地球- 惑星 太陽系、太陽から1億5000万キロメートル離れたところにあります。 地球は平均速度 29.765 km/s で地球の周りを回転します。 平均太陽日数 365.24 日に相当する期間で太陽の周りを一周します。 地球衛星 - 月、384,400 kmの距離を周回しています。 黄道面に対する地軸の傾きは 66° 33" 22"、地軸の周りの公転周期は 23 時間 56 分 4.1 秒です。 形状 - ジオイド、回転楕円体。 赤道半径は6378.16km、極半径は6356.777kmです。 表面積 - 5億1,020万平方キロメートル。 地球の質量は 6 * 10 24 kg です。 体積 - 1.083 * 10 12 km 3. 地球の重力場は、大気の存在と惑星の球形を決定します。
地球の平均密度は 5.5 g/cm 3 です。 これは、表面の岩石の密度 (約 3 g/cm3) のほぼ 2 倍です。 密度は深さとともに増加します。 リソスフェアの内部は、溶融状態にあるコアを形成します。 研究によると、核はおそらく固体の内核（半径約1300km）と液体の外核（半径約3400km）の2つのゾーンに分かれている。 固体の殻も不均質で、深さ約 40 km で鋭い界面を持ちます。 この境界はモホロビッチ面と呼ばれます。 モホロヴィチッチ地表の上の地域はと呼ばれます。 吠える、下 - マントル。 マントルは、地殻と同様、個々の溶岩の「ポケット」を除いて固体の状態にあります。 深さが増すにつれて、マントルの密度はモホロヴィチッチの表面の 3.3 g/cm 3 からコアの境界の 5.2 g/cm 3 まで増加します。 コア境界では、9.4 g/cm 3 まで急激に増加します。 地球の中心の密度は 14.5 g/cm 3 から 18 g/cm 3 の範囲です。 マントルの下部境界では、圧力は 1,300,000 気圧に達します。 鉱山に下るとき、気温は急速に上昇します - 1 km ごとに約 20 °C ずつ上昇します。 地球の中心部の温度は9000℃を超えないようです。 深さによる温度の上昇率は平均して地球の中心に近づくにつれて減少するため、熱源はリソスフェアの外側部分、おそらくマントルに集中しているはずです。 マントルの加熱の唯一考えられる理由は、放射性崩壊です。 71% 地球の表面海洋を占め、水圏の主要部分を形成しています。 地球- 太陽系で水圏を持つ唯一の惑星。 水圏は大気中に水蒸気を供給します。 水蒸気は赤外線吸収により重大な温室効果をもたらし、地表の平均温度を約 40℃上昇させます。 水圏の存在は、地球上の生命の出現に決定的な役割を果たしました。
海面における地球の大気の化学組成は、酸素 (約 20%) と窒素 (約 80%) です。 現代的な構成地球の大気は、地殻が形成された 4.5 * 10 9 年前の最初の大気とは大きく異なっているようです。 植物、動物、微生物などの生物圏は、地球の一般的な特徴と大気の化学組成の両方に大きな影響を与えます。
月
月の直径は地球の4分の1、質量は81分の1です。 月- 他の天体よりも地球に最も近い位置にある天体。
月の密度は地球の密度（3.3 g/cm3）よりも小さいです。 核はありませんが、深部では一定の温度を維持しています。 月の亜太陽点の +120°C から反対側の -170°C まで、表面で大幅な温度変化が記録されました。 これは、第一に大気が存在しないこと、第二にその持続時間によって説明されます。 太陰日そして月の夜は地球の2週間に相当します。
月面の凹凸には、低地や山岳地帯も含まれます。 伝統的に、低地は水で満たされていませんが、「海」と呼ばれています。 地球からは、「海」が月の表面の黒い斑点として見えます。 それらの名前は非常にエキゾチックです：寒さの海、嵐の海、モスクワの海、危機の海など。
山岳地帯は月の表面の大部分を占めており、山脈やクレーターが含まれています。 アペニン山脈、カルパティア山脈、アルタイ山脈など、多くの月の山脈の名前は地球のものと似ています。 最も高い山は高さ9kmに達します。
クレーターは月面の最大の面積を占めます。 それらの中には、直径が約200kmのものもあります（クラヴィウスとシッカード）。 いくつか - 数倍少ない（アリスタルコス、アナキシマエア）。
