水汽中臭氧分解

大气的成分

大气中，除水汽、液体和固体杂质外的整个混合气体称为干洁空气。

干洁的大气是无色、无嗅、无味的混合气体。它看不见、摸不着，却有惊人的重量。干洁空气的主要成分是氮、氧、氩、二氧化碳等，此外还有少量的氢、氖、氪、氙、臭氧等稀有气体。其中氮和氧两者就体积和质量来说，约占空气的99%。大气中，最轻的是氢气，最重的是氙气。

小知识

据计算，地球大气的总质量超过5×10¹⁵吨，约为水圈总质量1.5×10¹⁸吨的1/300，或相当于地球总质量的6×10²³吨的120万分之一。

大气中含量最多的成分是氮，按体积比占78%。大气中的氮能冲淡氧，使氧不致太浓，氧化作用不过于激烈。在常温下，分子氮的化学性质不活泼，人和动物不能直接利用它，但植物的生长却离不开它。氮是植物制造叶绿素的原料，也是制造蛋白质的原料。氮还是制造化学肥料的原料。豆科植物可通过根瘤菌的作用，固定到土壤中，成为植物生长所需的氮肥。

大气中含量排在第二位的是氧。氧是人类及其他动植物呼吸、维持生命不可缺少的气体。此外，氧还决定着有机物质的燃烧、腐败及分解过程。

小知识

在常压下，当温度降至－112.4℃时，气体臭氧就变为暗蓝色的液体。当温度降至－251.4℃时，它就凝固成紫黑色的晶体。

大气中的氧分子分解为氧原子，每个氧原子又与另外的氧分子结合就形成了另外一种气体——臭氧，因其有一种特殊的臭味而得名——臭氧。臭氧通常呈浅蓝色。

大气中臭氧的含量很少，而且随着高度的变化而变化。在近地面层臭氧含量很少，从10公里高度开始逐渐增加，在12～15公里以上含量增加特别显著，在20～25公里高度处达最大值，再往上，臭氧的含量逐渐减少，到55～60公里高度上就极少了。

在水平方向上，臭氧的分布也有所不同。赤道和低纬度的臭氧含量最少，随着纬度的增高，臭氧含量也增加。臭氧也有季节变化和日变化。北半球高纬度地区，春季臭氧含量最大，秋季最小。

臭氧能大量吸收太阳紫外线，使极少量的紫外线到达地面，使地面上的生物免受过多紫外线的伤害。少量的紫外线能杀菌防病，促进机体内维生素D的形成，有利于机体增大和防止佝偻病。

二氧化碳是无色、无嗅、无味的气体。燃料的燃烧，有机物的腐化以及动植物的呼吸都产生二氧化碳。同时，二氧化碳又是植物在光合作用下生长的原料。绿色植物在新陈代谢过程中，吸收CO₂合成碳水化合物和其他物质。

二氧化碳对太阳辐射吸收很少，却能强烈吸收地面辐射，使从地表往外辐射的热量不易散失到太空中去。

臭氧层破坏对人类健康的影响

二氧化碳的循环

大气中的水汽主要来自海洋、湖泊、河流和潮湿物体表面的水分蒸发。

海洋面积约占地球表面积的70%。平均而言，整个海洋表面每年约有100厘米厚的水层转化为水汽，全年由海洋蒸发到空中的水汽达350万亿吨之多；陆地上的河流湖泊、地面上的动植物都在向大气输送水汽。

空气中的水汽含量随高度变化而变化。一般说来，水汽含量聚集在距地面3公里范围内，高度越高，水汽越少。观测证明，在1.5～2公里高度上，空气中水汽含量已减少为地面的一半；在5公里高度，减少为地面的1/10；再往上，就少得可怜了。就地理分布而言，纬度越高，水汽含量越少，离海洋愈远，水汽含量愈少。在寒冷干燥的内陆地区上空，水汽含量几乎接近于零，而在温暖的洋面或热带丛林上空，其含量按容积来说可达4%。

海洋和大陆表面的水蒸发成水汽进入大气被气流带至远处，又产生降水重新回到地球表面。其中，有3/4的降水落到海洋上，剩下的1/4则降落在大陆上。就形成了持续不断的地球和大气的水分循环。全年全球的降水量和蒸发量大致相等。通过大气中水分的蒸发、凝结、成云致雨、落雪降雹，使地球与大气间的热量和水分得到交换，天空也变幻多端，时晴时雨。

水分循环过程

大气中悬浮着各种各样大小不同的固体杂质和液体微粒。

固体杂质的来源有自然因素和人为因素。自然因素包括被风吹起的土壤微粒及火山喷发的烟尘，宇宙尘埃和陨石灰烬，细菌、微生物、植物的孢子花粉，岩石风化后的粉尘，海水飞溅扬入大气后被蒸发的盐粒等等。人为因素主要是人类活动和工业生产过程中排放的烟粒和粉尘等。它们大多集中在大气的底层。其分布随着时间、地区和天气条件的变化而变化。一般，在近地面大气中陆上多于海上，城市多于乡村，冬季多于夏季。

液体微粒是指悬浮在大气中的水滴、过冷水滴和冰晶等水汽凝结物。它们和固体颗粒都可以吸收一部分太阳辐射和阻挡地面放热。它们可以阻碍视线，降低能见度和污染空气，影响人类活动和危害人类健康。但是，它对云雾降雨却起着重要作用，它是水汽凝结的核心。没有它，即使大气环境已达到饱和状态，水汽还是不能凝结成云雾。

小知识

人工降雨，就是把碘化银撒入云中，促使过冷水滴冻结，产生局部降雨。碘化银的作用就类似于悬浮颗粒，它提高了水滴冻结的温度，在降水中起了催化作用。