Кислород необходим для дыхания. При окислении — взаимодействии органических веществ с кислородом, в клетках живых организмов выделяется энергия, обеспечивающая жизнедеятельность растений, животных и человека. Поэтому обогащение почвы кислородом, которое достигается при улучшении аэрации почвы, способствует деятельности почвенных бактерий, росту корневой системы и улучшению почвенного питания растений.
Углекислый газ — источник воздушного питания и важнейший фактор формирования урожая плодовых культур. Растения с помощью световой энергии в процессе фотосинтеза создают из углекислого газа и воды органические вещества. При дыхании животных и растений, горении и гниении органических веществ СО2 выделяется в атмосферу. Низкая концентрация углекислого газа может ограничивать фотосинтез, влияя на скорость реакций этого процесса. Увеличение содержания СО2 в воздухе до 0,1% стимулирует фотосинтез и способствует повышению урожая (концентрация свыше 1% оказывает вредное действие). Углекислый газ имеет также важное значение для теплового баланса земли, уменьшая её охлаждение.
В почве в процессе гниения органических веществ постоянно происходит выделение углекислого газа и поглощение кислорода в процессе жизнедеятельности бактерий, поэтому состав почвенного воздуха значительно отличается от состава воздуха атмосферы. Содержание СО2 может достигать в нем 1,0-1,2% (в заболоченных почвах до 6%), а содержание кислорода опускаться ниже 20%. Обмен почвенного воздуха с приземным приводит к обогащению последнего углекислым газом. У поверхности почвы, благодаря дыханию почвенных бактерий, содержание СО2 в воздухе увеличивается в два–три раза. Органические удобрения способствуют увеличению его количества. В течение дня содержание СО2 в воздухе снижается почти на 12%, поэтому ветер, приносящий обогащённый этим газом воздух, может стимулировать фотосинтез.
Водяной пар — важное звено круговорота воды в природе. Он обусловливает образование облаков, выпадение осадков и т. п. От влажности воздуха существенно зависит жизнедеятельность и продуктивность плодовых культур, распространение и активность ряда вредителей и болезней. Содержание водяного пара в воздухе у земной поверхности колеблется от тысячных долей процента до 4% объёма. В среднем количество водяного пара составляет в полярных широтах около 0,02%, а в тропических — 2,5% объёма, т. е. изменяется более чем в 100 раз.
В атмосфере содержатся также различные газовые и пылевые примеси, которые попадают туда в результате извержения вулканов, лесных пожаров, деятельности промышленности, авиации, автотранспорта. Выдуваемые частички почвы могут переноситься ветром на большие расстояния. Если перенос и отложение частиц продолжается достаточно долго, это приводит к образованию новых почв. Так, почвы типа лесса и лёссовых суглинков возникли из перенесённой пыли, которая откладывалась в течение ледникового периода.
Ветром называется движение воздуха относительно земной поверхности, в котором преобладает горизонтальная составляющая. Этот воздушный поток стремится выровнять горизонтальные различия в давлении воздуха, которые возникают вследствие разницы температуры в атмосфере. Движение воздуха происходит не по прямой линии от высокого давления к низкому, а по более сложной траектории под влиянием отклоняющей силы вращения Земли, центробежной силы и силы трения. Отклонение направления ветра может составлять в нижнем слое атмосферы над сушей 45-55° и над морем 70-80°. С увеличением высоты угол отклонения ветра приближается к 90°. Для характеристики ветра используют такие величины, как направление, скорость и порывистость. За направление ветра принимается то направление, откуда ветер дует, например, с севера, с северо–востока или с северо–северо–востока, т. е. выделяют восемь главных направлений, или румбов, и восемь промежуточных. Графическое изображением распределения направлений ветра за месяц, сезон или год называется розой ветров. Для построения розы ветров из одной точки проводится восемь прямых с углом в 45° между соседними прямыми, каждая из которых соответствует определённому румбу. На прямых в одинаковом масштабе откладывается число случаев ветра этого румба за данный период, концы полученных отрезков соединяются.
Годовой ход скорости ветра определяется закономерностями общей циркуляции атмосферы. В Восточной Европе летом наблюдаются наименьшие скорости ветра, а в январе и феврале — наибольшие. Суточный ход скорости ветра хорошо выражен над сушей, где в конце ночи скорость ветра бывает наименьшей, а после полудня достигает максимума. Особенно чётко выражен суточный ход скорости ветра летом в ясные дни, что объясняется усилением конвекции и турбулентного перемешивания вследствие сильного, но неодинакового нагревания разных участков подстилающей поверхности. Вторжения воздушных масс иногда нарушают нормальный суточный ход скорости ветра.
Скорость ветра измеряется анемометрами и выражается в метрах в секунду, километрах в час или в узлах (1 узел = 1,852 км/ч). Для определения силы ветра используют двенадцатибалльную шкалу Бифорта (в ней штиль характеризуется баллом 0, ураган — баллом 12). На скорость ветра большое влияние оказывает подстилающая поверхность. Над неровной поверхностью суши она уменьшается под действием силы трения. В котловинах и долинах скорость ветра ниже, чем над холмами; всадах, защищённых лесополосами, меньше, чем на открытой местности. Лёгкий ветер обеспечивает обмен воздуха в саду, способствуя фотосинтезу и перенося пыльцу ветроопыляемых культур, он ослабляет негативное воздействие весенних заморозков и степень заражения грибными болезнями. Сильные ветры наносят вред садовым насаждениям.
Для сельского хозяйства имеют значение также местные ветры — бризы, горно–долинные, фен и некоторые другие. Бриз — это ветер, возникающий на берегах морей, крупных озёр и водохранилищ и проникающий в умеренных широтах на 30-40 км вглубь. Днём, вследствие более сильного нагрева суши по сравнению с водоёмом, над ней понижается давление и в слое атмосферы до высоты около 100 м возникает перенос воздуха с водоёма на сушу. Дневной бриз, смягчая жару на берегу и повышая влажность, благотворно действует на растения. При ночном бризе происходит перенос воздуха с суши на водоём.
Горно–долинный ветер появляется в результате сильного нагрева склонов гор при ясной погоде. Тёплый воздух, прилегающий к склонам, днём поднимается вверх, образуя слабый долинный ветер, а ночью по остывшим склонам холодный воздух стекает вниз, вытесняя более тёплый. Возникает горный ветер, который весной может вызвать понижение температуры воздуха, опасное для цветущих садов.
Фен — тёплый сухой ветер, дующий с гор в долину и нередко действующий на растения так же, как суховей. Фен образуется при перетекании воздуха через горные хребты. Поднимаясь по наветренным сторонам гор, воздух охлаждается, пар в нем конденсируется, образуюя облака, из которых выпадают осадки. Перевалив через хребет и опускаясь по склону, воздух нагревается. Но так как большая часть влаги уже выпала в виде осадков на наветренных склонах, то повышение температуры бывает довольно значительным и способно привести к заметному уменьшению относительной влажности.
В атмосфере существует сложная система воздушных течений, переносящих огромные массы воздуха из одних районов земного шара в другие. Эта система называется общей циркуляцией атмосферы. Воздушные массы классифицируются по географическим зонам, в которых они сформировались. В каждом типе воздушных масс выделяют морской или континентальный подтип в зависимости от того, над океаном или над сушей сформировалась данная масса. Арктические воздушные массы могут проникать до Чёрного моря, вызывая весной и осенью резкие похолодания, губительные для растений. Зимние оттепели связаны с вторжениями тропического воздуха и морского воздуха умеренных широт.
