再び基本から気象の勉強開始 4/5
過去問始める前に再度基本から始めようと思います。
東京学芸大学気象学研究室のHPをみつけました。
計算の苦手な私にとってはとても難しそうですが、だからこそよさそうな内容も載っています。
これを見ながら勉強を始めます。
気象学概説の中の講義
doc01.pdf (u-gakugei.ac.jp)
地球大気の概観
大気の組成
地球大気の組成は、水蒸気を除くと、地表付近から高度８０ｋｍくらいまではほぼ一定である。体積比で示すと、窒素が78％、酸素が21％、アルゴンが1％、二酸化炭素が0.04％である。高度８０ｋｍより上層では重力による分離が生じ、分子量の小さい気体分子や原子の割合が増えていく。
気象学概説より抜粋
この大気組成問題は出たことがあります。
二酸化炭素が0.04％。
高度80ｋｍより上層は重力よる電離がはじまる電離層。
これは知っておかないといけません。
他の地球型惑星である金星や火星においては、大気の主 成分は二酸化炭素である。地球において、大気中の二酸化炭素が少ないのは、 おもに海洋によって吸収されたからである。一方、木星、土星、天王星、海王 星のような木星型惑星の大気は水素（H2）、ヘリウム（He）、 メタン（CH4）などからなる。
気象学概説より抜粋
ここに書いてある海洋に吸収された二酸化炭素。
海洋は、大気に存在する約50倍二酸化炭素を蓄積しており、人間活動により大気に放出された二酸化炭素の約４分の１を吸収しています。 このように、海洋は、地球温暖化の主な要因である二酸化炭素を吸収し、海洋の中に蓄えることで、温暖化の進行を抑制していると言われています。 しかし海洋の吸収能力が弱くなれば、二酸化炭素が大気中により多く残ることとなり、地球温暖化はさらに加速することになります。 そのため、海洋の二酸化炭素の監視が重要な課題となっています。
海洋の二酸化炭素の観測より抜粋
さすが人間に不可欠な海洋は、大気中の二酸化炭素の4分の１を吸収してくれてます。
これも試験に出たことがある。
大気の鉛直構造 地球大気の鉛直構造をみると層構造をしていることがわかる。地上から約 11 km までは対流圏と呼ばれる。雲の発生や降水など、通常よく知 られた気象現象が起こるのは対流圏である。対流圏では高度とともに気温は低 下する。その割合は、1 km につき約 6.5℃である。なお、対流圏の厚さは緯度 によって異なり、赤道域では 17 km 程度に達するが、高緯度域では 9 km 程度で ある。
対流圏の上は成層圏である。成層圏は、対流圏とは違って、 上にいくほど気温が高い。対流圏と成層圏の境目を対流圏界面 という。成層圏で上に行くほど温度が上がるのは、オゾン(ozone) （O3）が紫外線を吸収することによって、大気が加熱されているからである。 高度約 50 km で気温は極大になる。オゾンは下部成層圏の高度 20～30 km 付近 を中心として多く存在している。この高度帯をオゾン層とよんで いる。
気象学概説より抜粋
この大気の問題も試験に出る問題で基本知識として必要。
２５ｋｍ付近にオゾン層がある。
オゾン層が気象学で特に問にされている理由は、強い紫外線は人間をはじめ地球上の生物にとって有害であるが、オゾンが太陽からの紫外線をほとんど吸収してくれるからである。
オゾンが多量に存在しているといっても、高度２０ｋｍでいろいろの気体分子100万個のうちの1個がオゾン分子である程度である。
しかしこの微量なオゾンが人類を太陽紫外線から保護しているのである。
オゾン量の最大が２５ｋｍ付近といっても、もちろん成層圏の上層にもオゾンはあり、紫外線を吸収している。成層圏の温度は５０ｋｍ付近で最大になります。
オゾンは酸素原子３個からなる気体です。
大気中のオゾンは成層圏（約10～50km上空）に約90％存在しており、このオゾンの多い層を一般的に オゾン層といいます。成層圏オゾンは、太陽からの有害な紫外線を吸収し、地上の生態系を保護しています。 また成層圏オゾンは、紫外線を吸収するため成層圏の大気を暖める効果があり、地球の気候の形成に大きく関わっています。
上空に存在するオゾンを地上に集めて0℃に換算すると約3ミリメートル程度の厚さにしかなりません。 このように少ない量のオゾンが有害な紫外線を防いでいます。
オゾン層とは
一時期オゾンホールの問題がありました。
1980年代から1990年代半ばにかけて急激に拡大していましたが、1990年代半ば以降では長期的な拡大傾向はみられなくなったそうです。
早い問題提起で解決していったのですね。
上空に行くほど大気自体が薄くなるので、オゾンによる温度上 昇は、より上層で顕著である。成層圏オゾンは地球上の生物にとって有害な紫 外線の多くを吸収している。しかし、オゾンそのものには毒性があるので、基 準を超える対流圏オゾンは有害である。近年では、フロン高（炭素、塩素、フッ素からなる有機化合物）によってオゾン層（成層圏オ ゾン）の破壊が生じている。 成層圏の上には中間圏であり、再び高度とともに気温が低下す る。中間圏の上は熱圏とよばれる。熱圏では、大気は非常に薄 く、高度とともに温度が高くなる。また、気体の原子、分子が、太陽からのＸ 線、紫外線や太陽風（太陽から流れてくる荷電粒子の流れ）に含 まれる電子によって電離し、イオンと電子に分かれている。このような層のこ とを特に電離層という。電離層は電波を反射する性質がある。オ ーロラは、高速の荷電粒子が酸素原子や窒素分子に衝突したときに発 光する現象であり、熱圏で生じている。
なお、固体地球の半径はおよそ 6400 km であり、地球の半径に比べて大気は 非常に薄いことがわかる。
気象学概説より抜粋
地球を卵に例えると、大気は卵の殻くらいの比率のようです。
私達の暮らしている対流圏は薄皮くらいでしょうか。