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ネットで「大気の厚さ」で検索すると10kmと載っている場所もあれば、
1000Kmと書かれている場所もあります。一般的に大気の暑さは何kmと
思えば良いんでしょうか?

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A 回答 (4件)

こんにちは。


「大気の厚さ」という言葉は科学の分野ではあまり使わないのですが、「大気圏とはどのくらいの高さまでか」と言い換えて見ましょう。この言い方でも実はいろいろな定義のしかたがあって良く議論になるのですが、つぎのような説明ではいかがでしょう。
ポイントとしては、「“宇宙より下”という意味ではだいたい100kmくらいかな・・」

さて、大まかに次のような説明が言えます。
(1) 概ね10km~20kmまで
 他の方の説明にもあるように、対流圏という考え方です。空気が、「当たり前の」空気として働く高さであり、「暖かい空気が上に行く」(対流)、素速く翼を動かせば浮力になる、生き物にとっても(体のつくりが適応した一部の生き物まで含めれば)何とか呼吸もでき、装置で圧縮すればなんとか物を燃やす(ジェットエンジンを回す)こともできる範囲です。季節・気象により影響があり、対流圏の上の「成層圏」(対流せず空気が安定した横層状になっているといわれていますが、実際には上下方向の動きがないわけではない)の一部も混同させての区分ではありますが、概ねこれ以上になると普通に言う空気としての動きが乏しくなり空気を圧縮してエンジンを回すことも困難になります。

(2) 概ね100kmまで
 宇宙条約で「宇宙」と決められた高さ以下のところです。通常、「大気圏」は、「宇宙」の反対語的に使われますので私は素人向けの説明などにはこの高さをよく使います。もちろん、「宇宙」の定義も使用分野によって少々異なりますが、基本的には「物体がいくら高速で動いても気体として発生する揚力・抵抗力が極端に小さい」という高さです。この高さで翼のある飛行機(スペースシャトルなど)を極端に高速で走らせても「摩擦熱」ばかりが生じて揚力はあまり生じませんし、翼の一種であるプロペラが効かないので空気を圧縮して物を燃やすこともできません。その一方、この高さに程度の低い衛星はわずかな抵抗が積み重なって地球を数回回ると落ちてきてしまいます。

(3) 概ね1000kmまで
 一応、空気(気体)の分子がわずかながら存在する高さです。もちろん、遠く離れた宇宙でも「完全な真空」はない(冷蔵庫くらいの空間に原子1個くらいはある)ので境界はあいまいですが、1000Kmくらいの高さではこれに比べれば極端に原子・分子数が多く、太陽からの放射線などによって原子・分子が分解されて、「電離層」という特定の電波を反射するはたらきが生じたり、オーロラという形で光を発したり、物理学的な「気体のはたらきの特殊な現象」が観測できます。

さて、いかがでしょうか。
お役に立てば幸いです。
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この回答へのお礼

大変詳しい説明ありがとうございます。分かりやすく勉強になりました。

お礼日時:2007/02/08 15:06

ちょっと違う立場の量を紹介します。



大気圧は標準で1気圧ですが1cm2に1kgfの力がかかっていると考えて良いものです。
大気の圧力は上空に行くとだんだんと小さくなります。薄くなりながらも上の方まで続いています。それでややこしくなります。
上の方にある大気を全部同じ圧力になるように柱に詰めたら何mになるかで大気の量を表すことも可能です。コレが1万m弱なんです。これは高等学校の知識で求めることの出来るものです。
0℃、1気圧で空気1Lの質量は1.3gです。高さ10m(=1000cm)で底辺が1cm^2の体積が1Lです。1万mで1.3kgになります。1気圧は1kgfだということから1万m弱が出てきます。
荒っぽいですが一つの目安です。
逆に言うと今の大気は1万mの高さの箱の中に同じ圧力で入っている気体の上の方を圧力を下げてもっと上に分布を広げた状態になっているということでしょう。
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1番に回答したものです。



