【地球の大気構造はどうなっている？】対流圏・成層圏・中間圏・熱圏を図解でわかりやすく解説！

ちーがくん

はかせ！山に登ると標高が上がるほど気温が低下しますよね？
ということは上空に行けば行くほど気温は低下していくんでしょうか？

はかせ

確かにわしらが普段生活している「対流圏」と呼ばれるところでは上空ほど気温が低いな。しかし対流圏よりもさらに上空に行くと、実は上空ほど気温が高い領域が出てくるんじゃよ。
今回はそんな大気の層構造について解説するぞ！

大気が存在する領域である「大気圏」

この大気圏は一体どのような構造をしているがご存知ですか？

大気圏は上空まで一定ではなく、それぞれ性質の異なる大気が存在しているんです！

今回はそんな大気の構造の不思議について、モルモットたちと一緒に学んでいきましょう！

Contents

大気の層構造は4層に分かれる！
対流圏と成層圏の特徴
中間圏と熱圏の特徴
まとめ

大気の層構造は4層に分かれる！

はかせ

まずは大気の層構造について解説するぞ。
大気の構造は上空に向かって「対流圏」「成層圏」「中間圏」「熱圏」という構造をしているんじゃ！

ちーがくん

上空に向かって「対流圏」「成層圏」「中間圏」「熱圏」ですか？
初めて聞きました！

はかせ

それぞれに対応する高度と特徴的なものを図に示したぞ。まず押さえておいてほしいのが各層と高度との対応関係じゃ。
地上から高度およそ10kmまでが対流圏、10-50kmが成層圏、50-80kmが中間圏、80km以上が熱圏に対応するんじゃ。

ちーがくん

この高度を境に大気の性質が変わってるってことですよね！

はかせ

そういうことじゃ。さらに各層の上端の、層と層の境目のことを圏界面と呼ぶことも覚えておいてほしい。
対流圏と成層圏の境界を対流圏界面、成層圏と中間圏の境界を成層圏界面、中間圏と熱圏の境界を中間圏界面と呼ぶぞ！

ちーがくん

それぞれの境界では、下層側の名前が圏界面の名前になるんですね！

はかせ

そうじゃな。対流圏と成層圏の境界では、下層側である対流圏からとって対流圏界面と呼ばれるんじゃ！

対流圏と成層圏の特徴

はかせ

ここからは各層の温度変化も交えつつ、より詳しくみていくぞ。
まずは対流圏と成層圏じゃ。

はかせ

対流圏は高度およそ10kmまでで、ちょうど飛行機が飛ぶ高さより少し上空までが対流圏じゃ。

ちーがくん

飛行機に乗る時には全く意識していませんでしたが、飛行機はこの高さを飛んでいるんですね！

はかせ

そうじゃな。赤の太線で示したのは温度変化じゃ。
これを見てもらえばわかるように、上空ほど気温が低下しているんじゃ。

ちーがくん

最初に僕が言っていた「山に登ると標高が上がるほど気温が低下する」の通り、上空ほど気温が低下していますね！

はかせ

しかし、この特徴は成層圏に入ると変化するんじゃ。
成層圏といえば25kmにオゾン層がある。また気象庁が大気観測のために用いているラジオゾンデが破裂する高度がおよそ30kmじゃぞ。

ちーがくん

あれっ、ほんとだ！上空ほど気温が低下するどころか、むしろ気温が上昇してますよ!?
一体何が起きているんですか？

はかせ

「【図解で簡単に解説！】オゾン層とは？どのようにしてできた？」で解説したオゾン層の役割を思い出してほしい。
オゾン層は生物にとって有害な紫外線を吸収してくれているんじゃ。このオゾン層が太陽光に含まれる紫外線を吸収する際に熱エネルギーを生じるため、上空ほど気温が上昇しているんじゃよ。

ちーがくん

なるほど！そういうことなんですね！