地球から月面を観察する場合、昼と夜の境目、つまりターミネーター付近が最も便利です。 一般に、地球から見える月の半球は 1 つだけですが、例外が存在する可能性があります。 月がその軌道上で不均一に動き、その形状が厳密には球形ではないという事実の結果として、その質量中心に対する振り子のような周期的な振動が観察されます。 これは、月表面の約60％が地球から観察できるという事実につながります。 この現象は月のリブレーションと呼ばれます。
月には大気がありません。 空気がないので音は伝わりません。
ムーンフェイズ
月には独自の輝きがありません。 したがって、太陽光線または地球からの反射光が当たる部分でのみ見えます。 これは月の満ち欠けを説明します。 毎月、月は軌道上を移動しながら地球と太陽の間を通過し、その暗い面（新月）を私たちに向けます。 数日後、若い月の細い三日月が西の空に現れます。 この時点では、月の円盤の残りの部分は薄暗く照らされています。 7日後、上弦が来て、14-15の後、満月になります。 22日目に下弦が観察され、30日後に再び満月が起こります。
月探査
月の表面を研究する最初の試みはかなり昔に行われましたが、月への直行便が始まったのは 20 世紀後半になってからです。
1958 年に最初の宇宙船が月面に着陸し、1969 年に初めて人類が月面に着陸しました。 これらは、アポロ 11 号宇宙船によってそこに連れて行かれたアメリカ人宇宙飛行士 N. アームストロングと E. オールドンです。
月への飛行の主な目的は、土壌サンプルを採取し、月の表面の地形を研究することでした。 月の目に見えない側面の写真は、探査機 Luna-Z と Luna-9 によって初めて撮影されました。 土壌サンプリングはLuna-16、Luna-20などの装置によって実施されました。
地球上の海は満ち引きします。
地球上では、満潮と干潮は平均して 12 時間 25 分ごとに繰り返されます。 干満現象は、地球が太陽と月に引き寄せられることに関連しています。 しかし、太陽までの距離が長すぎる（150 * 10 6 km）という事実により、太陽潮汐は月潮よりもはるかに弱いです。
私たちの惑星の月に面している部分では重力が大きくなり、周方向では重力が小さくなります。 この結果、地球の水の殻は地球と月を結ぶ線に沿って伸びます。 したがって、地球の月に面した部分では、世界の海の水が膨らみます（潮汐が発生します）。 地球と月の線に垂直で地球の中心を通る円に沿って、世界の海洋の水位が低下します（干潮が発生します）。
潮汐により地球の自転が遅くなります。 科学者の計算によると、かつて地球上の1日は6時間以内でした。
水星
- 太陽からの距離 - 58 * 10 6 km
- 平均密度 - 54,200 kg/m3
- 質量 - 0.056 地球の質量
- 太陽の周りの公転周期は 88 地球日です。
- 直径 - 地球の直径 0.4
- 衛星 - いいえ
身体的条件:
- 太陽に最も近い惑星
- 雰囲気がない
- 表面にはクレーターが点在している
- 日次温度範囲は 660°C (+480°C ～ -180°C)
- 磁場は地球の150倍弱い
金星
- 太陽からの距離 - 108 * 10 6 km
- 平均密度 - 5240 kg/m 3
- 質量 - 0.82 地球の質量
- 太陽の周りの公転周期は225地球日です
- 自転の周期は243日、逆回転
- 直径 - 12,100 km
- 衛星 - いいえ
体調不良
大気は地球よりも濃いです。 大気組成: 二酸化炭素 - 96%、窒素および不活性ガス > 4%、酸素 - 0.002%、水蒸気 - 0.02%。 圧力は95〜97気圧、表面の温度は470〜480℃ですが、これは温室効果の存在によるものです。 この惑星は、塩素と硫黄が混合した硫酸の滴からなる雲の層に囲まれています。 表面はほとんど滑らかですが、少数の隆起 (表面の 10%) とクレーター (表面の 17%) があります。 土壌は玄武岩質です。 磁場はありません。
火星
- 太陽からの距離 - 228 * 10 6 km
- 平均密度 - 3950 kg/m3
- 質量 - 0.107 地球の質量
- 太陽の周りの公転周期は687地球日です
- 自分の軸の周りの公転周期は 24 時間 37 分 23 秒です
- 直径 - 6800 km
