Для сухого воздуха у поверхности характерны примерно 78,08% азота, 20,95% кислорода и 0,93% аргона по объёму. Слово «сухой» означает исключение водяного пара из расчёта долей, а не отсутствие влаги в реальной атмосфере. NASA[1] отдельно подчёркивает переменность содержания воды и значение малых газовых компонентов.[1]
Воздух — вещество, тогда как атмосфера — вся газовая оболочка с её пространственной структурой. В конкретной пробе воздуха измеряют концентрации компонентов, температуру, влажность и другие параметры; в описании атмосферы дополнительно рассматривают слои и глобальные процессы. Эти понятия связаны, но отвечают на разные вопросы.
Почему малые примеси имеют большое значение
Фоновое содержание азота и кислорода меняется сравнительно мало, но этого недостаточно для оценки качества воздуха. В нём могут присутствовать озон, оксиды азота, летучие органические соединения и частицы. Токсичность определяется свойствами вещества и воздействием, поэтому высокая доля основных газов не исключает опасной примеси в гораздо меньшей концентрации.
Аэрозоль включает твёрдые частицы и жидкие капли. EPA[2] различает PM₁₀ и PM₂,₅ как фракции вдыхаемых частиц и описывает как прямые выбросы, так и образование частиц из газовых предшественников.[2] Следовательно, отсутствие видимого дыма не доказывает чистоту воздуха: часть значимых компонентов невидима.
Состав меняется во времени и пространстве. Рядом с дорогой, внутри уличного каньона и на открытой фоновой площадке воздействие может различаться даже в один час. Перенос и реакции связывают эти места, но не делают концентрации одинаковыми. Поэтому результат измерения относится к определённому месту, высоте и интервалу, а не автоматически ко всему городу.
Как выражают и интерпретируют состав
Массовую концентрацию часто выражают в мкг/м³ или мг/м³: 1 мг/м³ равен 1000 мкг/м³. Для газов используют также молярные или объёмные доли, например ppm — миллионные доли. Переход от ppm к мг/м³ требует молярной массы вещества, температуры и давления; одного универсального коэффициента для всех газов нет.
При сравнении с ориентиром необходимо согласовать время осреднения. Среднесуточное и среднегодовое значения описывают разные стороны воздействия. Рекомендации ВОЗ по качеству воздуха задают отдельные показатели для ряда загрязнителей и опираются на данные о здоровье; они не являются автоматически российскими обязательными нормативами.[3]
Качество атмосферного воздуха характеризуют составом, концентрациями и длительностью воздействия. Наблюдения источников и метеорологии помогают объяснить изменения этих показателей.