Επειδή η ατμόσφαιρα είναι ένα λεπτό στρώμα σε σύγκριση με το μέγεθος της γης, αντιμετωπίζει πιο σοβαρά προβλήματα από την ανθρώπινη δραστηριότητα από άλλα συστατικά του πλανήτη. Είναι ένα μείγμα πολλών αερίων αλλά η σύνθεσή του αλλάζει. Εάν συνεχιστούν οι αλλαγές, τα προβλήματα της ατμόσφαιρας της γης μπορεί να έχουν αρνητικές συνέπειες για όλη τη ζωή, αλλά ιδιαίτερα για τον δικό μας πολύπλοκο και ενεργειακά εντατικό πολιτισμό.
Αέρια θερμοκηπίου
Η ατμόσφαιρα αποτελείται κυρίως από άζωτο και οξυγόνο, αλλά περιέχει περίπου 0,04 τοις εκατό διοξείδιο του άνθρακα. Αυτή η μικρή ποσότητα διοξειδίου του άνθρακα επιτρέπει στο φως του ήλιου να διέρχεται από την ατμόσφαιρα, αλλά παγιδεύει τη θερμότητα που παράγεται από το φως του ήλιου όταν χτυπά την επιφάνεια της γης. Παράγουμε διοξείδιο του άνθρακα όταν καίμε ορυκτά καύσιμα όπως το πετρέλαιο και το αέριο και το προστιθέμενο διοξείδιο του άνθρακα αυξάνει την ποσότητα παγιδευμένης θερμότητας. Το διοξείδιο του άνθρακα δρα όπως το γυαλί σε ένα θερμοκήπιο, θερμαίνοντας τη γη. Το διοξείδιο του άνθρακα και ορισμένα άλλα αέρια που δρουν με τον ίδιο τρόπο, όπως το μεθάνιο, ονομάζονται αέρια θερμοκηπίου και βοηθούν στην αιτία
Άλλα αέρια
Ένα δεύτερο πρόβλημα που αντιμετωπίζει η ατμόσφαιρα είναι η μόλυνση από άλλα επιβλαβή αέρια. Εκτός από το διοξείδιο του άνθρακα, τα εργοστάσια και οι σταθμοί παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας παράγουν οξείδια θείου και αζώτου. Αυτοί οι ρύποι εισέρχονται στην ατμόσφαιρα μέσω καπνοδόχων, ανεμιστήρων εξάτμισης και εξάτμισης και η ατμόσφαιρα τους διανέμει σε όλο τον κόσμο. Όταν η τοπική μόλυνση είναι σοβαρή, μπορεί να προκαλέσει αναπνευστικές παθήσεις και να επιδεινώσει καταστάσεις όπως το άσθμα και να προκαλέσει όξινη βροχή. Στις Ηνωμένες Πολιτείες, η Υπηρεσία Προστασίας Περιβάλλοντος ανάγκασε τις βιομηχανίες να μειώσουν τις εκπομπές επιβλαβών αερίων, αλλά ορισμένες άλλες χώρες εξακολουθούν να μολύνουν εκτενώς.
Επίπεδο όζοντος
Ένα από τα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας, η στρατόσφαιρα, που βρίσκεται από 10 μίλια έως 30 μίλια σε ύψος, περιέχει όζον, το οποίο απορροφά τις περισσότερες από τις επιβλαβείς υπεριώδεις ακτίνες από τον ήλιο. Εάν όλες αυτές οι ακτίνες διεισδύσουν στην ατμόσφαιρα και έφτασαν στην επιφάνεια της γης, θα έβλαπταν τα φυτά, θα προκαλούσαν μεταλλάξεις και θα έδιναν στον άνθρωπο καρκίνο του δέρματος. Ορισμένα χημικά προϊόντα, ειδικά ψυκτικά όπως χλωροφθοράνθρακες, μπορούν να ανέλθουν στη στρατόσφαιρα και να μειώσουν την ποσότητα του όζοντος αλληλεπιδρώντας χημικά με αυτό. Όταν υπάρχει λιγότερο όζον, περισσότερες υπεριώδεις ακτίνες διεισδύουν στην ατμόσφαιρα και φτάνουν στο έδαφος. Αυτό το πρόβλημα είναι λιγότερο σοβαρό τώρα που η χρήση χλωροφθορανθράκων στην ψύξη και τον κλιματισμό είναι περιορισμένη.
Σωματίδια
Η μόλυνση της ατμόσφαιρας με σκόνη και σωματίδια είναι ένα σοβαρό πρόβλημα, τόσο σε τοπικό όσο και σε διεθνές επίπεδο. Οι βιομηχανικές διεργασίες και εκρήξεις μπορεί να απελευθερώσουν επιβλαβή σωματίδια στην ατμόσφαιρα, εναποθέτοντας τη σκόνη σε μεγάλες περιοχές και στη συνέχεια την εξαπλώνοντας σε όλο τον κόσμο όταν φτάσει στην κορυφή ατμόσφαιρα. Αυτό προκαλεί ιδιαίτερη ανησυχία όταν οι άνεμοι διαδίδουν φυτοφάρμακα, ραδιενέργεια ή άλλο επικίνδυνο υλικό. Η μόλυνση από φυτοφάρμακα έχει βρεθεί στην αρκτική και τη ραδιενέργεια από πυρηνικά ατυχήματα, όπως το Τσερνομπίλ και η Φουκουσίμα, που εκτείνονται σε μεγάλες περιοχές.