 영역입니다. 지구의 대기는 높이에 따라 점차 엷어지지만 그 질량의 99%는 지표로부터 고도 약 30Km까지의 층에 해당됩니다. 비, 바람 등의 기상 현상의 대부분이 고도 12Km 이하의 대기 중에서 일어나고 있습니다. 수권에는 바다 외에 호소, 하천, 대륙 빙하 등이 포함됩니다. 수권의 총면적은 지구 표면적의 약 71%이며, 물의 약 99%는 바다에 존재합니다. 물은 수증기와 물방울형태로 기권에도 존재하고 지하수가 되어 암권에도 존재합니다. 암권의 표면 형태는 매우 복잡하며 아주 많은 굴곡이 불규칙하게 퍼져 있습니다. 가장 높은 곳과 낮은 곳과의 고도차는 약 20Km이지만 지구 반지름의 300분의 1에 지나지 않습니다. 우리를 둘러싸고 있는 자연계는 끊임없이 운동하며 변화하고 있습니다. 이 운동과 변화 과정에서 여러 가지 많은 현상이 일어납니다. 이런 현상들이 삼권이 관련되고 서로 얽혀 있습니다. 예를 들면, 수권의 물은 태양열에 의해 증발하여 수증가가 되어 기권으로 들어갑니다. 이때 수증기는 기권 안에서 응결되어 빙정과 물방울이 되어 비와 눈으로 지표로 다시 되돌아옵니다. 강수는 하천이나 바닷물이 되어 수권으로 되돌아갑니다. 하천과 바닷물은 침식, 퇴적, 운반 작용으로 암권의 모습을 변화시킵니다. 이것은 수권과 암권의 상화 작용입니다. 물은 이 순환 과정에서 물의 상태 변화에 수반하는 열에너지를 방출 또는 흡수를 합니다. 이 열에너지는 대기의 운동 즉 바람 등의 기상 현상을 일으키는 요인이 됩니다. 이것은 기권과 수권의 상화 작용의 하나입니다. 지구를 구성하는 원소 즉, 질소와 탄소 등도 태양 에너지와 인간의 활동과 생물의 활동 등에 의해 여러 가지로 형태를 바꾸면서 삼권 사이를 순환하고 있습니다. 암권은 사람의 일생 동안에는 알 수 없을 정도로 아주 서서히 태양 에너지와 지구 내부 에너지의 작용에 의해 끊임없이 변화하여 그 모습을 바꾸고 있습니다. 이와 같이 삼권 사이에는 지속적으로 물질과 에너지 순환이 이루어지고 있고 서로 밀접한 관련이 있습니다.
2. 지구의 대기를 구성하는 물질
대기는 많은 기체의 혼합물인데 고도 수십 km 부근까지의 혼합 비율은 수증기와 소량의 성분이 소수의 예외를 제외하면 장소와 계절에 관계없이 거의 일정합니다. 대기 질량의 78%가 질소, 21%가 산소, 약 1%가 아르곤으로 이루어져 있습니다. 이 밖의 성분으로는 네온, 헬륨, 메탄, 크립톤, 수소, 이산화탄소, 오존 그리고 수증기 등이 있습니다. 수증기는 기상 현상에 중요한 역할을 하는 기체이나 그 양은 장소와 계절에 따라 변화하고, 같은 장소에서도 날에 따라 크게 변화합니다. 그러나 자연의 온도 범위에서는 대기가 함유할 수 있는 양에 한계가 있으며, 부피비로 4%를 넘는 일은 없습니다. 전 세계의 대기 속에 존재하는 수증기가 모두 비가 되어 내린다로 한다면 평균으로 하여 30mm의 강수량은 될 것입니다. 함유량의 변화가 심한 수증기를 제외한 나머지의 공기를 건조 공기라 합니다. 이산화탄소는 대기 중에 약 0.03% 들어 있습니다. 그러나 이 양은 계절에 따라 크게 변동합니다. 이것은 주로 식물의 광합성의 영향입니다. 식물은 광합성에 의해 이산화탄소에서 녹말을 만듭니다. 오존은 지표 부근에 조금 존재하지만 고도 20~50km 부근에는 다량으로 존재합니다. 고도 25km 부근에 극대층이 있습니다. 이 오존은 산소가 태양의 자외선을 흡수하여 생긴 것입니다. 고도 80km 부근까지는 대기의 주성분인 산소와 질소는 분자 상태로 존재하지만 높이가 올라감에 따라 원자와 이온 상태로 됩니다. 상층 대기에서는 수소와 헬륨이 주성분입니다. 그리고 최상층의 대기는 이온화한 수소와 전자가 대부분을 차지하게 됩니다.
대기는 높이에 따라 성질이 다른 몇 개의 층으로 나눌 수 있습니다. 보통 대기 중의 기온 분포에 따라 지표로부터 차례로 대류권, 성층권, 중간권, 열 권, 외기권으로 구분합니다. 대기는 높이와 함께 서서히 엷어지므로 뚜렷한 경계는 없습니다. 그러나 대기는 지구 인력에 의해 지구와 함께 자전하므로 이 인력에 끌리는지에 따라 기권과 행성 간 공간을 나누는 경계가 되고, 지구로부터 수만 km의 높이에 존재합니다.