第四章“空气”

的化学

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22　空气是由什么组成的

我们的周围充斥着空气，离开了空气我们连几分钟都存活不了。

如此重要的空气究竟是由什么组成的呢？

◎空气的成分

空气并不是由单一物质组成的，而是由多种成分组成的混合物。

空气的主要组成成分是氮气分子（N2）和氧气分子（O2）。

组成比例按体积计算的话，氮气占78.08%，氧气占20.95%，包含氩气在内的稀有气体占0.94%，二氧化碳占0.03%。

空气中也含有很多水蒸气，水蒸气的比例随时间和地点不同会有很大的不同，高的情况占比4%，低的时候不足1%。

因此一般用不含水蒸气的“干洁空气”

的组成成分来表示地球大气的组成。

图4-1　“干洁空气”

的主要成分

◎大气成分的垂直分层

虽然都叫空气，但空气的成分随距离地表高度的不同而不同。

这是受到构成空气的气体成分的重量（密度、分子质量）、大气的流动（气流）等的影响。

下面我们来看看距离地表高度不同的各层不同的特点：

a.对流层（0至9～17千米）

气温随高度的升高而降低，受地表温度的影响，天气现象复杂多变。

按重量计算，大气成分的约80%都位于对流层。

对流层的厚度在赤道附近最厚，约为17千米，在两极地区最薄，约为9千米。

b.平流层（9～17千米至50千米）

与对流层不同，平流层的温度随高度的升高而升高。

从平流层这个名字，我们可以感受出平流层不像对流层那样有乱流，层体结构非常平稳。

平流层不像对流层那样天气现象复杂多变，但也并非整体一层的结构。

平流层中有臭氧分子聚集的臭氧层，因为臭氧空洞的原因，相信大家都对臭氧有所耳闻。

c.中间层（50千米至80千米）

中间层温度随高度的上升而降低。

因为平流层和中间层的气体被同一个大气环流混合在了一起，有时也会把这两层合在一起叫中层大气。

d.热层（80千米至约800千米）

热层的特点是气温随高度的上升而升高。

但这里的气温指的是气体分子的热能，并不是温度计测量的温度。

国际航空联合会和美国航空航天局为了便于称呼，将距离地表海平面100千米以外的空间定义为宇宙空间。

图4-2　地球大气的垂直分层

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