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定義 大気の層

地球の大気は重力場の影響で地球の輪郭を描く何層かのガスによって形成されています。

各層はそれらの密度に従って組織化されたガスの特定の組成を有する。 他のものが惑星から遠く離れたままでいる間に、より密度の高いガスは地球の表面に近づくように引き寄せられる。

ガスの持つ属性が異なるため、大気の各層はそれぞれ独自の特性を持ち、地球との関係において特定の役割を果たします。

地球大気を形成する5つの層は、対流圏、成層圏、中間圏、熱圏および外圏です。

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対流圏

対流圏は大気の最も濃い層であり、したがって地球の表面に最も近い層です。 全大気質量は5×10 18 kgで、その75%は対流圏にあると推定されています。

対流圏の厚さは、地球の地域によって異なりますが、8 kmから14 kmです。 細い点(厚さが8 kmに達する場所)は、北と南の極です。

それが大気の最下層であるため、対流圏は地球上の生命を抱くことに責任があります、そしてそれはほとんどすべての気候現象が起こるところでもあります。 対流圏という用語は、気候変動の動的な性質と大気のこの層の挙動を反映するために、ギリシャの変種 (変化)から派生しています。

対流圏の終点と成層圏の始点を区切る対流圏の領域は、対流圏休止と呼ばれます。 対流圏境界は、各層の圧力と温度のパターンが異なることで簡単に識別できます。

対流圏の組成

体積の点で、対流圏は78.08%の窒素、20.95%の酸素、0.93%のアルゴンおよび0.04%の二酸化炭素で構成されています。 空気は蒸発現象によって対流圏に入る水蒸気の割合も変わります。

対流圏の気温

気圧のように、対流圏の温度も高度が上がるにつれて下がります。 これは、土壌が太陽エネルギーの大部分を吸収し、下層の対流圏を加熱するためです。 したがって、蒸発がより高温の地域でより大きいことを考慮すると、水蒸気は海面でより多く存在し、より高い高度でよりまれです。

対流圏には何がありますか?

対流圏で見つけられるもののいくつかの例は、次のとおりです。

  • 気候
  • 雨、雪、あられなどの降水量。
  • 窒素、酸素、アルゴン、二酸化炭素などのガス

成層圏

成層圏は、大気の2番目に大きい層であり、地球の表面に最も近い2番目の層です。 それは地球の大気の全質量の約15%を含むと推定されています。

成層圏の厚さは対流圏界面から35 kmです。つまり、対流圏と中間圏の間に位置しています。 成層圏という用語は、成層圏自体が他のより小さな層に細分されるという事実を示すために、ギリシャの成層(層)から派生しています。

成層圏の層は、空気を混ぜる気候現象がないために形成されます。 したがって、下にある冷たい空気と重い空気、そして上にある暖かい軽い空気の間には、明確な区分があります。 このように、温度の点では、成層圏は対流圏とは反対の方法で機能します。

非常に安定した地域であるため(空気の変化がないため)、飛行機のパイロットは乱気流を避けるために成層圏の先頭に留まる傾向があります。 飛行機と気球が最高の効率に達するのはこの高度です。

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一部の航空機、特にジェット機は、摩擦や空気の変化を避けるために成層圏に上昇します。

また、成層圏には、太陽から放射される紫外線の大部分を吸収する、 オゾン層が含まれています。 オゾン層がなければ、私たちが知っているように地球上での生活は不可能です。

対流圏と同様に、成層圏にもその終点を区切って中間圏の始まりを示す領域があります。

成層圏の組成

地球の表面や対流圏にあるほとんどの元素は、成層圏には届きません。 代わりに、彼らが共通するのは:

  • 対流圏で分解する
  • 日光によって排除される
  • 雨やその他の降雨によって地球の表面に持ち帰られる

対流圏と成層圏との間の温度ダイナミクスの逆転のために、2つの層の間にはほとんど空気の交換がなく、成層圏には水蒸気が微量にしか存在しません。 このため、この層での雲の形成は非常に困難です。

ガスに関しては、成層圏は主にオゾン層に存在するオゾンによって形成される。 大気中の全オゾンの90%がこの地域にあると考えられています。 さらに、成層圏には、窒素酸化物、硝酸、ハロゲンなどの火山噴火によって運ばれる元素が含まれています。

成層圏の気温

高度が上昇するにつれて、成層圏の温度は上昇し、最低点での-51℃(対流圏休止)から最高地点での-3℃(成層圏休止)の範囲です。

成層圏には何がありますか?

