大氣的組成

大氣是一種氣體混合物,其中除含有各種氣體元素及化合物外,還有水滴、冰晶、塵埃和花粉等雜質。因此,大氣的組成包括以下幾部分。

幹潔空氣所謂幹潔空氣是指在自然狀態下的大氣(由混合氣體、水汽和雜質組成)除去水汽和雜質的空氣,其主要成分是氮氣,占7809%;氧氣,占2094%;氬,占093%;其他各種的微量氣體(如氖、氦、二氧化碳、氪)含量不到01%。可以看出,地球表麵大氣主要由氧、氮和幾種惰性氣體組成,它們約占空氣總量的999%以上。除二氧化碳和臭氧外,其他組成在對流層的大氣中是穩定的,甚至在平流層以至中間層,即約在90千米這段大氣層裏,這些氣體組分的含量幾乎可以認為是不變的。

幹潔大氣組成較穩定的主要原因,首先是分子態氮和惰性氣體的性質不活潑。固氮作用所耗去的氮素基本上被反硝化作用形成的氮素所補充。自然界中由於燃燒、氧化、岩石風化、呼吸、有機物腐化分解所消耗的氧,基本上由植物光合作用釋放的氧分子而得到補償,所以幹潔大氣的組成維持相對穩定。

大氣的可變組分主要是指大氣中的二氧化碳和水蒸氣等,這些氣體的含量由於受地區、季節、氣象,以及人們生活和生產活動等因素的影響而有所變化。在通常情況下,水蒸氣的含量為0~4%,二氧化碳的含量為0033%。二氧化碳在大氣中的含量雖然很低,但它是隨季節和氣象條件的改變而變化的,特別是在人類活動影響下引起的含量增加,正在作為一個重要的環境問題越來越引起人們的關注。

水汽大氣中的水蒸氣主要來自海水蒸發,少量來自江河、湖泊水的蒸發以及生物圈土壤和植物的蒸"騰"作用;大氣中的水又可以通過凝結成降水而離開大氣回到生物圈和水圈。因此,水汽含量也因為空間位置和季節的變化而改變,在熱帶地區有時竟達4%,而在南北極則不到01%。大氣中的水汽含量不大,但對天氣變化卻起著重要的作用,因而也是大氣中的重要組分之一。

懸浮顆粒大氣中也含有一些固體及液體雜質,其密度大約為10~100mg/cm3,它們主要來源於土壤、岩石風化、火山爆發、宇宙塵埃、植物花粉以及海水飛沫等,形成自然界的塵埃及凝結核。

以上為大氣的自然組成,或稱為大氣的本底。有了這個組成就可以很容易地判定大氣中的外來汙染物。若大氣中某個組分的含量遠遠超過上述標準含量時,或自然大氣中本來不存在的物質在大氣中出現時,即可判定它們是大氣的外來汙染物。在上述各個組分中,一般不把水分含量的變化看作外來汙染物。