「成層圏」の版間の差分

'''成層圏'''（せいそうけん、stratosphere）とは、[[地球]]の[[大気]]の鉛直構造において[[対流圏]]と[[中間圏]]の間に位置する。対流圏と成層圏との境目は'''[[対流圏界面]]'''（高度約9~17km）、成層圏と中間圏との境目は'''[[成層圏界面]]'''（高度約50km）と呼ばれる。

 

 

成層圏の特徴は温度分布であろう。対流圏や中間圏では高度とともに温度が低くなるのに対して、成層圏では逆に、高度とともに温度が上昇する。成層圏下部、対流圏界面付近では気温が約-70℃前後であるのに対して、中間圏との境の成層圏界面付近では-15℃から0℃になることがある。ただし、上空へ行くほど高温といっても成層圏の温度上昇率は一定ではない。まず、対流圏界面の高さを10kmとすると、ここから上に20kmくらいまでの温度は対流圏界面とほぼ等温状態が保たれる。そこから約15kmくらいまでは温度がわずかに上昇する層があり、さらにそこから成層圏界面までは温度が急激に上昇する。成層圏で高度とともに温度が上昇するのは、成層圏の中に存在する[[オゾン層]]が太陽からの[[紫外線]]を吸収するからである。しかし[[オゾン]]濃度が一番高いのは高度約20~25km付近だが、実際に成層圏内で温度が一番高いのは高度約50km付近である。この理由は、オゾン濃度がどうであれ上部のオゾン層ほど濃度の高い紫外線を吸収することもでき、また、上層ほど空気密度が低いことから温度の上昇率も大きいためである。この理由から成層圏では実際のオゾン濃度が一番高い付近よりも上に温度が最大の場所があるのだ。

 

 

成層圏内での風の分布には興味深い特徴があり、まず成層圏下部では対流圏上部の[[偏西風]]の影響を受け、おおむね西風が吹いている。成層圏上中部では次のような現象が見られる。[[極]]付近は夏に[[白夜]]という現象が起きる。したがって、季節が夏の半球では太陽があたる時間が低中緯度よりも高緯度の方が長くなる。そのため極付近ではオゾン層によって大気がどんどん暖められ、結果として高圧状態になる。逆に低緯度では相対的に低圧である。このため、高緯度側の高圧部から低緯度側の低圧部に向けて[[気圧傾度力]]が生じる。気圧傾度力は低緯度から高緯度に向かう[[コリオリの力]]と釣りあい、これを満たすように夏半球が東風になる。したがって、成層圏上中部では特別な場合を除いて、夏季は常に東風、すなわち[[偏東風]]が吹いている。これを'''成層圏偏東風'''と呼ぶ。また冬には逆の現象が起き、極付近では夏とは逆に一日中太陽があたらない状態なので低緯度付近と比べて低温、すなわち低圧となる。よって、低緯度から高緯度に向けて気流が生じ、コリオリの力を受けて偏西風となる。これを'''成層圏偏西風'''という。この現象は季節によって変化する風、すなわち[[季節風]]と捉えることができる。したがってこの現象を[[成層圏のモンスーン]]と呼ぶ。成層圏偏西風、成層圏偏東風どちらも最大風速は約50m/sである。

このように成層圏は名前のように成層ではなく[[大気擾乱]]がある。ただし、上で述べたことは通常の季節変化を示したものであり、冬季に[[成層圏突然昇温]]という現象が起こった際には、成層圏偏西風が東風になることがある。

 

*[[オゾン層]]

*[[対流圏界面]]、[[成層圏界面]]