大気と気象(知識)の問題
地球の大気は、高度による気温の変化のしかたにもとづいて、下から対流圏・成層圏・中間圏・熱圏の 4 つの層に区分される。地球の大気の組成と鉛直構造について述べた文として正しいものを、次のア〜カからすべて選べ。
- ア 地表付近の乾燥空気の組成(体積比)は、窒素が約 78 %、酸素が約 21 % である。
- イ 対流圏では、高度が上がるほど気温が上がる。
- ウ 成層圏で高度が上がるほど気温が上がるのは、オゾンが太陽からの紫外線を吸収して大気を加熱するためである。
- エ 雲が発生して雨や雪が降るなどの気象現象は、主に中間圏で起こる。
- オ 熱圏では、高度が上がるほど気温が下がる。
- カ オーロラは、主に熱圏で見られる現象である。
この問題で使うもの
- 大気の組成と鉛直構造(説明と入口の問題)
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ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
大気の主な成分の割合と、対流圏・成層圏・中間圏・熱圏それぞれで高度とともに気温が上がるか下がるかを思い出そう。
ヒント 2
気温は、対流圏で下がり、成層圏で上がり、中間圏で下がり、熱圏で上がる。気象現象は水蒸気の多い層で起こる。
ヒント 3
イとオは気温の変化の向きが逆になっている。エは気象現象が起こる層が違う。残りの選択肢の内容が教科書の事実と合っているかを確かめよう。
答えと解説
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ア, ウ, カ
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解説を読む
大気の組成と、各層の気温の変化のしかた・特徴を確認する。
- 対流圏(地表〜高度約 11 km):高度が上がるほど気温が下がる(約 / 100 m)。水蒸気の大部分がここにあり、雲・雨・雪などの気象現象が起こる。
- 成層圏(約 11〜50 km):高度が上がるほど気温が上がる。オゾン層があり、オゾンが太陽からの紫外線を吸収して大気を加熱するためである。
- 中間圏(約 50〜80 km):高度が上がるほど気温が下がる。
- 熱圏(約 80 km 以上):高度が上がるほど気温が上がる。太陽からの X 線や紫外線を吸収するためで、オーロラが見られる。
各選択肢について:
- ア 正しい。地表付近の乾燥空気は、体積比で窒素約 78 %、酸素約 21 %、アルゴン約 0.9 %、二酸化炭素約 0.04 % である。
- イ 誤り。対流圏では高度が上がるほど気温が下がる。
- ウ 正しい。成層圏の気温上昇は、オゾンによる紫外線の吸収が原因である。
- エ 誤り。雲や降水などの気象現象が起こるのは主に対流圏である。中間圏にはほとんど水蒸気がない。
- オ 誤り。熱圏では高度が上がるほど気温が上がる。
- カ 正しい。オーロラは、太陽風の荷電粒子が大気中の原子・分子に衝突して発光する現象で、主に熱圏(高度約 100 km 以上)で見られる。
よって、正しいものはア、ウ、カである。
別解
各選択肢を確かめる。
- ア: 乾燥空気の組成は体積比で窒素約78%、酸素約21%、アルゴン約0.9%など。正しい。
- イ: 対流圏では高度が上がるほど気温は下がる(約6.5℃/km)。誤り。
- ウ: 成層圏にはオゾン層があり、オゾンが紫外線を吸収して大気を加熱するため、高度とともに気温が上がる。正しい。
- エ: 雲・雨・雪などの気象現象は水蒸気の多い対流圏で起こる。中間圏ではない。誤り。
- オ: 熱圏では高度が上がるほど気温が上がる。誤り。
- カ: オーロラは太陽からの荷電粒子が大気に入り込んで発光する現象で、主に熱圏(高度100km前後以上)で見られる。正しい。
以上より、正しいのはア、ウ、カ。