6.1.2　大气的组成

大气是由多种气体混合组成的。按其成分可以概括为三部分：干燥清洁的空气、水汽和悬浮微粒。干洁空气的主要成分有氮、氧、氩、二氧化碳气体，其含量占全部干洁空气的99.99%（体积），氖、氦、氪、甲烷等次要成分只占0.004%左右，如表6-1所示。由于空气的垂直运动、水平运动及分子扩散，干洁空气组成比例直到90～100 km的高度还基本不变。也就是说，在人类经常活动的范围内，任何地方干洁空气的物理性质是基本相同的。例如干洁空气的平均相对分子质量为28.966，在标准状态下（273.15 K，1 atm）密度为1.293 kg/m3。在自然界大气温度和压力条件下，干洁空气的所有成分都处于气态，不易液化，因此可以看成是理想气体。

表6-1　干洁空气的组成

（陈英旭等，2001）(https://www.daowen.com)

大气中的水汽含量随着时间、地点、气象条件等不同而有较大的变化。其变化范围可达0.02%～6%。大气中的水汽含量虽然很少，却导致了各种复杂的天气现象：云、雾、雨、雪、霜、露等。这些现象不仅引起大气湿度的变化，而且引起热量的转化。同时，水汽又具有很强的吸收长波辐射的能力，对地面的保温起着重要的作用。

大气中的悬浮微粒，除由水汽变成的水滴、冰晶外（云、雾即是由微小的水滴或冰晶组成的），主要是大气尘埃和悬浮在空气中的其他杂质。它们有的来自流星在大气中的燃烧后产生的宇宙灰尘，有的是地面上燃烧产生的烟尘或被风卷起的尘土，有的是海洋中浪花溅起在空气中蒸发留下的盐粒，有的是火山喷发后留在空中的火山灰，有的是由细菌、动物呼出的病毒、植物花粉等组成的有机灰尘。悬浮微粒对大气中的各种物理现象和过程也有重要影响。

地球的其他圈层，尤其是生物圈与大气圈进行着活跃的物质和能量交换，使大气各组分之间保持着极其精细的平衡。但大气中的一些微量组分的浓度已经发生了实质性的变化，如CO2和O3等气体浓度的变化。20亿～30亿年以前，大气圈中CO2的浓度是现在的10倍，随着大气圈中氧的浓度的增加，CO2的浓度在16亿年前就已逐渐下降到今天的水平。CO2和某些气体能吸收地表长波辐射，而让太阳的短波辐射通过，从而使地表增温，即产生“温室效应”，此类气体也因此称为“温室气体”。

大气圈各组分之间的精细平衡是地质历史过程的结果，破坏这种平衡也就是破坏了人类和各种生物赖以生存的基础。工业化以来，人类利用和改造自然的活动日益加剧，对这种平衡的破坏作用也越来越大，各种污染物排放至大气，改变了大气的化学组成，同时人类为了生产和交通的需要，填海造田、兴建水库，也对气候产生了不良影响，从而使人类面临着重大的环境问题，如温室效应、热污染等。