대기권은 무척 고마운 존재이다. 대기는 우리를 따뜻하게 해준다. 대기가 없었다면 지구 평균 온도는 섭씨 영하50도로 생물이 존재할 수 없는 얼음 덩어리였을 것이다. 더욱이 대기는 쏟아져들어오는 우주선, 전하를 가진 입자들 그리고, 자외선과 같은 것들을 흡수하거나, 비껴가게 만들기도 한다. 기체로 채워진 대기는 모두 합쳐서 두께 4.5미터나 되는 콘크리트 보호막과도 같은 역할을 한다. 만약 대기가 없다면 감속효과 없어 떨어지는 빗방울은 우리를 기절시켜 버릴 것이다. 대기는 위쪽으로 200킬로미터까지 올라간다. 대기는 불균등하게 대류권, 성층권, 중간권 그리고 열권이라고도 부르는 전리권 네 부분으로 나누어진다. 대류권은 우리에게 가장 소중한 부분이다. 그 자체만으로도 우리가 살아가기에 충분한 양의 온기와 산소를 가지고 있다. 물론 조금만 올라가면 생물에게는 불편한 훤경이 된다. 지면에서 꼭대기까지 대류권의 두께는 적도에서는 16킬로미터 정도이고, 대부분의 사람들이 살고 있는 온대 지방에서는 10-11 킬로미터 정도에 불과하다.
대류권 바깥에는 성층권이 있다. 태풍 구름의 꼭대기가 옛날에 쓰던 모루처럼 편평하게 퍼지는 곳이 바로 대류권과 성층권의 경계이다. 대류권을 벗어나면 기온은 다시 섭씨 5도까지 올라간다. 중간권에 이르면 온도는 다시 영하 90도로 떨어지고, 이주 변덕이 심한 열권에서는 섭씨 1500도까지 올라가버린다. 그런 고도에 이르면 온도의 의미가 애매해지기는 하지만, 밤과 낮의 기온은 섭씨 550도이상 차이가 난다. 우주선이 대략 6도이상의 가파른 각도로 진압하거나 너무 빠른 속도로 진입하게 되면, 공기 분자와의 충돌횟수가 늘어나면서 우주선을 녹여버릴 정도의 열이 발생하게 된다. 반대로 우주선이 열권을 너무 작은 각도로 스치게 되면 우주선은 물위에서 퉁겨지는 조약돌처럼 우주로 퉁겨져 나가게 된다. 등반가 피터 하벨러에 따르면, 에베레스트는 정상에서는 아무리 좋은 조건에서라도 한 걸음을 옮기려면 어마 어마한 의지력이 필요하다고 한다. 잡을 곳을 향해서 손을 뻗는 움직임마저도 억지로 해야 한다. 나른하고 죽을 것 같은 피로가 끊임없이 목숨을 위협한다.
태양은 분자들에게 에너지를 준다. 그 결과 분자들은 더 바쁘게 움직여 다니게 되고, 그런 상태에서 서로 충돌하면서 열을 교환한다. 여름날 햇빛 때문에 등이 뜨겁게 느껴지는 것은 사실 피부에 충돌하는 분자 때문 이다. 그런데 높은 곳으로 올라가면 분자들이 적어지고, 따라서 충돌도 줄어든다. 지구에서 1 제곱킬로 미터당 1000만톤에 해당하는 양으로 결코 적은 양이 아니다. 수백만 톤의 공기가 시속 50-60킬로미터의 속도로 지나가면 팔다리가 부러지고, 지붕의 기와가 날아 가는 것은 조금도 놀랄 일이 아니다. 앤소니 스미스가 지적했던 것처럼 일기예보에서 볼수 있는 전선은 7억 5000만톤의 차가운 공기 덩어리가 10억톤의 따뜻한 공기 덩어리 밑에 짓눌려서 만들어진다. 기상학적 으로 흥미로운 일이 일어나는 것은 놀랄 일이 아니다.
구름속에서 마구 움직이는 입자들은 전하를 가지게 된다. 확실한 이유를 알수는 없지만, 가벼운 입자는 양전하를 가지게 되고, 기류를 따라 구름의 위쪽으로 올라가게 된다. 아래쪽에 남게 되는 무거운 입자 들은 음전하를 가지게 된다. 음전하를 가진 입자들은 엄청난 힘으로 양전하를 가진 땅을 향해 날아가면서 그 사이에 있게 되는 모든 것을 파괴해 버린다. 시속 43만킬로미터로 움직이는 번개는 그 주변의 공기들을 놀랍게도 태양의 표면온도보다도 몇배나 더 뜨거운 섭씨3만도 정도로 가열할 수 있다. 지구에서는 언제나 1800번 정도의 번개가 치고, 하루에 약 4만번 정도의 번개가 친다. 밤낮을 가리지 않고 지구에서 매초 100번정도의 벼락이 떨어진다. 하늘은 활발 하게 움직이는 곳이다. 하늘에서 일어나는 일에 대한 지식은 놀라울 정도로 최근에 얻어진 것이다. 대략 9000-1만미터 상공에 있는 제트기류는 시속 300킬로미터까지 움직이면서 대륙전체의 날씨에 영향을 준다. 그리고 제2차 세계대전 중에 비행사들이 그곳까지 올라가기 전에는 그런 것이 있다는 사실 조차도 모르고 있었다.
적도지방에서 만들어진 습기가 많고, 따뜻한 공기는 대류권 계면까지 올라가서 옆으로 퍼지게 된다. 그러다가 적도지방에서 멀어지게 되면 식는다. 그런 공기덩어리가 바닥에 닿으면 퍼져들어갈 수 있는 저기압 지역으로 이동한 후에 다시 적도로 움직여가서 순환과정이 완성된다. 적도 지방에서는 대류 과정이 비교적 안정하기 때문에 대개 맑은 날씨가 유지된다. 그러나 온대지방에서는 그 양상이 훨씬 더 복잡해져 계절과 지방에 따라 다르고, 공통적인 특징도 없기 때문에 고기압과 저기압 사이에 끊임 없는 경쟁이 나타나게 된다.상승하는 공기에 의해서 만들어지는 저기압은 물분자들을 하늘로 끌고올라가서 구름을 만들고 결국은 비가 내리게 해준다. 따뜻한 공기는 차가운 공기보다 더 많은 양의 수증기를 포함할 수 있다. 그래서 열대지방이나 여름에 더 많은 비가 내린다. 결국 저기압지역은 구름과 비가 많고, 고기압지역은 햇빛이 쪼이고 맑은 날씨가 된다. 저기압과 고기압이 만나면 구름이 만들어지는 경우가 많다.
우리가 알고 있는 것은 태양에서 오는 열이 균등하게 분배되지 않기 때문에 지구상에는 대기압의 차이가 생기게 된다는 사실 뿐이다. 공기는 그런 불균형 상태로 남아있을 수가 없기 때문에 이곳저곳으로 돌아다니면서 다시 평형을 이루려 한다. 바람은 단순히 공기가 균형을 회복하려는 노력을 뿐이다. 공기는 언제나 고기압지역에서 저기압 지역으로 움직인다. 고기압과 저기압의 압력차가 클수록 더 세게 바람이 분다. 풍속은 지수 함수적으로 증가한다. 적도 지방의 태풍은 24시간 동안이나 영국인 프랑스과 같은 중간 크기의 부유한 국가가 1년 동안 쓸 수 있는 에너지를 방출해 버린다.