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中学2年生 (13-14歳)

中2 大気圏の層 わかりやすく

Layers of Atmosphere

地球をとりまく空気の層である大気圏は、上へ行くほど気温が一様に下がるのではなく、下がったり上がったりをくり返します。 そこで高さによる気温の変わり方を基準にして、下から対流圏、成層圏、中間圏、熱圏の四つの層に分けます。 雲や雨などの天気は、水蒸気が多く空気が上下にまざる対流圏だけで起こり、成層圏には有害な紫外線を吸収するオゾン層があります。 高度を0 kmから120 kmまで動かすと、今どの層にいるかと、その高さの平均気温が、気温グラフの上の点といっしょに変わります。

地球をとりまく大気圏

🌍 地球をつつむ空気
①大気圏は地球をとりまく空気の層で、高さ約1000 kmまで続くが、空気の大部分は下の数十kmに集まっている。
②上へ行くほど空気はうすくなるので、高い山に登ると息が苦しくなる。
③高さによる気温の変わり方が層ごとにちがうので、これを基準に対流圏、成層圏、中間圏、熱圏に分ける。
8 km

高さによる気温の変化

🌡️ 層ごとにちがう気温の変化
①対流圏（地表 ~ 約11 km）：地面であたためられた空気が上がるほど冷え、100 mごとに約0.65 °C気温が下がる。
②成層圏（約11 ~ 50 km）：オゾン層が紫外線を吸収するので、上へ行くほど気温が上がる。
③中間圏（約50 ~ 80 km）：ふたたび上へ行くほど気温が下がり、その上部が大気圏でいちばん寒い（約−90 °C）。
④熱圏（約80 kmより上）：太陽のエネルギーを直接受け、上へ行くほど気温が大きく上がる。
⑤対流圏でも、晴れた夜に地面が速く冷えると、下のほうが冷たい気温の逆転が一時的に起こる。

まとめ

対流圏
地表 ~ 約11 km：天気の現象が起こる層
上へ行くほど気温が下がるので対流がさかんで、水蒸気があるため雲、雨、雪ができる。
成層圏
約11 ~ 50 km：オゾン層がある層
上へ行くほど気温が上がるので対流が起こらず安定している。長距離の飛行機は成層圏の下のほうを飛ぶ。
中間圏と熱圏
約50 ~ 80 km ／ 約80 kmより上
中間圏は対流はあるが水蒸気がほとんどなく天気はなく、流星が燃える。熱圏は空気がとてもうすく、オーロラが現れる。
🎯 試験ポイント
①対流圏：天気の現象、対流、高いほど気温が下がる。
②成層圏：オゾン層、安定、高いほど気温が上がる。
③中間圏：流星が燃える所、大気圏でいちばん低い気温。
④熱圏：オーロラ、空気がとてもうすく、高いほど気温が大きく上がる。
⑤対流が起こるのは対流圏と中間圏だが、水蒸気があって天気が生じるのは対流圏だけ。

例題と単元テスト

例題 1
大気圏を高度の低いほうから順に並べ、対流圏と成層圏で高さによって気温がどう変わるかを説明せよ。
1
低いほうから対流圏（地表 ~ 約11 km） → 成層圏（約11 ~ 50 km） → 中間圏（約50 ~ 80 km） → 熱圏（約80 kmより上）の順である。
2
対流圏は高いほど気温が下がり、成層圏はオゾン層が紫外線を吸収するので高いほど気温が上がる。
▸ 対流圏 → 成層圏 → 中間圏 → 熱圏 ／ 対流圏は高いほど気温が下がり、成層圏は上がる
気温が下がる層と上がる層が交互に現れる。グラフの折れ曲がる所が層の境目である。
例題 2
雲や雨などの天気の現象はどの層で起こるか。また、成層圏が安定しているのはなぜか。
1
対流圏は上ほど気温が低いので、あたためられた下の空気が上がる対流がさかんで、水蒸気も多いので雲や雨ができる。
2
成層圏は上ほど気温が高いので、下の冷たい空気が上がっていかず、空気がまざりにくく安定している。
▸ 天気は対流圏（対流がさかんで水蒸気がある） ／ 成層圏は上があたたかく対流が起こらないので安定
冷たい空気は重くて下へ、あたたかい空気は軽くて上へ行く。上がすでにあたたかければ、かき混ぜられる理由がない。
単元テスト
大気圏についての説明として正しいものは？
①対流圏では高くなるほど気温が上がる
②オゾン層は中間圏にある
③天気現象は対流圏で起こる
④熱圏は大気圏の中で気温が最も低い
⑤流星はほとんど成層圏で燃え尽きる
▸ ③ 天気現象は対流圏で起こる
1
対流圏は高いほど気温が下がり（①）、オゾン層は成層圏にある（②）。
2
熱圏は高いほど気温が大きく上がり（④）、流星は中間圏で燃えつきる（⑤）。天気は水蒸気と対流がある対流圏で起こるので、③が正しい。
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