地球の大気圏

 理科年表の標準大気の表の値を入力 - グラフ描画。

 Y軸:高度[km]。地球の大気圏は高度100kmくらいまで。
 X軸:温度[℃]。
  K(ケルビン)は絶対温度の単位。T[K]=t[℃]+273.15

 上空高くなるほど気温が下がっていくが、ずっと下がり続けるわけではない。

 (描画していないが、)気圧は下がり続ける。
 地上(高度0km):1013hPa(=1気圧)

 理科年表(official.rikanenpyo.jp/)は『理科年表2026』で創刊100周年。

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対流圏

 Troposphere

 標準大気の表によると
 地上(0km) --- 気温15℃
 高度10km --- 気温-50℃
 10kmで-65℃。この間直線。
 1kmで6.5℃下がる。
 100mで0.65℃下がる。
 温度勾配 -0.0065[℃/m]

 0.65[℃/100m]は対流圏の平均の気温減率。
 乾燥した空気の気温減率(乾燥断熱減率)は約1[℃/100m]。
 湿った空気(水蒸気が飽和状態)の気温減率(湿潤断熱減率)は0.5[℃/100m]とか0.6[℃/100m]。
  湿った空気は水蒸気が冷えて水(雲)になるとき熱(潜熱)を放出するので、減率が小さい。

 局地的な猛暑の時にたびたび耳にするフェーン現象。
  Föhn。当て字で「風炎」

 ▼ 気象庁 - 知識・解説 - 日本の気候 - 北陸 - フェーン現象(www.data.jma.go.jp/cpd/j_climate/hokuriku/column01.html)の図

気象庁

 風上側で湿った空気が雨を降らせて、山を越えた風下側では乾燥した風が吹いて気温上昇。
 風上、0.6[℃/100m]。0mから2000mで12℃低下。
 風下、1[℃/100m]。2000mから0mで20℃上昇。

 対流
 ・ 上から冷たい(重くなった)大気が下降
   高気圧 --- 下降気流
 ・ 下から暖かい(軽くなった)大気が上昇
   低気圧 --- 上昇気流

 日頃見掛ける天気図は地上天気図。
 高層天気図もある。
  等圧線ではなく等高度線
  寒気予想など

 850hPa --- 高度約1500m

 700hPa --- 高度約3000m

 富士山頂(標高3776m)の気圧:630-650hPaぐらい

 500hPa --- 高度約5500m

 巻雲(絹雲、筋雲)

 300hPa --- 高度約9000m
  エベレスト山頂(標高8848m)の気圧

[対流]圏界面
 高度約11km。緯度、季節によって変わる。
  (地上の温度が高い)低緯度や夏のほうが高くなる

 ジェット気流 Jet Streamが吹いている。
  偏西風の特に流れが速いところ

 長距離の飛行機が利用。

成層圏

 Stratosphere

 高度11km-20kmは、
 ・ 気温 ほぼ一定。-56.5℃
 ・ 気圧 約200hPa-約50hPa

 地球の大気[重量]の約9割は、地上から高度15kmくらいまでの範囲。

 オゾン O3が生成される ⇒ オゾン層形成
  太陽からの紫外線(人体に有害)を吸収。
  気温が高くなる。

 高度50kmで気温0℃近くまで上昇。

 上空のほうが暖かいので大気の対流なし。安定。

 近年、成層圏プラットフォームが話題。
  HAPS High Altitude Platform Station
  高度約20kmの利用
 気球で「宇宙遊覧」なんてことも。
  岩谷技研(北海道江別市)(iwaya.biz/)

 成層圏界面
  高度約50km。

中間圏

 Mesosphere

 成層圏から一転、気温は下がっていく。

 大気は希薄(気圧1hPa未満)。(上下の)対流は起こらない。

 中間圏までは大気の組成が変わらない。窒素約8割、酸素約2割。

 中間圏界面
  高度約85km。
  -90℃近くまで気温低下。

熱圏、

 Thermosphere

 中間圏から一転、温度が上がっていく。

 大気の組成が変わってくる。
 熱圏下部は窒素。

 高度100km カーマン・ライン
  熱圏の範囲だが、これより上は宇宙空間、宇宙に到達したとみなされる。

 熱圏の高度100km超は酸素原子が多い。

 大気の一部がイオン化 ⇒ 電離層形成

 極地方などでオーロラが見られる。
  高層大気と太陽風が衝突して発光。

 宇宙ステーション ISSの高度:約400km。

 温度約1000℃。
  大気は極めて希薄なので(密度が極めて低いので)、船外活動できる。

 気圧0ではないが(ヘリウムや水素が存在)、ほぼ真空。

 高度500km超を外気圏と呼ぶこともある。

宇宙
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