Из всех компонентов географической оболочки атмосфера обладает наибольшей способностью переносить возникающие в ней возмущения на большие расстояния. По этой причине происходящие в ней процессы являются основным механизмом превращения локальных воздействий человека на окружающую среду в глобальные изменения природных условий.
В результате хозяйственной деятельности человека ежегодно в атмосферу поступает огромное количество загрязняющих веществ. Например, в 1990 году на нашей планете в атмосферу было выброшено 400 млн. тонн соединений серы, азота, углерода и твердых частиц. Ведущие загрязнители атмосферы предприятия металлургического комплекса и энергетики, а также нефтехимические заводы (около 70% загрязнения атмосферы), на втором месте находится автотранспорт.
Выбросы диоксида углерода, оксидов азота, метана, диоксида серы, фреона и других загрязняющих веществ оказывают влияние на глобальный климат и вызывают негативные экологические последствия, то есть парниковый эффект, разрушение озонового слоя, кислотные дожди и т. д.
Парниковый эффект был установлен в конце прошлого века шведским ученым Аррениусом, который определил, что углекислый газ способен поглощать уходящую радиацию, поддерживая тем самым высокие приземные температуры воздуха и создавая «парниковые условия». Тогда же предположили, что сжигание угля может приводить к повышению содержания СО2 и усилению парникового эффекта. Все это приводит к постепенному потеплению климата на нашей планете. Сейчас установлено, что концентрация СО2 в атмосфере ежегодно увеличивается на 4%. За счет этого средняя глобальная температура воздуха уже повысилась на 0,5-0,6°С. К 2025 году это повышение может достичь 2,5°С.
Вторым глобальным негативным последствием загрязнения атмосферы является разрушений озонового слоя под влиянием выбросов фреонов и оксидов азота, то есть продуктов неполного сгорания топлива в двигателях реактивных самолетов. В восьмидесятые годы нашего столетия появились сообщения об уменьшении содержания озона и образовании «озоновой дыры» над Антарктидой. В 1987 году эта дыра достигла максимальной величины и составила 7 млн. км2, то есть покрыла 2/3 этого материка.
Как установлено, фреоны, поднимаясь в верхние слои атмосферы, подвергаются фотохимическому разложению с образованием окиси хлора, интенсивно разрушающей озон. Выбросы фреона в атмосферу сейчас достигли на нашей планете 1,4 млн. т/год. Также озон разрушается двигателями реактивных самолетов и космических кораблей. Истощение озонового слоя приводит к увеличению потока ультрафиолетовых лучей на земную поверхность, что опасно для всего живого на планете. У человека при этом могут возникнуть заболевания раком кожи, отмечается ослабление иммунной системы организма и т. д.
Существуют пассивные и активные методы сохранения озонового слоя. К первым относится уменьшение выбросов фреона, а ко вторым – воздействие на стратосферу этаном и пропаном, которые связывают разрушающий атомарный хлор, превращая его в пассивный хлористый водород.
Третья глобальная проблема, возникающая при загрязнении атмосферы – это кислотные дожди, то есть атмосферные осадки, имеющие pH меньше 5,6. Впервые такие дожди наблюдались в 1852 году в Великобритании, в городе Манчестере. Выпадение кислотных дождей связано с выбросами в атмосферу диоксида серы и оксида азота, общий объем которых в настоящее время составляет 225 млн. т/год. Многообразны негативные последствия кислотных дождей: подкисление почв, повреждение лесов, ускорение коррозии мостов, плотин, зданий, вред здоровью людей и т. д.
Увеличение производства энергии на Земле приводит к тепловому загрязнению окружающей среды. Так, в районе крупных городов возникают «острова тепла», где температура на 1-4°С выше естественной. Существенно влияет на климат орошение и осушение земель, лесопосадки, строительство водохранилищ и т.д. Так, в засушливых районах при орошении больших площадей земель за счет затрат тепла на испарение снижается температура земной поверхности, что приводит к понижению температуры воздуха и повышению его относительной влажности. Водохранилища оказывают заметное влияние на микроклимат прилегающих территорий: уменьшается континентальность климата, увеличивается влажность воздуха и количество осадков.