間違えました。

大気圏ではなくて対流圏が10kmです。

失礼。
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10kmは大気圏の厚さです。



その上の成層圏、中間圏、熱圏まで含めると

1000kmといわれています。
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ρ=ρ_0・exp(-h/H)

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Aベストアンサー

「光学的厚さ」の意味が分かっておられないのでは、ないでしょうか。
「光学的厚さ(OD)」は、光の透過率の常用対数の絶対値で定義することが多く、例えば、1/10000の透過率の場合、OD=4になります。つまり光の透過率ですね。従って、光の波長を与える必要があります。
宇宙から地表までの光学的厚さは、各高度における大気の組成と、夫々の組成の吸収率〔透過率)の波長依存性とそこでの密度を与えれば、計算できます。このことは、高層の薄いオゾン層の存在量が、地表での紫外線量に影響することからも想像はつくでしょう。
密度分布は基本的には、問いにお書きになった形に、近いものになります。(ただし、最終的に日射量を求めるのなら、積分経路は鉛直方向ではなくなりますね)

# おたずねの、「厚さをg/cm^2の単位で求める」は、理解不能です。これは、圧力の単位ですから、計算するまでもなく、1気圧相当の、約1kg/cm^2では?

Q大気圏は地球から何kmですか?

スペースシャトル「ディスカバリー」は地球から
何kmのところ飛んでいますか?
大気圏外は何kmからですか?

Aベストアンサー

大気圏は高度500kmを超える範囲まで広がっているが、宇宙空間との境界は便宜的に高度80kmから120kmあたりとされている。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%A4%A7%E6%B0%97%E5%9C%8F

シャトルは、大型補助ロケット、外部燃料タンクを切り離し、約40分後、高度約230キロ・メートルの地球周回軌道に到達、NASAは打ち上げ成功を発表した。

参考URL:http://www.yomiuri.co.jp/science/news/20050726it15.htm

Q地球の自転、公転の速度

地球の自転、公転の速度を教えてください。
それと光の速さについても教えてください。
お願いします。

Aベストアンサー

 光速を算出するのは少し物理学的な手法が必要ですが、自転公転の速度は(概算でよければ)小学生でも計算できます。

【自転】
 地球一周を赤道上で計るとおよそ4万kmくらいなので、これを24時間で割り算して
 4万(km)÷24(時間)=1666(km/h)
 ちょっと実感がわかない数字なので秒速に直してみると、およそ500m/sくらい(?

【公転】
 これを求めるためには地球が描く軌道の距離が必要です。地球は楕円を描いて太陽を回っていますが、ほぼ円に近いとして。公転距離=2πr×天文単位。
 天文単位は地球では1で、1天文単位=149576960kmと求められているので、公転距離はおよそ939819740kmです。これを365日で割って・・・260万km/day。
 全く実感がわかない数字になったので時速と秒速に直しておきます。時速=10万km/h 秒速=30km/s

 参考URLが時速だけは計算してくれています。今PCの電卓を起動してカタカタやってたんですけど、思ったより無茶苦茶に早いですね。

【光速】
 Maxwell(1831~1879)という物理学者が、理論的に光の速度を導き出したことは有名な史実です。光は、携帯電話やラジオに使われる電磁波(電波)の仲間で、これら電磁波は波長が違っても速度は全て同じ、およそ秒速30万km/sです。電話してても僕らの声が相手に遅れずに届くのも電磁波の速さのお陰?
 上に地球一周の長さ(4万km)を出しましたが、これによると光は1秒で地球を7周半する計算になります。公転自転もべらぼーに早かったですが、さすがに光にはかないません。

 全く話が横道にそれるようですが、かのアインシュタインの相対性理論は「光より速いものは存在しない」ことを前提にした理論であること、また現代の多くの物理学者もアインシュタイン同様「光より速いものは存在しない」と考えていることを付け加えておきます。

 何年生かは存じ上げませんが、そんな些細な疑問がすぐに直結するほど科学(理科)が身近に存在することを知ってもらえたら嬉しく思います。

参考URL:http://www.expocenter.or.jp/shiori/ugoki/ugoki3/ugoki3.html

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 地球一周を赤道上で計るとおよそ4万kmくらいなので、これを24時間で割り算して
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 ちょっと実感がわかない数字なので秒速に直してみると、およそ500m/sくらい(?

