引語：

各地的空氣中氧氣含量，是否基本相同，還是有明顯區别？今天，我們就來一起了解一下。

按照通常的認識和基礎數據來看，正常的空氣成分按體積分數計算結果是:氮氣(N2)約占78.1%，氧氣(O2)約占20.9%，稀有氣體約占0.939%(氦He、氖Ne、氩Ar、氪Kr、氙Xe、氡Rn) ，二氧化碳約占0.04%、水蒸氣和其它氣體和雜質大約占0.03%。簡單講就是，氮氣約占78%、氧氣約占21%、稀有氣體等其他氣體約占将近1%。

但是，不同地區（比如東部的上海/青島市、中部的鄭州/武漢市、西部的成都/烏魯木齊市、北部的哈爾濱/呼和浩特市、南部的廣州/海口市、高海拔地區如西藏的日喀則/拉薩市、雲南的香格裡拉/麗江市、青海的西甯市等），不同季節（春、夏、秋、冬，尤其是夏季和冬季），不同天氣（冷暖陰晴等），情形下，空氣中的含氧量是否相同呢？還是會發生明顯變化？

這樣，上述這種細化出來的三大類不同變量情形下，氧氣含量是否區别，确實也是一個值得思考的問題，讓我們對空氣中的氧氣含量的認識更加深入一些。

相對含量：（體積比）

從漫長的時空角度來看地球大氣層成分，可以将空氣的組成成分變化劃分為兩個階段，一是原始大氣，二是現代大氣。原始大氣是以一氧化碳、二氧化碳、甲烷和氨為主的，是指原始的綠色植物出現以前；在綠色植物出現以後，植物在光合作用中放出的遊離氧，使原始大氣裡的一氧化碳氧化成為二氧化碳，甲烷氧化成為水蒸氣和二氧化碳，氨氧化成為水蒸氣和氮氣，二氧化碳在植物的光合作用過程中大部分被吸收，并使空氣裡的氧氣越來越多，終于形成了以氮氣和氧氣為主的現代空氣。

現代空氣的成分是複雜的，但氮氣、氧氣、稀有氣體等主要成分比例一般是比較固定的。可以講，在較短的曆史短期内，空氣中氧氣的相對含量基本穩定。至少目前的事實是，自從人類能測量大氣中氧氣含量以來，氧氣所占比例至今變化不大，體積占比保持在21%附近。

這就是相對含量，從這個角度講，各地區海拔、各季節氣候條件下的空氣氧含量比例是基本相同的，一個普通的便攜式氧氣檢測儀量程0~25%，就可以勝任日常測試了。

絕對含量：（質量濃度或氧氣密度）

一個很少使用的表達量是，空氣中的氧氣絕對含量，可以描述為單位空間大小的空氣中氧氣的質量含量或者密度，即空氣中氧氣濃度是多少mg/L或多少g/m3。

實際上，這個含量對于我們人類日常生活來講，也有很大的影響，比如，我們常常提到缺氧、富氧、高海拔空氣稀薄等類似的說法，也是在表達某種對空氣中氧氣絕對值的關切。

前面提到空氣中氧氣體積占比是長期形成的平衡結果、比較穩定的，那麼，其質量濃度是否會随各地區海拔、季節氣候等條件而有明顯不同呢？這就比較複雜了，我們先來看下面的一些相關觀測與研究。

通過梳理相關資料，并參考2020年《物理與工程》學報刊登的邵雲、吳昕儀等專家老師所做的一份研究（以杭州、拉薩為例）等資料，對于空氣中含氧量與海拔、季節之間的關系，總結下來，可以得到以下幾點基本信息與結論。

一是，空氣中氧氣相對體積比是比較固定的（約21%），不會随海拔、季節而明顯變化，但單位體積空氣内的氧氣質量，是會變化的；

二是，海拔對單位體積空氣中的氧氣絕對含量的影響非常明顯，主要是由于海拔升高、氣壓降低、氧氣分壓降低，因而空氣密度和其中的氧氣密度也會降低，氧氣含量相對于低海拔地區明顯要低一些（即随着海拔增高影響很大），同理，空氣中的氮氣、稀有氣體含量同樣都會有這個類似的規律；

三是， 有些資料給出了一些氧含量随海拔變化的理論值，該理論值，會受到季節、氣候、地理環境不同的影響，因而該理論中的數據和某些區域研究數據并不相同，甚至相差很大。

雖然海拔越高，空氣中氧氣的含量越低，但這不像海拔和氣溫一樣存在線性關系（海拔每上升1000米氣溫下降6攝氏度），上圖和實際情況有很大的區别。原因很多，比如空氣中氧氣的含量受近地面的影響比較大，且高空中找不到一個固定的測量值。總的來講，這項氣象環境研究還是挺複雜的，沒有特别精準的、比較通用的一緻結果。

四是，季節對空氣中的氧氣絕對含量的影響也是有比較明顯的影響的。杭州海平面處夏季7月的平均大氣壓比冬季1月低約2%，氧氣分壓低約5%，氧氣分子數密度則低約12.5%。拉薩地表(3650m)冬季1月的平均大氣壓、氧氣分壓與夏季7月基本持平，相差不超過1%，而氧氣分子數密度則高約7%。

五是，要想計算大氣中的氧氣含量，首先必須剔除大氣中的水分（水蒸氣為主），這些水氣對含氧量也帶來一定影響（如晴天、雨天），但不如海拔、季節的影響那麼大。

上面的相關探讨表明，空氣中氧氣相對體積比是比較固定的，較短的曆史短期内不會發生明顯變化、也不會随海拔季節天氣明顯不同；

而單位空間空氣中絕對含氧量（氧氣質量或密度），本質上會受到氣壓、溫度、大氣中水蒸氣含量等因素影響，故它會随着海拔高低、季節冷暖、天氣的變化而都發生變化，其中海拔、季節的對氧氣密度的影響比較明顯，天氣影響較小而已，隻不過廣泛而詳細精确的實踐測試驗證，現實中是難以實施的。

本文作者在本次數據整理和分析過程中，引用了網絡部分基礎性素材，如有不當之處，敬請指出。

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