- 衛星 - 2 つの衛星: フォボス、ダイモス
体調不良
大気は希薄で、圧力は地球の100分の1です。 大気組成: 二酸化炭素 - 95%、窒素 - 2% 以上。 酸素 - 0.3%、水蒸気 - 1%。 日中の温度範囲は 115°C (日中 +25°C から夜間 -90°C) です。 大気中でまれに雲や霧が観察され、地下水貯留層からの水分の放出が示されています。 表面にはクレーターが点在しています。 土壌にはリン、カルシウム、ケイ素、酸化鉄が含まれており、これらが地球を赤い色にしています。 磁場は地球の500分の1です。
木星
- 太陽からの距離 - 778 * 10 6 km
- 平均密度 - 1330 kg/m 3
- 質量 - 318 地球の質量
- 太陽の周りの公転周期は11.86年です
- 軸の周りの公転周期は 9 時間 55 分 29 秒です
- 直径 - 142,000 km
- 衛星 - 16 個の衛星。 イオ、グンメッド、カリスト、エウロパが最大
- 12個の衛星が一方向に回転し、4個が逆方向に回転します
体調不良
大気には 90% の水素、9% のヘリウム、および 1% のその他のガス (主にアンモニア) が含まれています。 雲はアンモニアでできています。 木星の放射線は太陽から受けるエネルギーの 2.9 倍です。 惑星は極で強く平らになっています。 極半径は赤道半径より 4400 km 小さいです。 地球上では、寿命が最大10万年にも及ぶ大型サイクロンが発生します。 木星で観察された大赤斑は、そのような低気圧の一例です。 惑星の大部分は液体ですが、惑星の中心には固体の核がある可能性があります。 磁場は地球の12倍強いです。
土星
- 太陽からの距離 - 1426 * 10 6 km
- 平均密度 - 690 kg/m3
- 質量 - 95 地球の質量
- 太陽の周りの公転周期は29.46年です
- 軸の周りの公転周期は10時間14分です
- 直径 - 50,000 km
- 衛星 - 約 30 個の衛星。 ほとんどが氷です。
- 一部: パンドラ、プロメテウス、ヤヌス、エピメテア、ディオネ、ヘレン、ミマス、エンゼラウ、テフネ、レア、タイタン、ヤネット、フィービー。
体調不良
大気には水素、ヘリウム、メタン、アンモニアが含まれています。 太陽から受ける熱は地球の 92 分の 1 であり、このエネルギーの 45% を反射します。 受け取る熱の2倍の熱を生み出します。 土星には輪があります。 リングは何百もの個別のリングに分割されます。 X.ホイヘンスによって発見されました。 リングはしっかりしていません。 それらは隕石構造を持っており、さまざまなサイズの固体粒子で構成されています。 磁場は地球の磁場に匹敵します。
天王星
- 太陽からの距離 - 2869 * 10 6 km
- 平均密度 - 1300 kg/m 3
- 質量 - 地球の質量 14.5 倍
- 太陽の周りの公転周期は84.01年です
- 自身の軸を中心とした公転周期 -16 時間 48 分
- 赤道の直径 - 52,300 km
- 衛星 - 15 個の衛星。 それらのいくつかは次のとおりです: オベロン (最も遠くて 2 番目に大きい)、ミランダ、コーデリア (惑星に最も近い)、アリエル、ウンブリエル、ティタニア
- 5 つの衛星はほぼ円形の軌道で赤道面近くを惑星の回転方向に移動し、10 つの衛星はミランダの軌道の内側の天王星を公転します。
体調不良
大気の組成: 水素、ヘリウム、メタン。 電波放射により大気温度-150℃。 大気中にメタン雲が検出されました。 惑星の内部は熱いです。 回転軸は98°傾いています。 間隔をあけて10個の暗いリングが見つかりました。 磁場は地球の 1.2 倍弱く、半径 18 に広がります。 放射線帯があります。
ネプチューン
- 太陽からの距離 - 4496 * 10 6 km
- 平均密度 - 1600 kg/m 3
- 質量 - 地球の質量 17.3 倍
- 太陽の周りの公転周期は164.8年
- 衛星 - 2 つの衛星: Triton、Nereid
体調不良
