大气组成与空气质量

2024-11-18 13:08

地球的大气层是一个复杂的混合体，主要由气态物质组成，包括氮气、氧气、二氧化碳、臭氧以及一些惰性气体。除此之外，大气中还包含固态和液态的颗粒物。在大气科学中，不含水汽和悬浮颗粒物的大气被称为干洁大气，简称干空气。在804901米以下，干空气的成分（除臭氧和一些污染气体外）比例基本不变，可以视为单一成分，其平均分子量为28.96。

大气中的主要成分包括氮气（N2）、氧气（O2）和氩气（Ar），它们的浓度都在百分之一以上。微量成分如二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氦气（He）、氖气（Ne）、氪气（Kr）等，浓度在1ppm到1%之间。痕量成分如氢气（H2）、臭氧（O3）、氙气（Xe）、一氧化二氮（N2O）、一氧化氙（NO）、二氧化氙（NO2）、氨气（NH3）、二氧化硫（SO2）、一氧化碳（CO）等，浓度在1ppm以下。此外，还有人为产生的污染气体，它们的浓度多为ppt量级。

氮气是大气中含量最大的气体，占大气分子数的78.19%，其化学性质相对稳定，对氧气起到稀释作用，使氧气不至于过于集中，从而避免了过激的氧化作用。氧气是大气中最重要的气体之一，占全部大气分子数的20.95%，支持生命的呼吸作用和燃烧过程。二氧化碳虽然只占大气体积的0.0386%，但它对植物的光合作用至关重要，同时也是温室效应的主要气体之一。臭氧是大气中含量非常稀少的气体，但它吸收了太阳紫外线，保护地球上的生物免受过量紫外线的伤害。

随着工业化进程的加速，大气中的二氧化碳含量逐渐增多，导致全球气候变暖。臭氧层的破坏也是一个全球性问题，尤其是在南极等地出现了臭氧层空洞。这些问题都对人类生活和健康产生了重大影响。

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