🌤️地学⑫：大気圏

🧭 単元の概要

この単元では、地球を取り巻く大気の構造と性質について学びます。地球の気象現象はすべてこの「大気圏」の中で起きており、地表付近の気象・成層圏のオゾン層・宇宙との境界など、様々な高度ごとに異なる特徴があります。

🌎1. 大気とは？

• 地球の表面を包む気体の層
• 主に窒素（N₂）・酸素（O₂）・微量気体（CO₂・Ar・水蒸気など）からなる

📌 水蒸気やエアロゾル（ちり・煙など）は地域・天候で変動！

📏2. 大気圏の構造と特徴

大気圏は気温の変化パターンに基づいて4つの層に分けられる。

🧊① 対流圏（0〜約11km）

• 地表から最も近い層。気象現象（雲・雨・風）はこの中で発生
• 高度が上がるほど気温が下がる（約6.5℃/km）
• 上端を「対流圏界面」という

📌 ジェット気流もこの上層に存在！

☀️② 成層圏（約11〜50km）

• 気温は上昇傾向（逆転）
• 理由：オゾン層が紫外線を吸収 → 熱を発生
• オゾン層は高度約25km付近に最大濃度
• 上端：成層圏界面

📌 成層圏は安定しており、対流がほぼ起きない → 飛行機はここを飛ぶことも多い

🧪③ 中間圏（約50〜80km）

• 高度が上がるにつれて再び気温が低下
• 上端で地球大気の最低気温（約−90℃）
• 上端：中間圏界面

📌 流星（流れ星）はこの層で発光し燃え尽きる

🛰️④ 熱圏（約80km以上）

• 太陽からのエネルギーで、気温は上昇（数百度以上）
• 実際の「暑さ」は感じない（気体分子がまばらなため）
• オーロラはこの層で発生（高緯度地方）

📌 国際宇宙ステーションはこの層の下部（約400km）を周回中！

🔄3. 大気の圧力と密度

• 大気は重力によって地表に引き寄せられている
• そのため、上空ほど密度・圧力が低下
• 標準気圧：1気圧 = 1013hPa（ヘクトパスカル）　★1atm = 1気圧 = 1013hPa = 760mmHg

📉 圧力と高度の関係は指数関数的に減少

🔸密度・気圧の減少の目安

• 高度5.5km付近：気圧は約半分
• 高度10km以上：酸素はかなり希薄

📌 登山・航空機の話題ともリンクしやすいテーマ！

☁️4. 大気圏の形成と進化（発展）

• 地球誕生直後：水素やヘリウムなどの原始大気 → 宇宙へ散逸
• 火山活動で二酸化炭素・水蒸気などを含む原始大気が形成
• やがて水蒸気が凝結 → 海ができ、CO₂は海中に溶けて減少
• 光合成生物が登場 → 酸素が蓄積 → オゾン層形成 → 成層圏の発生

📌 生命の進化と大気構造の進化は連動している！

✅受験チェックポイント

📌 大気圏の4つの層と気温変化のパターン（上昇か下降か）

📌 オゾン層の位置と役割（紫外線吸収）を理解

📌 対流圏で気象現象が起こる理由（不安定な層構造）

📌 高度と気圧・密度の関係（指数関数的減少）

📌 オーロラ・流星・飛行機の位置など、生活や現象と大気圏の対応関係