大気は広大で、水素 (50%)、ヘリウム (15%)、メタン (20%)、アンモニア (5%) で構成されています。 大気温度は計算上約-230℃、電波放射によると-170℃となります。 これは地球内部が高温であることを示しています。 海王星は、天文学者 J. J. ル ベリエの計算を使用して、ベルリン天文台の I. G. ガレフによって 1846 年 9 月 23 日に発見されました。
冥王星
- 太陽からの距離 - 5900 * 10 6
- 平均密度 - 1000-1200 kg/m3
- 質量 - 0.02 地球の質量
- 太陽の周りの公転周期は248年
- 直径 - 3200 km
- 自転の周期は6.4日
- 衛星 - 1 つの衛星 - カロンは、1978 年にワシントンの海軍研究所の J. W. Krnsty によって発見されました。
体調不良
大気の目に見える兆候は検出されませんでした。 惑星の表面上の最高気温は -212°C、最低気温は -273°C です。 冥王星の表面はメタン氷の層で覆われていると考えられているが、その可能性もある かき氷。 表面上の重力加速度は 0.49 m/s 2 です。 冥王星の公転速度は時速16.8kmです。
冥王星は 1930 年にクライド トンボーによって発見され、太陽の光が少ないことから古代ギリシャの冥界の神にちなんで名付けられました。 古代ギリシャ人によると、カロンはステュクス川を渡って死者の王国へ死者を運ぶ運び手です。
惑星上の大気の存在とその軸の周りの回転時間との間にはどのような関係があるのでしょうか? 何もないようです。 それでも、太陽に最も近い惑星である水星の例を使用すると、場合によってはそのような関係が存在すると確信できます。
表面の重力により、水星は地球ほどではないものの、地球と同じ組成の大気を保持することができます。
水星の表面上で水星の重力に完全に打ち勝つのに必要な速度は 4900 m/秒ですが、低温でのこの速度は大気中の最速の分子では到達できません)。 しかし、水星には大気がありません。 その理由は、月が地球の周りを回るのと同じように太陽の周りを動き、つまり、常に同じ側で中心発光体を向いているためです。 公転時間（88日）は、地軸の周りを公転する時間に等しい。 したがって、水星の片側、つまり常に太陽に面している側では、一日が継続して続きます。 永遠の夏; 反対側では、太陽から背を向けられ、夜が続き、永遠の冬が支配します。
このような異常な気象条件の下では、地球の大気はどうなるのでしょうか? 明らかに、夜にはひどい寒さの影響で、大気が液体になり、凍ります。 大気圧の急激な低下により、惑星の昼側のガス殻がそこに押し寄せ、順番に固まります。 その結果、大気全体が ソリッドフォーム彼らは地球の夜側、あるいはむしろ太陽がまったく見えない部分に集まります。 したがって、水星に大気が存在しないことは、物理法則の必然的な結果です。
水星に大気が存在することが受け入れられないのと同じ理由で、月の目に見えない側に大気が存在するという、よく言われる推測を拒否しなければなりません。 月の片側に大気がない場合、反対側にも大気は存在しないと言っても過言ではありません。） この時点で、ウェルズの SF 小説「最初の月面人類」は真実から乖離しています。 小説家は、月には空気が存在し、14日間の夜が続くと空気が濃くなり凍り、日が暮れると再びガス状になって大気を形成していることを認めている。 しかし、このようなことは起こりません。 「もし」と教授は書いた。 O. D. Khvolson、 - 月の暗い側では空気が固まり、その後、ほとんどすべての空気が明るい側から暗い側に移動し、そこでも凍結するはずです。 太陽光線の影響下で、固体空気は気体に変わり、すぐに空気に移行します。 暗黒面そしてそこで固まります...空気の継続的な蒸留が発生する必要がありますが、目に見える弾力性を達成することはどこにも、そして決して実現できません。」
大気中、より正確には金星の成層圏には、地球の大気中の1万倍もの二酸化炭素が大量に存在することさえ確立されています。
太陽、9 つの惑星のうち 8 つ (水星を除く)、および 63 個の衛星のうち 3 つは大気を持っています。 それぞれの大気には、「天気」と呼ばれる独自の特別な化学組成と動作の種類があります。 大気は 2 つのグループに分けられます。地球型惑星の場合、大陸または海洋の密度の高い表面が大気の下限の状態を決定しますが、巨大ガス惑星の場合、大気はほぼ底なしです。
