気象予報士試験 勉強記録（一般）第2回

こんにちは、会社員兼Webデザイナーのあさひです。

今回は、前回の投稿の続きです。

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大気の鉛直構造

が、前回からの題材です。
その中で、私が学習している途中で面白いと思った点を2点挙げました。

1. 高度が上がるにつれ、気温が上がる層がある。
2. 気温が最も高い高度と、オゾンが最も存在する高度が異なる。

前回はこの1点目をご説明しました。
その内容とも関係するのですが、今回は2点目についての説明です。

2. 気温が最も高い高度と、
    オゾンが最も存在する高度が異なる。

まず、大気は高度が上がるにつれ、対流圏、成層圏、中間圏、熱圏という風に層が分かれています。
これを「大気の鉛直構造」といいます。

その中で、成層圏（高度約11~50km）は高度が大きくなるにつれ、気温が高くなる層でした。
これは、成層圏にはオゾンが多く存在し、その生成・分解による加熱で気温が高くなるためです。

ここで問題なのが、
気温が最も高くなる成層圏の最高高度（高度約50km）と
オゾンが最も多く存在する高度（高度約25km）が異なる
ということです。

オゾンの生成・分解による加熱が原因で成層圏の気温が上がるなら、オゾンが多い場所ほど気温が高いはずですよね。
ただし、そうはなりません。
前述した通り成層圏では、高度が大きくなるにつれ気温が高くなります。

これには2つの理由があります。
①成層圏上部には紫外線が多いが、下部になるにつれ少なくなるため。
②大気の熱容量が高度とともに減少するため。
それぞれ説明していきます。

①成層圏上部には紫外線が多いが、下部になるにつれ少なくなるため。

これは「オゾンがどれだけ生成・分解されるか」ということを言っています。

オゾンが生成・分解される際、紫外線を吸収します。
紫外線が多いほど生成・分解が盛んです。
そのため、紫外線が多いか少ないかの話をしています。

成層圏上部（高度約50km付近）では、オゾンは少ないが紫外線は多い。
成層圏下部（高度約25km付近）では、オゾンは多いが紫外線は上部よりも減っている。

結果、総合的に見て紫外線が多い成層圏上部の方が紫外線吸収量が多い、すなわち、放出される熱が多いということになります。

②大気の熱容量が高度とともに減少するため。

「熱容量」とは、物体の暖まりやすさです。
　熱容量が大きい：暖まりにくく、冷めにくい（例：木材）
　熱容量が小さい：暖まりやすく、冷めやすい（例：鋼材）
ということです。

一般に、密度が小さい空気ほど熱容量は小さいです。
また、高度が大きいほど空気の密度は小さいです。
「空気が薄い」ということですね。

つまり、高度が大きいほど空気の熱容量は小さい。
成層圏下部より上部の方が暖まりやすいため、オゾンの生成・分解による加熱の影響を大きくうけるといえます。

以上の2つの理由により、成層圏の中で
気温が最も高くなる高度（高度約50km）と
オゾンが最も多く存在する高度（高度約25km）
が異なるという矛盾が発生するのです。

気象予報士試験の勉強は始めたばかりですが、早くも自然現象の不思議さを目の当たりにしました…笑

次回もご覧いただけますと幸いです。
以上、よろしくお願いいたします。