大気の総質量の値は、地上気圧のデータから、静水圧のつりあいの式を使って 求めることができる。 また、大気中の水蒸気の総質量の値は、 ラジオゾンデ(温度・湿度などのセンサーをつけた気球)や人工衛星からの観測を 合わせて編集された 3次元の比湿(空気の質量に対する水蒸気の質量の比)のデータから 集計して求めることができる。 実際に、全球や半球の大気の質量を計算した例として Trenberth and Guillemot (1994)がある。 わたしもそれにならって、別の気象データから計算してみた。 たくさんの年を平均した季節変化についてはもっともな結果が得られている。 経年変化については、現実の質量の変化というよりは観測網の変化ではないかと 思われる特徴が見られることもある。
大気全体の質量は、 夏の半球で低気圧、冬の半球で高気圧が発達する傾向があることに対応して、 各半球の冬に質量が多いが、南半球のほうがその変化の振幅が大きい。
水蒸気の質量は、 空気の温度が高いほど多くの水蒸気を含みうることに対応して、 各半球の夏に質量が多いが、北半球のほうがその変化の振幅が大きい。
全球で見ると、大気全体の質量と水蒸気の質量の季節変化はほぼ同じであり、 大気を構成する水蒸気以外のものの合計(便宜上「乾燥大気」と呼ぶことがある)の 質量は、季節によってわずかしか変化しない。
地表面(地面・海面)では、大気と陸や海との間でいろいろな物質のやりとりは あるが、 数年程度までの時間スケールの大気の質量収支という観点から見たとき、 水蒸気以外の物質の出入りは無視できる。 (その物質の質量収支の立場では無視できない。)
面積あたりの値、年平均からの偏差。単位: kg / m2。 1979-1993年のNCEP再解析第2版(Reanalysis 2)データにより、 増田作図 (2003年、未出版)。