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地球大气层会随着海拔高度的增加而密度降低，那么地球大气层的厚度有多少呢？大气层和太空的界限在哪里呢？按照不同的方式，这个问题的答案也是有很大出入的。
按照卡门线的定义，地球大气层的厚度为100公里，这里是大气层和外太空的界限。但是卡门线只是人类定义的一条虚拟的线，实际上在这条线以上的空间内，依然存在着大量的空气分子。航天器在120公里的高空就能够感受到比较强烈的大气效应了，而世界上轨道最低的卫星高度也有167.4公里，在这个位置，因为大气阻力的影响，所以卫星需要使用等离子发动机来不断的修正自身轨道抵抗大气阻力。
外大气层是地球大气层的最外圈，从海拔700公里一直延伸到约1万公里处，并和太阳风直接接触。该层主要由密度极低的氢、氦和几个更重的分子组成，包括靠近外基层的氮、氧和二氧化碳。原子和分子相距甚远，它们可以行进数百公里而不会相互碰撞。因此，外大气层中的原子会不断的逃逸到太空中，这些自由移动的粒子遵循弹道轨迹，可能会进出磁层或太阳风。外大气层距离地球表面太远，不可能出现气象现象。然而，地球的极光——北极光（北极光）和南极光（南极光）——有时会出现在外大气层的下部，在那里它们与热层重叠。外大气层包含许多绕地球运行的人造卫星。
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