◎大氣的成分與演變
大氣層所含的物質以氣體為主，有氮、氧、氬、二氧化碳、水氣、臭氧等，另外還包括懸浮在空氣中的固體和液體雜質。在低層的大氣成分中，
若不考慮水氣，則其中最多的氣體是氮，約佔78.1％，其次是氧和氬，分別約佔20.9％及0.9％(圖1)。
而氮、氧和氬的比例通常是不會隨著地點或季節的不同而有明顯的變化，稱為固定氣體。但是有些氣體的含量卻會隨著地點或季節的不同而改變，
稱為變動氣體，例如水氣、二氧化碳、臭氧等。舉例來說，二氧化碳的含量，通常都市地區會高於鄉村地區；而水氣的含量，通常夏季會比冬季高。
圖1 地球低層大氣中乾燥空氣的成分及其所佔比例
科學家相信，地球在46億年前剛形成時，大氣中的主要氣體是氫和氦，而氫和氦因為很輕而逸散至地球之外。接著，
可能因強烈的火山作用釋放出大量的水氣、二氧化碳，以及少量的氮等氣體，於是形成以水氣和二氧化碳為主的原始地球大氣。
隨著地球逐漸冷卻，大氣中的水氣凝結為液態水，降落至地面形成海洋。而二氧化碳也因為會溶於水中，形成碳酸根離子，
並透過化學和生物的作用而留在沉積物或岩石中(例如石灰岩)，使大氣中的水氣和二氧化碳大量減少。由於氮不易溶於水的特性，
以及海洋中有生物能進行光合作用釋放出氧氣，使氮和氧逐漸取代水氣和二氧化碳，成為地球大氣中含量最多的氣體成分，一直到今天亦是如此。
◎大氣的構造
大氣層依溫度隨高度變化的性質，由地面至高空可以分為對流層、平流層、中氣層及增溫層。其中對流層與中氣層的溫度會隨高度增加而降低，
平流層與增溫層的溫度則會隨高度增加而升高(圖2)。
圖2 大氣的垂直分層示意圖
在對流層內，氣溫、氣壓和密度都隨高度增加而降低，所以由平地至山區，會感覺高度愈高氣溫愈低，這是因為熱源主要是來自地面。
對流層的厚度並不固定，通常夏季比冬季厚，而低緯度地區也比高緯度地區厚。由於此層中空氣的上下對流旺盛，容易造成水氣凝結，
所以我們所熟悉的天氣現象，如雲、霧、雷雨、閃電及颱風等，都是發生在對流層中。
平流層位於對流層上方，這裡的空氣大致是水平方向的流動，因此稱為平流層。長程飛機為求平穩、舒適，通常多在平流層飛行。
大氣層中的臭氧也多集中在這一層，由於臭氧的存在，吸收了紫外線，使得平流層中的溫度隨高度的增加而上升。
中氣層頂是整個大氣層中溫度最低點，大約在高度80公里處，溫度約零下90℃。
增溫層中部分的氣體因遊離成離子狀態，可以反射波長較長的無線電波，使其傳播到遠處，因此，增溫層對無線電通訊非常重要。
◎大氣的重要性
大氣層除了提供生物生存所需的氣體外，也調節地球上分佈不均勻的熱量，使地球的氣溫大都維持在生物能生存的範圍內。另外，
大氣層還能減緩外來物質（如隕石）直接撞擊地面，也可以讓紫外線對地表照射的量減少，所以，大氣層直接或間接地維護生物生存的環境
(圖3)。
圖3 大氣層的保護作用：A.有大氣的地球使生物得以生存；B.沒有大氣的月球表面布滿隕石坑，不利生物生存。
隨著人類文明的進步、經濟快速發展，使生活水準大幅提高，但工廠及交通工具所排放的各種廢氣也因而與日俱增，
再加上如果沒有採取適當的因應措施，很容易造成空氣的汙染。如果空氣中的物質，其含量、性質及存在的時間，足以傷害人類健康或影響動物、
植物的生長，則稱為空氣汙染物，包括懸浮微粒、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳及臭氧等。若經常處於空氣受汙染的環境中，
不但影響呼吸器官的正常功能，甚至可能傷害其他器官而使身體感到不適。
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