惑星については個別に次のように説明します。
1. 水星には実質的に大気がありません。高度 200 km の地球の大気の密度を持つ非常に希薄なヘリウムの殻だけが、水星の腸内での放射性元素の崩壊中に形成されると考えられています。フィールドと衛星はありません。
2. 金星の大気は主に二酸化炭素（CO2）で構成されており、少量の窒素（N2）と水蒸気（H2O）が塩酸（HCl）やフッ化水素酸（HF）の形で発見されています。表面の圧力は90バール（深さ900メートルの陸海と同様）、温度は昼夜を問わず表面全体で約750Kです。金星は、完全に正確には「温室効果」と呼ばれるものではありません。太陽光線は大気の雲を比較的容易に通過し、惑星の表面を加熱しますが、表面自体の熱赤外線放射は大気中を出て金星に戻ります。非常に困難なスペース。
3. 火星の希薄な大気は、95% の二酸化炭素と 3% の窒素で構成されており、水蒸気、酸素、アルゴンが少量存在します。 地表の平均圧力は 6 mbar (つまり、地球の 0.6%) です。このような低い圧力では、液体の水は存在できません。赤道における日平均気温は 240 度で、夏の最高気温は 290 度に達します。変動は約 100 K です。したがって、火星の気候は、寒く乾燥した高地の砂漠の気候です。
4. 木星の望遠鏡では、赤道に平行な雲の帯が見えます。その中の明るい帯は、おそらく上昇気流の領域であり、アンモニア雲の上部が見えます。下降気流があり、その明るい色は硫酸水素アンモニウム、水素とヘリウムに加えて、赤リン、硫黄、有機ポリマーの化合物、CH4、NH3、H2O、C2H2、C2H6、HCN、CO、CO2によって決まります。 、PH3 および GeH4 が木星の大気中に分光学的に検出されました。
5. 望遠鏡で見ると、土星の円盤は木星ほど印象的ではありません。土星の色は茶色がかったオレンジ色で、はっきりとした帯と帯がありません。その理由は、大気の上部領域が光を散乱するアンモニア (NH3) で満たされているためです。土星は太陽から遠いため、上層大気の温度（90 K）は木星よりも 35 K 低く、アンモニアは深さとともに凝縮状態にあり、大気の温度は 1.2 K 上昇します。 /km であるため、雲の構造は木星のものに似ています。硫酸水素アンモニウムの雲の層の下に水の雲の層があります。 土星の大気中では、水素とヘリウムに加えて、CH4、NH3、C2H2、C2H6、C3H4、C3H8、PH3 が分光学的に検出されました。
6. 天王星の大気には主に水素、12～15％のヘリウム、その他いくつかのガスが含まれていますが、大気の温度は約50度ですが、上部の希薄層では日中は750度、夜間は100度まで上昇します。 。
7. 海王星の大気中で、大暗斑と複雑な渦流システムが発見されました。
8. 冥王星は非常に長く傾いた軌道を持っており、近日点では 29.6 天文単位で太陽に近づき、遠日点では 49.3 天文単位で遠ざかります。 1989 年に冥王星が近日点を通過しました。 1979年から1999年までは、海王星よりも太陽に近かった。 しかし、冥王星の軌道の傾きが高いため、その軌道は海王星と交わることはありません。冥王星の平均表面温度は 50 K で、遠日点から近日点まで 15 K 変化します。特に、このような低温では顕著です。これは、惑星が近日点を通過する期間に希薄なメタン大気の出現につながりますが、その圧力は地球の大気の圧力の10万分の1であり、冥王星は長時間大気を維持することができません。ムーン。
水星、金星、地球、火星などのすべての地球型惑星は、物質の固体状態に相当すると思われるリソスフェアという共通の構造を持っています。 金星、地球、火星の 3 つの惑星には大気があり、水圏はこれまでのところ私たちの惑星にのみ確立されています。 図では、 図５に地球型惑星と月の構造と表を示します。 2 - 地球型惑星の大気の特徴 [...]
惑星の大気の下部では、c1p/c1r = -dr/(?a、c2 = 7KT/¡1 は音速の 2 乗です。さらに、すでに使用されている量、7 = = cp/ cy = 1.3 および /1 = 44 (二酸化炭素) に当てはめると、惑星の大気の下部では r « 1500 km であることがわかります。これは、地球の半径の約 4 倍です。惑星。[...]
