Koska ilmakehä on ohut kerros maapallon kokoon verrattuna, sillä on ihmisen toiminnasta vakavampia ongelmia kuin planeetan muilla osilla. Se on sekoitus monia kaasuja, mutta sen koostumus muuttuu. Jos muutokset jatkuvat, maapallon ilmakehän ongelmilla voi olla kielteisiä seurauksia koko elämälle, mutta erityisesti omalle monimutkaiselle ja energiaintensiiviselle sivilisaatiollemme.
Kasvihuonekaasut
Ilmakehä koostuu pääasiassa typestä ja hapesta, mutta sisältää noin 0,04 prosenttia hiilidioksidia. Tämä pieni määrä hiilidioksidia päästää auringonvalon läpi ilmakehän, mutta vangitsee auringonvalon tuottaman lämmön osuessaan maan pintaan. Tuotamme hiilidioksidia, kun poltamme fossiilisia polttoaineita, kuten öljyä ja kaasua, ja lisätty hiilidioksidi lisää loukkuun jääneen lämmön määrää. Hiilidioksidi toimii kuten lasi kasvihuoneessa ja lämmittää maata. Hiilidioksidia ja joitain muita samalla tavalla toimivia kaasuja, kuten metaania, kutsutaan kasvihuonekaasuiksi ja ne auttavat aiheuttamaan ilmaston lämpeneminen.
Muut kaasut
Toinen ongelma, jonka ilmakehässä on, on muiden haitallisten kaasujen aiheuttama saastuminen. Hiilidioksidin lisäksi tehtaat ja voimalaitokset tuottavat rikki- ja typpioksidia. Nämä epäpuhtaudet pääsevät ilmakehään savupinojen, pakopuhaltimien ja haihdutuksen kautta, ja ilmakehä levittää niitä ympäri maailmaa. Kun paikallinen saastuminen on vakavaa, se voi aiheuttaa hengityselinten sairauksia ja pahentaa astman kaltaisia olosuhteita ja aiheuttaa happosateita. Yhdysvalloissa ympäristönsuojeluvirasto on pakottanut teollisuuden vähentämään haitallisten kaasujen päästöjä, mutta jotkut muut maat saastuttavat edelleen laajasti.
Otsonikerros
Yksi ilmakehän ylemmistä kerroksista, stratosfääri, joka sijaitsee 10 mailin ja 30 mailin välillä, sisältää otsonia, joka absorboi suurimman osan haitallisista ultraviolettisäteistä auringosta. Jos kaikki nämä säteet tunkeutuvat ilmakehään ja saavuttavat maan pinnan, ne vahingoittavat kasveja, aiheuttavat mutaatioita ja antavat ihmisille ihosyöpää. Jotkut kemialliset tuotteet, erityisesti kylmäaineet, kuten kloorifluorihiilivedyt, voivat nousta stratosfääriin ja vähentää otsonin määrää vuorovaikutuksessa kemiallisesti sen kanssa. Kun otsonia on vähemmän, enemmän ultraviolettisäteitä tunkeutuu ilmakehään ja saavuttaa maan. Tämä ongelma ei ole niin vakava nyt, kun kloorifluorihiilivetyjen käyttöä jäähdytykseen ja ilmastointiin rajoitetaan.
Hiukkaset
Ilman saastuminen pölyllä ja hiukkasilla on vakava ongelma sekä paikallisesti että kansainvälisesti. Teolliset prosessit ja räjähdykset voivat vapauttaa haitallisia hiukkasia ilmakehään, pölyn kerääntyminen laajoille alueille ja levittäminen sitten ympäri maailmaa, kun se saavuttaa yläosan ilmapiiri. Tämä on erityisen huolestuttavaa, kun tuuli levittää torjunta-aineita, radioaktiivisuutta tai muuta vaarallista ainetta. Torjunta-aineiden aiheuttama kontaminaatio on havaittu arktisella alueella ja ydinonnettomuuksien, kuten Tšernobylin ja Fukushiman, radioaktiivisuus, joka on levinnyt suurille alueille.