地球の大気は層をなしている。
UnsplashのAlex Machadoが撮影した写真
対流圏
対流圏は、高度0kmから約11kmまでのことで、気象現象は主にここで起きている。
高度上昇にともない気温減少。気温減率(気温の減る割合)は、1kmで6.5℃。つまり1km上がると6.5℃下がることになり、これが約11kmまで続く。
対流圏では大気の運動が活発だから頻繁に気象現象が起こる。 大気の運動とは風や上昇気流、下降気流、前線などによる大気循環のこと。
対流圏界面
対流圏と成層圏の境目のことで、平均して約11kmになる。ここで気温が約ー50℃になる。
対流圏界面は温度によって高度が変化する。高度は極で8km、赤道で17kmとなる。また、季節、特に夏と冬から影響を受ける。気温が高くなる夏では対流圏界面の高度が上がり、冬では高度が下がる。
これは気体の熱が上がると体積が膨張するため。逆に、熱が下がると体積が収縮する。
成層圏
高度約11kmから約50kmまでのことを成層圏という。
高度上昇にともない気温増加。気温が上昇する
成層圏下層では対流圏界面から約20kmまで気温の変化がほとんどない。しかし、そこから成層圏界面（約50km）まで上昇していく。
気温が上昇する簡単な理由としてはオゾンがあるから。
成層圏界面
高度は約50kmで気温は約ー3℃ほど。
オゾン層
地球の第三の壁、オゾン層。第三の壁は勝手に付けたもの、もちろん第二、第一もある。第一はこのページに関係ないけど…。
成層圏の気温上昇の原因であるオゾンは約25kmに多いが成層圏界面の約50kmで気温が最大となる。
オゾンの発生、酸素分子(O2)に紫外線が吸収と酸素原子(O)2つに分かれる(光解離)。そして酸素原子１つと酸素分子１つそこに触媒Xを加えてオゾン(O3)と触媒Xになる。
オゾンの分解、触媒によって分解されるか、オゾンと酸素原子で光解離され酸素分子2つになる。
中間圏
成層圏界面の約50kmから中間圏界面の約80kmまでのことを言う。
高度上昇にともない減少。
成層圏と中間圏で中層大気と言い、そこでは1つの大気循環をしている。
高度0kmから中間圏界面の約80kmまで空気の化学組織は一様（すべて同じ様子） 窒素78％・酸素21%・アルゴン0.93%・二酸化炭素0.04%
気象現象は主に対流圏で起こる。つまり、対流圏以外でも気象現象が起こる。その一つとして、夜光雲を紹介する。それは、高緯度で太陽が昇る前、または落ちた後に発生する。低緯度地域で暮らす低緯度民からしたら珍しい雲で、地球上では一番高い雲だとされている。時期は夏
中間圏界面
高度は約80km。
気温は約ー90℃。
熱圏
中間圏界面の約80kmから熱圏界面の約500kmの間のことを熱圏と呼ぶ。
高度とともに気温上昇。日射が多いときには約1700℃(2000K)ほどまで行くこともある。しかし、気温が高くても熱圏のように高高度の場所だと空気が薄いため暑さを感じることはない。それよりも太陽の日射で焼ける。
ここまで気温が上昇する理由は下で述べる電離層にある。
流星 0.1mm以下の塵が熱圏下層から光だし中間圏で消えていく
電離層
ここが第二の壁である電離層。ここではあの有名な放電現象「オーロラ」が起こる場所でもある。しかし、それはあとにして、電離層について
熱圏の約100kmから熱圏を出て約800kmのこと。
原子や分子に太陽光が当たるとそれを吸収しそれとともに電子を追い出しイオンになる。これは光電離。これが気温が高くなる理由である。そして追い出された電子はべつのイオンに捕まる。
この光電離は太陽光がないと起こらないので昼と夜で電離層の電子の「濃さ」が違う。
電離層で電波を反射させることで遠距離通信を可能にしている。しかし、約100kmの電離層で突然起こる現象があり、宇宙に飛ばせる電波を反射し人工衛星やGPSなどの宇宙との通信を阻害する。
オーロラ
人生で一度は見てみたい自然現象オーロラ。
第三、第二ときて載せないわけにはいけなくなったため、第一も載せることにする。
その第一の壁とは磁気圏のことである。分野の違いによって地磁気とも呼ばれる。
大気は非常に複雑であるがゆえに予測モデルに小数点ほどの誤差でも予測が外してしっまたのは有名な話で、バタフライ効果で知られる。もちろん大気は地球だけに存在するものではない太陽系の惑星すべてに言える。そこではその地特有の気象現象が存在する。例えば水星、大気があるようには見えないが0というわけではない。しかし非常に薄いため水星の地表付近ですぐに外気圏となる。また、木星は中間圏がない。
最後に一つ、大気で起きていることは大気だけの問題ではない海や大陸または生物にまで影響を与えることになる。
海の地形について、
コメント