巨大惑星の低密度（土星の場合は水の密度より小さい）は、それらが主に水素とヘリウムなどの気体と液体の物質で構成されているという事実によって説明されます。 この点で、それらは太陽や他の多くの星と似ており、その質量は約 98% が水素とヘリウムです。 巨大惑星の大気には、メタンやアンモニアなどのさまざまな水素化合物が含まれています。
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地球の大気中の CO2 濃度の一般的な増加は、気候に対する危険の原因であると考えられています。 二酸化炭素による熱線の吸収は、地表からの熱線の反射を妨げ、全体的な温度の上昇につながる可能性があります。 ただし、この問題に関するデータはありません。 この影響は、空気中の塵やエアロゾルの含有量の増加による太陽から放出される熱の減少によって補償できることが時々示されています。[...]
惑星の大気圏や磁気圏を超えて機器を運ぶロケットは、地球天文学の主な弱点、つまり地球に完全に吸収される 300 nm より短い電磁波のスペクトル領域を地球から観測することが不可能であることを克服することも可能にします。空気のエンベロープの厚さ。 私たちの目の前で、古代科学の新しい方向性が生まれています。X 線天文学、ガンマ線天文学、宇宙から送られる放射線の全スペクトルの観察が行われています。 環境問題と密接に関係するこれらの新しいトレンドには、次のものが含まれます。[...]
地球の大気中の二酸化炭素の総量は少なくとも 2.3 ～ 1012 トンですが、世界の海洋における二酸化炭素の含有量は 1.3 ～ 10 トンと推定されており、リソスフェアには 2 ～ 1017 トンの二酸化炭素が結合状態で存在します。 。 生物圏の生物にもかなりの量の二酸化炭素が含まれています（約 1.5 ～ 1012 トン、つまり大気全体とほぼ同じ量です）。
しかし、惑星天文学はまた、惑星の大気は万有引力と太陽放射の派生物としての化学組成に基づいて説明できないことも明らかにしています（地球の大気については現在明らかになっていますが）。この 2 つの要素はまだ考慮に入れられていないのです。天文学者。 イギリスとアメリカの天文学者レッセル、ウィルト、スピリットの最新報告から。 ジョーンズやジーンズなどは明らかにこれに従っています。[...]
私たちは、地球の大気の生物起源は経験的な一般化、つまり正確な科学的観測データからの論理的結論であり、対流圏と成層圏の化学分析は天文学的な結果から得られる論理的結論と鋭く矛盾していることを忘れてはなりません。地球に適用された惑星大気の起源の理論。 この理論が正しければ、高度に応じて酸素の量は窒素に比べて減少するはずですが、これが劇的な影響を与えるはずの高地（最大 40 km）では、窒素に比べて酸素のそのような減少は観察されません。 O2 と N2 の比率は、対流圏の上層でも成層圏の下層でも変化しません。[...]
金星の大気の正確な化学組成がわかっていれば、求められた n の値と、惑星の大気を構成する混合ガスの断熱指数 cp/cy を比較することで、金星の成層の性質を判断できるでしょう。雰囲気。 とき [...]
First (1973) によると、浮遊固体粒子は、自然現象 (サイズ 20 ミクロン未満の粒子で年間最大 2,200 ～ 10 トン) と人間の活動 (年間最大 415 ～ 106 トン) の結果として地球の大気中に侵入します。 ）。 人間の活動の結果として空気中に粒子が侵入するのは、主に人間の居住地、特に大都市に限定されていることに留意すべきである。 この活動の結果として固体懸濁液が燃焼中に形成されます。 さまざまな種類燃料、崩壊 硬い材料、粉塵の多い物質を積み替えたり輸送したりすると、それらは市街地の表面から上昇します。 都市の大気盆地に流入するこれらの物質の主な発生源は、大小さまざまなエネルギー施設、冶金、機械工学、建材、コークス化学および輸送企業です。[...]
言うまでもなく、惑星の大気中の遊離酸素の存在は、惑星上の生命の存在を示している可能性があります。地球では、酸素大気の出現も生命の起源と関連していました。 このように、オゾンの研究は、現代の宇宙論の注目すべき問題の 1 つと接触することになります。[...]
