航空气象基础大气的成分

飞行所处的大气是环绕地球并贴近其表面的空气层，空气有质量和重量，所以气体会对地表有一个压力。海平面大气压强是指在海平面高度上，大气对单位面积的物体所施加的压力。

在标准条件下（温度为 0°C，纬度为 45°的海平面上），海平面大气压强约为 101325 帕斯卡（101.325 千帕）。高度越高压强越低，空气就更加稀薄。在18000英尺（约5486.4m）高度上，大气重量仅仅是海平面上的一半，而大气层厚度有数百公里。海平面大气压强的大小受到多种因素的影响，包括大气温度、湿度、海拔高度、地理位置等。在不同的条件下，海平面大气压强可能会有很大的差异。

地球的大气是一种混合物，它由三个部分组成，干洁空气、水汽和大气杂质。

干洁空气：

干洁空气是构成大气的主要部分，一般意义上所说的空气，就是指这一部分。干洁空气的组成包括78%的氮气，21%的氧气以及1%的其他气体。干洁空气的这一比例在50km高度以下基本保持不变。由于部分元素比其他气体重，较重的气体如氧气有个天然的趋势，会更多的占据地球的表面。大多数氧气包含在35000ft（约10668m）高度以下。在构成干洁空气的多种成分中，对天气影响较大的是二氧化碳和臭氧。

二氧化碳

主要来源于有机物的燃烧（或腐化）、工业生产排放的废气和动植物的呼吸。多集中在20km以下。人口稠密的大城市多于郊区农村、阴天多于晴天、夜间多于白天、冬季多于夏季。

除被臭氧层吸收的一部分之外，大量的太阳辐射可穿过大气层到达地面，使地面增温。二氧化碳基本上不直接吸收太阳短波辐射，但地面受热后放出的长波辐射却能被二氧化碳吸收，这样热量就不能大量向外层空间散发，对地球起到了保温作用，这就是“温室效应”。

臭氧

氧分子在紫外线辐射下离解成氧原子，氧原子再和别的氧分子结合而形成臭氧分子。在海拔15~50km的高度上，是一个臭氧含量相对集中的层次，称为臭氧层。

臭氧能强烈吸收紫外线，臭氧层通过吸收紫外辐射而增温，改变了大气温度的垂直分布。同时，这也使地球生物免受过多紫外线的照射。但由于工业废气的的大量排放，臭氧层已遭到一定程度的破坏，科学家已观测到南极上空的臭氧空洞，即臭氧层遭到破坏后出现的臭氧减少或消失。这对地球上的天气、气候、生物等都可能产生长久的影响。

水汽：

地表和水体表面的水分蒸发，进入大气就形成了大气中的水汽。大气中的水汽含量平均约占整个大气体积的0~5%，并随着高度的增加而逐渐减少，在离地1.5~2km高度上，水汽含量约为地面的一半，5km高度上仅为地面的1/10。

水汽的地理分布并不均匀，水汽含量平均为从极区的0.2%到热带的2.6%，干燥的内陆沙漠近于零，而在温暖的洋面或热带丛林地区可达3%~4%。

水汽是成云致雨的物质基础，因此大多数复杂天气都出现在中低空，高空天气往往很晴朗。

水汽随大气运动而运动，并可在一定条件下发生状态变化，即气态、液态和固态之间的相互转换，这一变化过程伴随着热量的释放或吸收，如水汽凝结成水滴时要放出热量，而液态的水蒸发成水汽时要吸收热量。

在大气中运动的水汽，通过状态变化传输热量。如中地水汽移到乙地凝结，或低层水汽上升到高空凝结，就把热量从一个地方带到了另一个地方。热量传递是大气中的一个重要物理过程，与气温及天气变化关系密切。

大气杂质：

指悬浮于大气中的固体微粒或水汽凝结物。固体烟粒主要来源于物质燃烧，固体盐粒主要是溅入空中的海水蒸发后留下的盐核，固体尘粒主要是被风吹起的土壤微粒和火山喷发后在空中留下的尘埃等。

水汽凝结物包括大气中的水滴和冰粒。在一定的天气条件下，大气杂质常聚集在一起，形成各种天气现象，如云、雾、雨、雪、风沙等，它们使大气透明度变差，并能吸收、散射和反射地面和太阳辐射，影响大气的温度。此外，固体杂质还可充当水汽的凝结核，在云、雾、降水等的形成过程中起着重要的作用。