成層圏に見られるもののいくつかの例は次のとおりです。

  • オゾン層
  • 飛行機と気球
  • いくつかの鳥

中間圏

中間圏は、気体がまだ空気中で混合されていて、それらの質量によって組織化されていない最後の大気層です。 それは科学的に勉強するのが最も難しい層だと考えられているので、それについて確認された情報はほとんどありません。

中間圏の厚さもまた、成層圏から数えて35 kmであり、成層圏と熱圏の間に位置しています。 中間圏という用語はギリシャの中間圏(真ん中)から来ており、地球の大気の5つの層のうち3番目のものです。

気球や航空機は、中間圏に到達するまで高くなることはできません。 同時に、衛星はその層の特性を適切に測定できないという方法でしかその上を周回することができません。 今日の中間圏を研究する唯一の方法は、ミッションごとにほとんど情報を収集しない音波ロケットを使用することです。

中間圏では、天体の燃焼が地球大気に入り、流星雨などの現象を引き起こします。

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天体が地球の大気圏に入ると、流星群が発生します。 非常に高い温度のために、天体は燃えて、一般的にいくつかの小さな断片に溶けます。

中間圏の組成

中間圏における酸素、窒素および二酸化炭素の割合は、下の層の割合と本質的に同じです。 水蒸気は成層圏よりもさらに稀であり、成層圏はオゾンの一部を中間圏に移動させます。

中間圏には、大気に入ると気化する流星から来る物質もあります。 したがって、中間圏もまた比較的高い割合の鉄および他の金属からなる。

中間圏の温度

中間圏の温度は、高度が上がるにつれて低くなり、最低点の-3℃(成層圏)から最高地点の-143℃(中期圏)、つまり地球全体の大気の最も寒い地域です。

成層圏には何がありますか?

成層圏に見られるもののいくつかの例は次のとおりです。

  • 燃焼手段
  • 夜光雲(夜に輝く特別な種類の雲)

熱圏

熱圏は中間圏の上で外圏の下にあります。 その厚さは約513 km、つまりすべての下層を合わせたものよりはるかに大きいです。

熱圏は地球の大気の一部と考えられていますが、空気の密度は非常に低いので、ほとんどの層は誤って恒星空間として見られます。 この考えは、層が音波を通過させるのに十分な分子を持たないという事実によって補強されている。

熱圏では、紫外線が分子の光イオン化現象、すなわち光子と原子の接触によるイオンの生成を引き起こします。 この現象は、熱圏内に位置する電離層の生成に関与しています。 電離層は、地球の遠方の地域への電波の伝播に重要な役割を果たしています。

衛星と国際宇宙ステーション(ISS)を周回するのは熱圏です。 また、オーロラが発生するのは熱圏です。

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オーロラは太陽粒子と地球大気密度との衝突で起こります。

サーモスフェアという言葉はギリシャのサーモスという用語に由来し、この層では気温が非常に高いという事実を反映しています。

熱圏と外圏との境界はサーモポーズと呼ばれます。

熱圏の組成

ガスが混在する下の層とは異なり、熱圏では粒子が衝突することはほとんどなく、その結果、元素が均一に分割されます。 さらに、熱圏に存在する分子の多くは太陽光によって破壊されます。

熱圏の上部には、酸素原子、窒素原子、ヘリウム原子があります。

熱圏温度

熱圏の温度は500℃から2000℃の範囲であり得る。 これは、この層では非常に多くの太陽光が不合理だからです。

熱圏には何がありますか?

熱圏で見つけることができるもののいくつかの例は、次のとおりです。

  • 衛星
  • 昔は、スペースシャトル
  • ISS
  • オーロラ
  • 電離圏

外気圏

外圏は地球の大気の最も外側の層です。 それは狭くなり惑星間の空間と混ざるまで600 km伸びる。 これはその厚さが10000 kmになります。 外圏の最も遠い境界は、月の途中まで達しています。

外圏という用語はギリシャの外圏(外側)から来ており、これが宇宙の真空の前の最後の大気層であるという事実を示しています。

外圏の組成

外圏の粒子は極端に離れているため、密度が低すぎるためガスとして分類されません。 粒子が別の粒子と衝突するまで、粒子は何百マイルも移動する可能性があります。 それらは帯電していないので、それらはプラズマとも見なされない。

外圏の下の領域では、重力場によって地球に最小限に束縛されたままの、水素、ヘリウム、二酸化炭素、および原子状酸素を見つけることが可能です。

外圏の温度

(分子間の相互作用がないために)外圏はほとんど空であるという事実のために、層内の温度は一定かつ低温である。

外圏には何がありますか?

外圏で見つけることができるもののいくつかの例は次のとおりです。

  • ハッブル宇宙望遠鏡
  • 衛星

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