先來了解一下大氣層，地球被一層很厚的大氣層包圍著，大氣層的成分主要有氮氣（占78．1％）、氧氣（占20．9％）、氬氣、（占0．93％）還有少量的二氧化碳、稀有氣體、水蒸汽。 大氣層的空氣密度隨高度而減小，空氣也越稀薄。大氣層的厚度大約在1000km以上，沒有明顯的界限，在2000 -- 16000 km高空仍有稀薄的氣體和基本粒子。由于地心引力作用，幾乎全部的氣體集中在離地面100km的高度范圍內，其中，75％的大氣又集中在地面至10km高度的對流層范圍內。
整個大氣層根據高度可分為對流層、平流層、中間層、暖層和散逸層，再上面就是星際空間了。對流層緊靠地球表面，其厚度大約為10—20km，水蒸氣幾乎都在這一層內存在，云、霧、雨等現象都發生在這一層內，氣溫隨高度的增加而降低，大約每升高1km，溫度下降5～6℃。動植物的生存，人類的絕大部分活動，都在這一層內。 對流層以上是平流層，大約距地球表面20--50km，低緯度地區平均在16--18km以上，中緯度地區平均在10--12km以上；高緯度地區平均在8--9km以上，平流層空氣比較穩定，大氣是平穩流動的，在平流層內水蒸氣和塵埃很少。
平流層以上是中間層，大約距地球表面50--85km，這里的空氣已經很稀薄，突出的特征是氣溫隨高度增加而迅速降低，空氣的垂直對流強烈。中間層以上的是暖層，大約距地球表面100—800km。暖層最突出的特征是太陽光中的紫外線被該層中的氧原子大量吸收，因此，溫度升高。其它層就不贅述了。
我國民航規定，中型以上的民航飛機飛行的高度在海拔7km--12km，最高限制為12.6km，這個12.6km是平流層的最頂端。在8.4km（含）以下，每300米為一個飛行高度。8.4km以上，每600米為一個飛行高度。小型飛機的飛行高度一般控制在3km米以下。超音速客機的飛行高度在13km到18km米之內。大型噴氣客機在起飛之后，須迅速升高到7km以上的高空，但最高不能超過13km。 之所以有以上高度的限制，主要是為了飛行安全，適當地考慮節省燃料和噪聲污染等。 大中型飛機除起飛和降落外，多是在平流層中飛行，這是由于平流層中大氣以平流運動為主，垂直運動幾乎沒有。平流層水汽和塵埃含量少，天氣比較晴朗，能見度高，有利于飛行員的控制和操作，可避免機鳥相撞的事故發生。另外，地面的噪聲污染相對較小。
飛機的飛行高度如果在8.9km到10.1km米的范圍內，基本上是在對流層頂端附近飛行，由于大氣密度小，空氣比較稀薄，摩擦阻力小，飛機需要推力較小，可減少燃料的消耗。 在允許高度的范圍內，更高的高度飛行，飛機遇到的湍流較少，乘客也會感到比較舒服，如果發生緊急情況，飛行員有足夠的應對時間，另外，在發動機失效的情況下也需要足夠的速度才有可能重啟發動機。
隨著飛行高度的升高，空氣密度會逐漸減小，所以大氣壓力也隨之減小，空氣密度越小，則空氣給予飛機的升力也越小。 高度的升高，使大氣溫度逐漸降低，到一定高度后，有導致飛機結冰的危險，高空飛行應避免在結冰的條件下飛行。飛機無限制地升高，空氣過于稀薄，會造成發動機熄火、失速，失速時，飛機會產生失控的俯沖顛簸運動，發動機發生振動，可使駕駛員異常操縱，另外，飛行員需要戴氧氣面罩，否則，就嚴重缺氧。 |
