中間圏と熱圏

中間圏

成層圏界面（約50km）から高度約80kmまでの範囲を中間圏といいます。中間圏では対流圏と同様に、高度とともに気温が低下します。

中間圏までの話をしたところで、大気の組成に関するもうひとつの分類を紹介しておきます。

名称	高度範囲	特徴
均質圏	地上〜約80km（中間圏まで）	乾燥空気の成分比がほぼ一定
非均質圏	約80km以上	成分比が変化し、軽い気体が大部分を占める

地上から中間圏の上端（約80km）までは、窒素約78%・酸素約21%という乾燥空気の組成がほぼ変わりません。しかし、それより上空では重力の影響で重い気体は下に沈み、水素やヘリウムなどの軽い気体が上部に集中するようになります。

中間圏界面（約80km）から高度約500kmまでの範囲を熱圏といいます。熱圏では成層圏と同様に、高度とともに気温が上昇します。

熱圏で気温が上昇する原因は、高度約100km以上に存在する電離層にあります。

電離とは、原子に紫外線があたることで、原子核のまわりを回っていた電子が原子核から離れる現象です。

原子の構造：
  原子核（陽子＋中性子）… 正の電気
  電子 ……………………… 負の電気

紫外線があたると：
  電子が原子核から離れる → 電離
  → 紫外線のエネルギーを吸収 → 気温上昇

電子を失った原子は、負の電気を失うことで正の電気を帯びます。この状態の原子をイオンとよびます。

熱圏では窒素や酸素がこのように電離した状態で存在しているため、電離圏という別名でもよばれます。

層	気温上昇の原因	関わる現象
成層圏	オゾンが紫外線を吸収	オゾンの生成・消滅（光解離）
熱圏	窒素・酸素の電離で紫外線を吸収	電離（電子が原子核から離れる）

どちらも紫外線の吸収がきっかけですが、そのメカニズムは異なります。