大気圏とは何か?わかりやすく解説します。

大気圏突入
大気圏外に出た
など、
気象天文の世界では頻繁に使われる専門用語ですが、ほとんどの人は「大気圏って要は空気の層でしょ」って思っているはずです。

まあ簡単に言えばその通りなんですが、大気圏は、大まかには下から順に「対流圏」「成層圏」「中間圏」「熱圏」「外気圏」と、5つの層に分かれているんです。

だいたい地上から約100km上空まで空気があって、それ以上高くなると真空地帯に近くなります。

いわゆる「宇宙空間」です。

人類は大気圏があるからこそ長い間生き続けることができているわけで、環境破壊が問題になっている今だからこそ自然の大切さを感じなければいけませんね。

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大気圏の特徴

大気圏の各層のそれぞれの特徴を解説しますね。

★外気圏★

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大気圏の一番外側にある高度約800km以上のことを外気圏と呼んでいてほとんど真空状態です。

800Kmと書いてありますが、資料によっては500Kmと書いてあることもあり、割と曖昧のようです。

それくらい境目がはっきりとしないのでしょうね。

★熱圏★

高度約80~800kmまでの範囲でその名の通りかなりの高温です。

高度400Kmでは1000℃、それ以上の高度になると2000℃まで達することもあるそうです。

2000℃という数値を見ると、これが大気圏に突入する時に高温になる原因なのかと感じるかもしれませんがそうではありません。

というのは、スペースシャトルや国際宇宙ステーションが飛行しているのはこの熱圏内です。

えっ?って思うかもしれませんが、そもそも「気温」というものは大気が薄ければエネルギーも小さくなるのでさほど熱く感じるものではないそうです。

スペースシャトルや国際宇宙ステーションが1000℃以上に達する「熱圏」で船外活動できるのもこうした理由があるからです。

★中間圏★

高度約50~80kmまでの範囲で、対流圏と同じように高度とともに気温は下がります。

中間圏上限では平均で-92.5℃とかなりの低温になっているそうです。

★成層圏★

対流圏の上部である地上から約12kmより上は約50Kmが成層圏です。

下部(12~20Km)は温度が一定で、それより上部に行くと逆に温度が上がります。

ちなみに下部の温度は-70度前後とされ、上限では-15℃から0℃になることもあるそうです。

最近では成層圏からのスカイダイビングをする人がいるそうですが、高度が何と3万9000メートルだそうで、時速は1100キロを超えたそうです。

ヘリウムバルーンで成層圏まで運んでもらい宇宙服を着てのダイビングだったそうですが、さすがに考えるだけでも恐ろしいですね。

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★対流圏★

いわゆる私たちが生きている圏内のことで、地上から約12kmが対流圏に相当し、大気の90%は対流圏に存在しています。

雲の発生や雨や雪などの天気現象は全て対流圏で起きています。

上空に行けばいくほど気温が下がり、1Kmごとに6.5度下がります。

たとえば夏場で地上が30度でも10Km上空で-35度と非常に寒いです。

真夏に良く見られる「積乱雲」なんかは高度が10km以上にも達することがあり、その中では氷の粒が擦れあって雷が発生するのです。

地上で30度もあるのになぜ、氷の粒ができるのか不思議に思うかもしれませんが、雲の中では-30度以下にもなっているからなんですね。

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大気圏突入は一番危険な作業

スペースシャトルが大気圏に突入すると下部が真っ赤になるイメージ映像がありますが、あれは熱圏の下層部から燃え始めます。

これはスペースシャトルの機体と空気との間で圧力が高まり「断熱圧縮」と呼ばれる現象で高温になるのです。

断熱圧縮とは「大気圏に突入すると高温になる理由は?」でも書いていますが、圧力が高まると空気が高温になる現象のことを言います。

これは宇宙飛行においては最も危険な作業の一つで、宇宙飛行士にとって大気圏突入が一番緊張するはずです。

大気圏突入には熱の危険性の他にもうひとつ気をつけなければいけないことがあります。

それは大気圏への進入角度です。
これを間違うと非常に危険なのです。

たとえば地球に垂直に突っ込んでくると急激な圧力の上昇を受けて期待が空中分解する恐れがあります。

逆に浅く侵入すると十分に減速できずに再度宇宙空間に飛び出してしまうからです。

ちなみに進入角度は速度と位置により変わってくるそうですが、数度くらいと聞いたことがあります。

正確な数値は判りません。
ごめんなさいm(_ _ )m

オーロラは熱圏の最下部で発生

あの美しいオーロラですが、私が思っていたのは高度50Kmくらいで発生しているものだと思っていました。

いろんなオーロラの画像を見てきましたが、どれも手が届くかのような雄大さだからです。

ところが調べてみたところ意外にも物凄い高いところで発生しているようなんです。

何と高度90Km~130Kmの高さだというのです。

コレって「熱圏」ではないですか~
まあ綺麗に見えるんだから何処でもいいんですが(^^ゞ

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