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Q四次元というのはどんな世界ですか?

そもそも我々の住んでいる世界は三次元ですか、四次元ですか?
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我々の世界にも時間があるので、四次元といってもいいのでしょうか?
それとも四次元とは時間とは無関係の世界なのでしょうか?
あるいは時間と空間を自由に行き来できるのが四次元なのでしょうか?

よろしくお願いします。

Aベストアンサー

>そもそも我々の住んでいる世界は三次元ですか、四次元ですか?

4次元であると考えると都合がいいというのが
現段階の結論です。

 100年ほど前、スイスのチューリッヒ工科大学
のミンコフスキー教授が物理学的な4次元の理論というのを
考えました。物理的な計算をするのに、縦、横、高さ
方向以外にもう1つ方向があるとして計算すると
うまく計算できることがあるというもので、
彼の教え子の一人が、4次元時空の理論と
して有名な相対性理論を完成させた、アルバート・
アインシュタインでした。
 彼は、リーマンという数学者が作った、
曲がった空間の幾何学(現在リーマン
幾何学と呼ばれています)を使い、4次元の
空間が歪むという状態と、重力や光の運動を
あわせて説明したんです。これが相対性理論。

>これに時間の概念を足せば四次元になるのでしょうか?

 物理学的にはそうです。

 相対性理論の話に関連付けて説明するとこんな感じです。
例えば、下敷きの板のような平面的なもの(数学的には
これを2次元空間と言ったりします)を曲げると
いう動作を考えてみて下さい。下敷きに絵が書いて
あったとして、曲げながらそれを真上から見て
いると、絵は歪んで見えます。平面的に見て
いても下敷きという2次元空間が歪んでいる
ことが感じ取れます。
 2次元的(縦と横しかない)な存在である下敷きが
歪むには、それ以外の方向(この場合だと高さ方向
ですが)が必要です。

 19世紀に、電気や磁気の研究をしていた学者たちが、
今は小学校でもやる砂鉄の実験(紙の上に砂鉄をばら撒いて
下から磁石をあてると、砂鉄が模様を描くというやつです)
を電磁石でやっていたときに、これは空間の歪みが
原因ではないかと直感したんです。
 電磁石の強さを変えると、砂鉄の模様が変化します。
これを砂鉄が動いたと考えず、砂鉄が存在して
いる空間の歪みが変化したのでは?と考えたんです。

 3次元の空間がもう1つ別な方向に曲がる。
その方向とは時間という方向だということを
証明したのが、相対性理論だったんです。


>あるいは時間と空間を自由に行き来できるのが四次元なのでしょうか?

 4つ目の方向である時間は、存在していても
その方向に、人間が自由には移動する方法は
現在ありません。時間方向を自由に動ける機械と
いうのは、タイムマシーンのことなんですが。

 日常生活を考えてみたとき、縦、横といった
方向は割りと自由に動けます。1時間ちょっと
歩けば4kmくらい楽に移動できますが、
道路の真中で、ここから高さ方向に
4km移動しろと言われたら、人力だけでは
まず無理でしょう。
 飛行機やロケットといった道具が必要と
なります。
 時間方向というのは、このように存在していても
現在のところ自由に移動できない方向なんです。

 例えば、人間がエレベーターの床のような
平面的な世界に生きているとしましょう。

 この場合、高さ方向を時間と考えて下さい。

 エレベーターは勝手に下降しているんです。
この状態が、人間の運動と関係なく、時間が
経過していく仕組みです。

 人間もほんの少し、ジャンプして高さ
方向の移動に変化をつけることができます。

 同様に時間もほんの少しなら変化をつける
ことができます。

 エレベーターの中で、ジャンプすると
ほんの少し下降を遅らせることができる
ように、時間もほんの少し遅らせることは
できるんです。




 

>そもそも我々の住んでいる世界は三次元ですか、四次元ですか?

