１　大気の構造

１．大気の組成

地球大気の組成は高度80kmまでは変わりません。

ただ、特に対流圏では水蒸気が多く、しかも場所や時間によって大きく変化します。

 

	水蒸気	重視する面
乾燥空気（図の左）	含まない	理論的
湿潤空気（図の右）	含　む	実際的

大気の鉛直構造とそれぞれの大気層の特徴については下記の記事をご覧ください。

関連記事　⇒　「大気の鉛直構造（大気の構造１）」

2-2 対流圏の構造

参考までに対流圏内はさらに下記の図のように分類できます。

 

　関連記事　⇒　大気の鉛直構造　大まとめ

３．紫外線を吸収する仕組み

大気は生物に有害な紫外線を吸収してくれます。成層圏と熱圏で高度と共に気温が上昇する理由も紫外線の吸収と関連があります。

関連記事　⇒　オゾンの生成・消滅と光電離・光解離（大気の構造２）

紫外線吸収の主な方法は以下の通りです。

3-1. 光電離（熱圏）

光電離とは紫外線によって電子が分離されることをいいます。

空気分子・原子＋紫外線（波長0.1μｍ以下）

　⇒　イオン＋電子

電離層とは電離した電子の密度の大きい気層のことです。

3-2. 光解離（熱圏・中間圏・成層圏）

光解離とは、酸素分子が紫外線を吸収して2個の酸素原子に分裂することをいいます。

酸素分子(O₂) ＋紫外線（波長 0.1~0.24μm）

⇒　酸素原子(O) 2個

熱圏では光電離と光解離による紫外線吸収によって気温が上昇します。

3-3. オゾンの生成と消滅（成層圏）

◆　オゾンの生成

酸素原子 1個と酸素分子１個が触媒（酸素分子、窒素など）により結合してオゾンができます。

酸素原子(O)＋酸素分子(O₂)（＋触媒）

　⇒　オゾン(O₃) 

◆　オゾンの消滅

オゾンに紫外線が当たり酸素原子1個と酸素分子1個に分裂します。これも光解離です。

オゾン(O3) ＋紫外線（波長 0.24~0.32μm）

⇒　酸素原子(O)＋酸素分子(O₂)

成層圏内の高度25km 付近は特にオゾンの量が多く、この層をオゾン層といいます。

成層圏では2種類の光解離による紫外線の吸収によって気温が上昇します。