Воздух толстым слоем окружает со всех сторон Землю. Толщина слоя воздуха над Землёй точно ещё не определена. Для определения высоты атмосферы учёным приходилось заниматься изучением целого ряда отдельных явлений, возникающих в, высоких слоях атмосферы, по которым можно судить и об общей высоте всей атмосферы.

Так, оказалось, что если наблюдать за возникновением облаков, то самые высокие из них «перистые» облака могут плыть на высоте 10—11 км. Значит, на этой высоте ещё есть воздух, в котором может происходить процесс образования облака из водяных паров.

Если вести наблюдение за падением метеоритов, то можно хотя бы приблизительно определить высоту, на которой эти небесные тела, ворвавшись с большой скоростью в земную атмосферу, при трении о воздух накаляются и начинают светиться. Эта высота определена учёными от 70 до 200 км.
Ещё большую высоту атмосферы удалось определить из наблюдений над северным сиянием.
Северное сияние фотографируется одновременно из разных пунктов. Сопоставляя полученные фотографии, удаётся определить высоту северных сияний. Наибольшая высота их определена в 400— 500 км над Землёй. Следовательно, и на этой высоте есть воздух, в котором происходят разряды атмосферного электричества, составляющие сущность полярных сияний.
В настоящее время установлено, что резкой границы атмосферы установить нельзя, и высота её должна быть не меньше 1000 км.
Не только наблюдать с земли явления, происходящие в атмосфере, но и самому подняться в воздух — было с давних времён мечтой человека.
В своих первых полётах человек стремился подражать полёту птиц, устраивая себе различные крылья. Сохранились сведения, что в России ещё в 1565 г. холоп боярина Лопатова — Никита построил крылья и совершил полёт с вышки дворца в Александровской слободе.
Полёты на аппаратах тяжелее воздуха привели в дальнейшем к развитию самолётостроения, дали человечеству воздушный транспорт. Наибольшая высота, которую удалось достичь на самолёте, составляет 25 км.
Много высотных полётов человек осуществил при помощи аэростатов. Эти аппараты легче воздуха. По закону Архимеда тела, находящиеся в воздухе, испытывают с его стороны выталкивающую (подъёмную) силу. Если тело по своему весу легче, чем вытесненный им объём воздуха, оно будет всплывать в воздухе. Таким телом явились воздушные шары, наполненные каким-либо лёгким газом. Первые воздушные шары наполняли подогретым воздухом.
В 1731 г. рязанский подъячий Крякутный поднялся на воздух, наполнив дымом большой мешок.
В старинной рукописи так говорится об этом пионере воздухоплавания:
«…мешок сделал, как мяч большой, надул дымом поганым и вонючим, от него сделал петлю, сел в неё, и нечистая сила подняла его выше берёзы и после ударила его о колокольню, но он уцепился за верёвку, чем звонят, и остался тако жив. Его выгнали из города, он ушёл в Москву, и хотели закопать живого в землю и сжечь…»

Позднее такой воздушный шар был сделан братьями французами Монгольфье. 5 июня 1783 г. этот шар при большом стечении народа был наполнен тёплым воздухом и поднялся в воздух с площади города Аннанэ. Оболочка шара была сделана из полотна и бумажного’чехла. Диаметр шара был около 10,5 м, объём в 600 куб. м, вес шара 225 кГ. Шар поднялся на высоту 600 м и благополучно спустился в 2 км от места взлёта. Полёт шара братьев Монгольфье произвёл огромное впечатление. Академия наук назначила комиссию по проверке полёта, изобретатели получили премию и должны были повторить свой опыт в присутствии короля и знати в Версале. Второй полёт шара Монгольфье состоялся 19 сентября 1783 г. На этот раз баллон шара был сильно разукрашен, а в лодке, прикреплённой внизу шара, были первые пассажиры: овца, петух и утка. Шар был наполнен тёплым воздухом и поднялся на высоту 1500 м. Полёт шара длился 8 минут, после которых шар благополучно спустился на землю. Пассажиры остались живы и невредимы. До настоящего времени воздушные шары, поднимающиеся действием тёплого воздуха, называют монгольфьерами.
Слои атмосферы, лежащие выше 12 км, получили название стратосферы. Подъём в стратосферу осуществляется воздушными шарами, которые называются «стратостатами».
Первым стратостатом, поднявшимся до 16 км высоты, был стратостат О. Пикара. Советский стратостат «СССР-1» в 1933 г. поднялся до 19 км и превысил мировой рекорд высоты того времени, установленный Пикаром.
В 1934 г. советский стратостат «Осоавиахим-1» поднялся ещё выше — более 22 км. Для стратостата эта высота до сих пор является рекордной. Подъём человека в стратосферу сопряжён с большими трудностями и опасностью. Управлять полётом стратостата, как самолётом, нельзя. Полёт стратостата целиком подчиняется воздушным течениям и, буквально, летит туда, куда дует ветер. Кроме того, на большой высоте изменяется давление воздуха и у человека нарушается кровообращение и дыхание. Значительно проще для исследований верхних слоев атмосферы пользоваться подъёмом на воздушных шарах самопишущих приборов, что и

применяется в настоящее время. К проволоке на некотором расстоянии от шара-зонда подвешивается прибор, автоматически регистрирующий температуру, давление, влажность и прочие качества высоких слоев атмосферы. У поднявшегося шара-зонда оболочка на высоте разрывается от расширяющихся в ней газов, и все приборы, как бы высоко ни залетел шар, на особых парашютах опускаются на землю. По записям этих приборов и ведётся изучение высоких слоев атмосферы — выше 30—40 км (рис. ПО).

Автор Е. Н. Соколов “Юному физику”