4次元であると考えると都合がいいというのが
現段階の結論です。

 100年ほど前、スイスのチューリッヒ工科大学
のミンコフスキー教授が物理学的な4次元の理論というのを
考えました。物理的な計算をするのに、縦、横、高さ
方向以外にもう1つ方向があるとして計算すると
うまく計算できることがあるというもので、
彼の教え子の一人が、4次元時空の理論と
して有名な相対性理論を完成させた、アルバート・
アインシュタイン...続きを読む

Q気圧の計算

海抜0m と海抜1,000 m のところの気圧の差を計算とかで出せるのでしょうか?
全くの素人です。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

こんにちは。
理科年表に載っていました。
高度と気圧の関係は下記のようになっているそうです。

h=18410.0×(log10P0-log10P1)

h:標高(m)
P0:海抜0mの気圧(1013.25hPa)
P1:標高hmの気圧(hPa)

この式で海抜1000mでの気圧P1を求めると、

P1=10^(log10P0-h/18410.0)=894.1hPa

となります。
但し、上記の標高hには、気温と湿度を決定し、別表に基づいた補整値が加減されなければなりません。ですから、正確な標高は別表がなければ求めることはできません。また、今回のように気圧を求める場合の補整表は掲載されていませんでした。
ですが、とあるHPで見付けた標高1000mでの気圧は898.8hPaとなっていましたから、だいたいの値でしたらこれで計算ができると思います。

Q目処(めど)と目途(もくと)

目処と目途の使い分けについて教えてください。
送り仮名に違いがありますか。
PC辞書で「めど」の変換を探すと目途が入っているのもありますね。
これは明らかに誤用ですよね。

Aベストアンサー

めどはやまと言葉ではないでしょうか。もしそうなら漢字は当て字であり、どちらが正しいというものでもなく、世間で一般的にどう使い分けされているかということに過ぎないと思います。

広辞苑ではめど(目処)もくと(目途)と分けて記載されているだけで説明がなく
不親切です。朝日新聞社の漢字用語辞典では、めど(目処、目途)とあり、私のPCでも、めどで両方が転換できます。

解決のめどがつくとか、目標達成のめどが立ったなどと使われるので、
ものごとがその完成、実現にちかずいたということを意味し、目標とは若干ニュアンスが異なると思います。目標は高くとは言いますが、目途(目処)は高くとはいいませんね(この部分は蛇足です)

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原核生物と真核生物の遺伝情報発現機構の相違点について分かることがあれば教えて下さい。

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結構たくさんあるのですが。

まず、転写。原核生物も真核生物もはRNAポリメラーゼがDNAを転写しますが、原核生物はイントロンを含まないmRNAができます。真核生物はエキソン(タンパク質コードする領域)とイントロン(コードしない領域)を含むmRNA前駆体なるものを作ります。この前駆体はスプライシングという操作を受けて、イントロンが切り離されます。さらに、5'末端にキャップ構造を、3'末端にアデニンがたくさん連なったpolyAを付加されます。これで真核生物のmRNAが完成します。

原核生物は核を持たないので細胞質で直接転写が行われ、その場でリボソームにより翻訳されます。しかし、真核生物は核で転写が行われるため、リボソームが翻訳をするためには核の外にmRNAが出ないといけないのです。キャップ構造は、核の外に出ていいよというシグナルの役割を果たすといわれています。

また、原核生物ではひとつのmRNAが複数の関連のあるタンパク質を同時にコードしているポリシストロン性が見られますが、真核生物では通常ひとつのmRNAからは一種類のタンパク質しかできません(モノシストロン性)。原核生物はこうして複数のタンパク質を同時に発現することですばやく環境に適応できます。

非常に簡単な説明でしたが、詳しいことはご自分でお調べになってくださいな。がんばってください!

