空气中含氧量低于多少人受不了（空气中的含氧量）

引语：

各地的空气中氧气含量，是否基本相同，还是有明显区别？今天，我们就来一起了解一下。

按照通常的认识和基础数据来看，正常的空气成分按体积分数计算结果是:氮气(N2)约占78.1%，氧气(O2)约占20.9%，稀有气体约占0.939%(氦He、氖Ne、氩Ar、氪Kr、氙Xe、氡Rn) ，二氧化碳约占0.04%、水蒸气和其它气体和杂质大约占0.03%。简单讲就是，氮气约占78%、氧气约占21%、稀有气体等其他气体约占将近1%。

但是，不同地区（比如东部的上海/青岛市、中部的郑州/武汉市、西部的成都/乌鲁木齐市、北部的哈尔滨/呼和浩特市、南部的广州/海口市、高海拔地区如西藏的日喀则/拉萨市、云南的香格里拉/丽江市、青海的西宁市等），不同季节（春、夏、秋、冬，尤其是夏季和冬季），不同天气（冷暖阴晴等），情形下，空气中的含氧量是否相同呢？还是会发生明显变化？

这样，上述这种细化出来的三大类不同变量情形下，氧气含量是否区别，确实也是一个值得思考的问题，让我们对空气中的氧气含量的认识更加深入一些。

相对含量：（体积比）

从漫长的时空角度来看地球大气层成分，可以将空气的组成成分变化划分为两个阶段，一是原始大气，二是现代大气。原始大气是以一氧化碳、二氧化碳、甲烷和氨为主的，是指原始的绿色植物出现以前；在绿色植物出现以后，植物在光合作用中放出的游离氧，使原始大气里的一氧化碳氧化成为二氧化碳，甲烷氧化成为水蒸气和二氧化碳，氨氧化成为水蒸气和氮气，二氧化碳在植物的光合作用过程中大部分被吸收，并使空气里的氧气越来越多，终于形成了以氮气和氧气为主的现代空气。

现代空气的成分是复杂的，但氮气、氧气、稀有气体等主要成分比例一般是比较固定的。可以讲，在较短的历史短期内，空气中氧气的相对含量基本稳定。至少目前的事实是，自从人类能测量大气中氧气含量以来，氧气所占比例至今变化不大，体积占比保持在21%附近。

这就是相对含量，从这个角度讲，各地区海拔、各季节气候条件下的空气氧含量比例是基本相同的，一个普通的便携式氧气检测仪量程0~25%，就可以胜任日常测试了。

绝对含量：（质量浓度或氧气密度）

一个很少使用的表达量是，空气中的氧气绝对含量，可以描述为单位空间大小的空气中氧气的质量含量或者密度，即空气中氧气浓度是多少mg/L或多少g/m3。

实际上，这个含量对于我们人类日常生活来讲，也有很大的影响，比如，我们常常提到缺氧、富氧、高海拔空气稀薄等类似的说法，也是在表达某种对空气中氧气绝对值的关切。

前面提到空气中氧气体积占比是长期形成的平衡结果、比较稳定的，那么，其质量浓度是否会随各地区海拔、季节气候等条件而有明显不同呢？这就比较复杂了，我们先来看下面的一些相关观测与研究。

通过梳理相关资料，并参考2020年《物理与工程》学报刊登的邵云、吴昕仪等专家老师所做的一份研究（以杭州、拉萨为例）等资料，对于空气中含氧量与海拔、季节之间的关系，总结下来，可以得到以下几点基本信息与结论。

一是，空气中氧气相对体积比是比较固定的（约21%），不会随海拔、季节而明显变化，但单位体积空气内的氧气质量，是会变化的；

二是，海拔对单位体积空气中的氧气绝对含量的影响非常明显，主要是由于海拔升高、气压降低、氧气分压降低，因而空气密度和其中的氧气密度也会降低，氧气含量相对于低海拔地区明显要低一些（即随着海拔增高影响很大），同理，空气中的氮气、稀有气体含量同样都会有这个类似的规律；

三是， 有些资料给出了一些氧含量随海拔变化的理论值，该理论值，会受到季节、气候、地理环境不同的影响，因而该理论中的数据和某些区域研究数据并不相同，甚至相差很大。

虽然海拔越高，空气中氧气的含量越低，但这不像海拔和气温一样存在线性关系（海拔每上升1000米气温下降6摄氏度），上图和实际情况有很大的区别。原因很多，比如空气中氧气的含量受近地面的影响比较大，且高空中找不到一个固定的测量值。总的来讲，这项气象环境研究还是挺复杂的，没有特别精准的、比较通用的一致结果。

四是，季节对空气中的氧气绝对含量的影响也是有比较明显的影响的。杭州海平面处夏季7月的平均大气压比冬季1月低约2%，氧气分压低约5%，氧气分子数密度则低约12.5%。拉萨地表(3650m)冬季1月的平均大气压、氧气分压与夏季7月基本持平，相差不超过1%，而氧气分子数密度则高约7%。

五是，要想计算大气中的氧气含量，首先必须剔除大气中的水分（水蒸气为主），这些水气对含氧量也带来一定影响（如晴天、雨天），但不如海拔、季节的影响那么大。

上面的相关探讨表明，空气中氧气相对体积比是比较固定的，较短的历史短期内不会发生明显变化、也不会随海拔季节天气明显不同；

而单位空间空气中绝对含氧量（氧气质量或密度），本质上会受到气压、温度、大气中水蒸气含量等因素影响，故它会随着海拔高低、季节冷暖、天气的变化而都发生变化，其中海拔、季节的对氧气密度的影响比较明显，天气影响较小而已，只不过广泛而详细精确的实践测试验证，现实中是难以实施的。

本文作者在本次数据整理和分析过程中，引用了网络部分基础性素材，如有不当之处，敬请指出。

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