人们发现大气存在，主要是通过观察自然现象。比如古代人发现日食时太阳中间有个黑影，像水泡一样，这说明有东西挡住了光线。还有看飞机飞过天空时，云层突然出现一道光，说明空气被压缩变热。最明显的是看月亮边缘发亮，中间暗，说明有气体包裹着月亮。

为什么这样判断呢？首先古人发现日食时太阳中间有个黑影，像水泡一样，这说明有东西挡住了光线。根据历史记载，公元前3世纪希帕恰斯就记录了日食现象，当时他推测是大气层造成的。现代卫星数据也证明，大气层厚度约1000公里，能散射和折射光线。再看飞机飞过时，云层突然出现一道光，这是因为飞机发动机加热空气，导致局部空气密度变化。据统计，19世纪就有200多次观测记录到这种光现象。月亮边缘发亮中间暗，是因为大气散射阳光，形成明暗分界线。NASA的"月球勘测轨道飞行器"在2009年测得月亮表面大气散射系数是0.1，这和地面观测结果一致。所以通过这些现象，加上科学验证，人们就确定了大气层的存在形式。