結構たくさんあるのですが。

まず、転写。原核生物も真核生物もはRNAポリメラーゼがDNAを転写しますが、原核生物はイントロンを含まないmRNAができます。真核生物はエキソン(タンパク質コードする領域)とイントロン(コードしない領域)を含むmRNA前駆体なるものを作ります。この前駆体はスプライシングという操作を受けて、イントロンが切り離されます。さらに、5'末端にキャップ構造を、3'末端にアデニンがたくさん連なったpolyAを付加されます。これで真核生物のmRNAが完成します。

原核生物は核を持た...続きを読む

Qストローの両端の圧力差

長さ15cmのストローで水を吸う場合、ストローの両端に少なくともどれだけの圧力差が必要か?
と言う問題なのですが物理初心者の自分には全くわかりません。どなたか教えてもらえませんか?

Aベストアンサー

「圧力」と言うものは、「力」を「面積」で割ったものだと言うのは、分りますよね。
この場合の「力」と言うのは、吸い上げた部分の「水の重さ」と考えて良いのでしょう。

例えば、ストローの断面積が1平方センチで、15センチの高さに吸い上げたとすれば、
その体積は15立方センチで、すなわち15cc、吸い上げたと言うことになります。

そこで、水の比重を1としますと、15ccの水の重さは15gと言うことになりまから、
圧力は、15gfを1平方センチで割れば、「15gf/cm^2」と答えが求まります。

しかし良く考えてみれば、「水の重さ」と言うのも、断面積に比例して増えるものですし、
圧力を求めるために、その面積でまた割るわけですから、結局、吸い上げた高さのみで、
決まってしまうわけです。

「 ■■ 単位の換算 圧力(応力)の換算 ■■ 」
http://homepage2.nifty.com/NG/unit/press.htm

ちなみに、上の換算表から、「水柱10m」は、「1kgf/cm^2」と分りますよね。
このように液体を吸い上げる場合、高さだけで圧力が決まるのが、良く分かると思います。
この考え方で、合っていれば良いのですが。。(確固たる自信なし、w)

「圧力」と言うものは、「力」を「面積」で割ったものだと言うのは、分りますよね。
この場合の「力」と言うのは、吸い上げた部分の「水の重さ」と考えて良いのでしょう。

例えば、ストローの断面積が1平方センチで、15センチの高さに吸い上げたとすれば、
その体積は15立方センチで、すなわち15cc、吸い上げたと言うことになります。

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Q気圧の変化はどうして起こるの?

台風の季節になりましたね。TVの天気予報を見ていて、台風が起こる仕組みを子供に説明しているうちに、そもそもなぜ気圧が変化するのかという疑問に至りました。

どうしてでしょうか?地球の自転とか、そういうことかな、とも思うのですが、どうも納得のいく答えが見つかりません。よろしくお願いいたします。

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空気は熱せられると体積が膨張しますよね。熱しても重さは同じなので,体積が増えると,比重が小さくなります。したがって,熱せられた空気は,周りの冷えた空気よりも軽いので上昇します。
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台風は,南の海上で熱せられた空気の上昇によって大型の低気圧として発生します。

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リン酸イオンの構造がよくわかりません。あの二重結合はどのようにしてできるんですか?

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第3周期以降の典型元素の作る、形式的に原子価を超える結合については、古くから論争の的になっていました。
古くは、Pの空のd軌道にOの孤立電子対がπ型に供与されてπ結合ができる、
または単にPの孤立電子対にOが配位していると考えられていました。
しかし、最近の量子化学計算では、典型元素ではd軌道はほとんど結合に寄与しないことが示されていますし
P=O結合エネルギーは、単結合のものよりかなり高く、また結合長が単結合のものより短く、
二重結合相当であることが分かっています。
最近では、分子軌道法によって、P-Oσ結合性軌道・反結合性軌道・Oの孤立電子対がそれぞれ相互作用して
σ結合性軌道にπ結合の成分も含まれるようになる、という解釈がよくされます。


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