Химия атмосферы[1] — раздел науки об атмосфере, который исследует химию атмосферы Земли и других планет. Это междисциплинарная область исследований, опирающаяся на химию окружающей среды, физику, метеорологию, компьютерное моделирование, океанографию, геологию, вулканологию и на другие дисциплины. Исследования всё больше связаны с другими областями науки, такими, как климатология.
Состав и химия атмосферы важны по нескольким причинам, но в первую очередь из-за взаимодействия атмосферы с живыми организмами. Состав земной атмосферы изменяется в результате естественных процессов, таких, как вулканические выбросы, молнии и бомбардирование частицами с солнечной короны. Она также изменяется под воздействием человеческой деятельности, и некоторые из этих изменений вредны для человеческого здоровья, растительных культур и экосистем. Примерами проблем, исследуемых химией атмосферы, являются кислотные дожди, разрушение озонового слоя, фотохимический смог, парниковые газы и глобальное потепление. Химики, изучающие атмосферу, пытаются понять причины этих проблем, и, получив о них теоретическое представление, пробуют возможные средства их решения, а также оценивают последствия изменений в правительственной политике.
Примечание: концентрации углекислого газа и метана варьируются в зависимости времени года и местонахождения. Средняя молекулярная масса воздуха равна 28,97 г/моль.
Ещё древние греки рассматривали воздух в числе четырёх основных элементов, однако первые научные исследования состава атмосферы начались в XVIII веке. Такие химики, как Джозеф Пристли, Антуан Лавуазье и Генри Кавендиш сделали первые измерения состава атмосферы.
В конце XIX, начале XX веков интерес сдвинулся в сторону следов составляющих, содержащихся в очень маленьких концентрациях. В частности, важным открытием в химии атмосферы было обнаружение озона Кристианом Фридрихом Шёнбейном в 1840 году.
В XX веке химия атмосферы продвинулась от изучения состава атмосферы к рассмотрению изменения концентрации небольших по объёму газов (менее 1 % объёма воздуха) с течением времени и химических процессов, которые создают и уничтожают составляющие воздуха. Двумя особенно важными примерами таких исследований были объяснение Сидни Чепменом и Гордоном Добсоном того, как образуется и сохраняется озоновый слой и объяснение фотохимического смога Арье Жаном Хагеном-Смитом. Дальнейшие исследования вопросов, связанных с озоном, привели к получению Нобелевской Премии по химии в 1995 году Паулем Крутценом, Марио Молином и Фрэнком Шервудом Роуландом за работы по роли газообразных галогеноалканов в истощении озонового слоя Земли[2].