空气

地球大气层中的气体混合物称为空气。 干空气主要由氮气（约 78.08% 体积）和氧气（约 20.95% 体积）两种气体组成。 还有痕量的氩气（0.93% 体积）、二氧化碳（0.04% 体积）和其他气体。

固体和液体颗粒，称为气溶胶，也是空气的一部分。 水和水蒸气在整个地球大气层中平均占体积的 0.4%。 这些成分单独列出。

此外，空气还含有灰尘和生物颗粒（例如花粉、真菌和蕨类植物的孢子）。 在自然状态下，它对人类无臭无味。

根据经验，海平面的空气密度约为 1.25 千克/立方米 - 仅为水的 1/800 - 并且受温度、水蒸气含量和压力的显着影响，随海拔高度而降低。

大气中气体的比例不是自然常数。 在地球大气数十亿年的发展过程中，其成分不断发生多次根本性变化。 主要成分在 3.5 亿年中基本保持稳定。 右表给出了干空气的当前混合物，区分了主要成分和微量气体。 给出的浓度代表自由对流层的全球平均值。除了来源之外，化学稳定成分的浓度在整个同层中是均匀的，即高达约 100 公里的高度。 在反应性痕量物质的情况下，存在显着的梯度。

分离成组件

低温液化的液体空气可以通过分馏分离成它的组分，这通常是在林德工艺的帮助下完成的。

空气的主要成分是化学惰性的。 它与自然（生物和非生物）固氮有机结合，因此可以被生物利用。 从技术上讲，空气氮通过 Haber-Bosch 工艺用于化肥生产。 相反的化学过程——反xxx作用更快，因此氮循环几乎不会改变大气中的氮含量。

宇宙辐射从空气中的氮中产生少量放射性碳 (C)，用于使用放射性碳方法进行考古测年。

空气中的分子氧主要是由水通过光合作用形成的，在地球历史进程中产生的量大约是今天大气中存在量的 20 倍。 它赋予大气氧化性，是生物呼吸和化学燃烧所需的主要氧化剂。

空气中所含的氧气是所有需氧生物生存所必需的。 通过呼吸，它们为燃烧（分解代谢）的新陈代谢提供氧气。 植物利用空气中的二氧化碳进行光合作用，并在此过程中分解出氧气。 对于几乎所有植物来说，这是生命过程和身体物质（合成代谢）的xxx碳源。 在这个有机过程中，几乎所有的空气中的氧气都被再生了。 氧气循环允许维持和分配需氧菌和光合植物的xxx资源供应。

目前全球空气中的氧气含量保持在 20.946 ± 0.006 vol% 的水平，略有下降 0.0004 vol%/年 (4 ppmv/a)，与化石燃料和生物质燃烧产生的二氧化碳呈反相关。

氩气作为一种惰性气体，惰性极强，比较常见，含量接近1%。 它价格低廉，用作惰性气体，例如用于金属焊接和填充白炽灯。 在那里，作为多层中空玻璃的填充物，使用了相对于空气稍低的导热系数。 （在特殊情况下，昂贵、稀有的氪气可以作为更好的绝热气体。）

由钾 40 的放射性衰变缓慢产生的氩比空气稳定且密度大，因此保留在大气中。

周围的空气并不“干燥”，而是含有气态聚集的水（水蒸气），人们称之为空气水分。 水蒸气含量从两极的十分之一体积变化到热带的百分之三体积，在地面附近的平均体积为 1.3%。 由于水蒸气的比例降低了空气的密度（“干燥”空气密度的 62.5%），较湿的空气被向上推，然后在较冷的层中发生冷凝，即气体混合物中的水蒸气含量降低。 高于K凝结层，水汽含量很低，整个大气平均空气中的水汽体积只有0.4%。

对于痕量气体，也可以观察到较大的波动，有时会持续几年或几十年。 它们的低浓度可能会受到相对较低的排放量的影响。 同样，火山爆发通常会产生短期影响。

就比例而言，二氧化碳是微量气体，但如果考虑到水蒸气，它是大气中第五大最常见的气体。 由于它对气候和生物的重要性，它通常被算作空气的主要成分之一。

二氧化碳（通常通俗地称为二氧化碳）的主要生物学重要性在于它作为光合作用碳源的作用。 大气中的二氧化碳浓度对植物生长有很强的影响。 由于植物依赖光的代谢循环，即呼吸和光合作用之间的相互作用，地面附近的 CO2 浓度在白天波动。 如果有足够的植物覆盖，就会有一个夜间xxx值，相应地，也有一个白天最小值。 同样的效果在一年中都会出现，因为温带植被有不同的生长季节。 在北半球，3 月至 4 月达到xxx值，10 月或 11 月达到最小值。 由于化石燃料消耗量的增加，采暖季也对此做出了贡献。

总体而言，自工业化开始以来，二氧化碳水平增加了 40% 以上。 与人为温室效应有关，这是全球变暖的原因之一，适用不到 100 年的地质气候的参考值。 2013 年，冒纳罗亚山测量站的二氧化碳浓度首次超过 400 ppm。

虽然氩气是空气的主要成分之一，约占 1%（见上文），但其他惰性气体氖气、氦气和氪气的体积分数均大于 1%。 1 ppm 至痕量气体（见表）。 氙气更为稀有（体积分数 < 0.1 ppm）。 氡是空气中最稀有的惰性气体（平均体积分数为 1:10），但可以 - 根据同位素 - 通过其放射性很好地确定。

每次放射性α衰变都会释放出氦气。 氦气比空气轻得多，会逃逸到太空中。 第二轻的惰性气体氖气也在那里挥发，因此在大气中只发现了这两种气体的痕迹。

氡作为放射性衰变链中的一环从一些岩石中散发出来，放射性衰变链可以在地窖中积累（见氡污染）并继续辐射。

平流层的臭氧值通常不是按比例给出的，而是用多布森单位给出的。 由于这些值还取决于海拔高度（臭氧层、地面臭氧）以及天气、温度、污染和时间，而臭氧的形成和衰减都很快，因此这个值变化很大。 由于臭氧的高反应性，它在大气中的各种化学反应中起着核心作用。 一个例子是 ODE（臭氧消耗事件），在此期间臭氧浓度从正常情况下的 20–40 ppb 急剧下降到 <100 ppb。 可以观察到 5 ppb。 例如，这些现象是由自然过程中卤素的释放或空气质量的混合引起的。 由于臭氧在一氧化二氮化学中的作用，北半球温带和人口稠密地区的典型臭氧浓度为 30-60 ppb，而在南半球往往低约 10 ppb。

一氧化碳（通常通俗地称为一氧化碳）是一种看不见的、可燃的有毒气体，由含碳物质不完全燃烧产生。 它会阻止血液中氧气的输送（一氧化碳中毒），即使是小剂量也可能致命。 它还会破坏植物的光合作用。 它形成 z。 B. 吸烟时和在内燃机中。 未经汽车催化转化器后处理的汽车和飞机尾气可含有高达 4% 的一氧化碳，这是烟草烟雾的标准值。 植被火灾是一氧化碳的主要来源，约占全球排放量的 60%。