大気中の反応は光化学反応だけではありません。 そこでは数万人を巻き込んだ数多くの変革が起こる 化学物質その流れは、放射線（太陽放射線、宇宙放射線、放射性放射線）によって加速されるだけでなく、粒子状物質の触媒特性や空気中に存在する微量の重金属によっても加速されます。 空気中に入る二酸化硫黄と硫化水素、ハロゲンとハロゲン間化合物、窒素酸化物とアンモニア、アルデヒドとアミン、硫化物とメルカプタン、ニトロ化合物とオレフィン、多核 芳香族炭化水素そして農薬。 場合によっては、これらの反応は、地球の大気の地球規模の組成に質的変化だけでなく量的変化も引き起こし、地球上の気候変動につながる可能性があります。 フルオロクロロカーボンは大気の上層に蓄積すると、光分解して塩素酸化物を形成し、オゾンと相互作用して成層圏の濃度を低下させます。 同様の効果が、オゾンと硫黄酸化物、窒素酸化物および炭化水素との反応でも観察されます。 土壌に施用された窒素肥料の分解の結果、窒素酸化物 N0 が大気中に放出され、大気中のオゾンと相互作用して酸素に変換されます。 これらすべての反応により、高度 20 ～ 40 km の大気層のオゾン含有量が減少し、大気の地表層が太陽放射から保護されます。 高エネルギー。 このような変化は、地球の気候に地球規模の変化をもたらします。[...]
このような高レベルの汚染物質にもかかわらず、ロシア連邦は地球の大気の主な汚染者ではありません (表 18)。
地球の大気中の遊離酸素の無機起源に関する仮説があります。 この仮説によれば、硬宇宙放射線の影響下で水分子が水素と酸素に分解される過程が大気の上層に存在すると、光や移動可能な水素が徐々に宇宙空間に漏洩し、蓄積されるはずである。大気中の遊離酸素は、生命の関与なしに一次大気を減少させ、地球を酸化的なものに変えるはずです。 計算によると、このプロセスにより、10億～12億年以内に地球上に酸化性大気が形成される可能性があります。 しかし、それは太陽系の他の惑星でも、またその存在期間（約 45 億年）を通じて必ず発生します。 それにもかかわらず、地球と、酸素含有量が比較にならないほど低い火星を除いて、私たちの系のどの惑星にも遊離酸素はほとんどなく、その大気は依然として還元性を保っています。 明らかに、地球上では、このプロセスにより大気中の炭素と窒素酸化物の含有量が増加する可能性がありますが、酸化するほどではありません。 したがって、地球上の遊離酸素の存在と光合成生物の活動を結び付ける、最ももっともらしい仮説が残っています。[...]
臭気については、ヒ素、硫黄、セレンなどのより重い原子がガス状で大気中へ移動する際のその役割はまったく研究されていません。 すでに指摘したように、地球大気の化学的定量的研究は、地球化学的に後進的な問題の 1 つです。[...]
結論として、他の惑星の磁気圏と電離層に関する情報を提供することは有益です。 地球の電離層との違いは、惑星の大気の化学組成と太陽からの距離の違いによるものです。 日中の最大電子濃度は、火星の場合は高度130〜140 kmで2,105 cm-3、金星の場合は高度140〜150 kmで5,106 cm-3です。 磁場のない金星では、日中、太陽風の作用によって低地にプラズマポーズ（300km）が存在します。 強い磁場がある木星では、地球よりもはるかに強いオーロラと放射線帯が発見されています。
二酸化炭素 CO2 は有毒ではありませんが、地球の大気中の濃度の記録的な増加と気候変動への影響により有害な物質です (第 5 章を参照)。 エネルギー、産業、輸送施設による排出を規制するための措置が講じられています。[...]
光合成生物の活動と大気中への拡散により水中の酸素量が徐々に増加し、地球の殻、そして何よりも大気の化学組成に変化を引き起こし、それが急速な拡散を可能にした。地球上の生命の進化と、より複雑に組織化された生命体の出現。 大気中の酸素含有量が増加すると、かなり強力なオゾン層が形成され、過酷な紫外線や宇宙研究の侵入から地球の表面を保護します。 このような状況下で、生命は海面に進出することができました。 好気呼吸機構の発達により、多細胞生物の出現が可能になりました。 最初のそのような生物は、地球の大気中の酸素濃度が 3% に達した後に出現しました。これは 6 億年前 (カンブリア紀の始まり) に起こりました。[...]
ガスシェルは、地球上のすべてのものを破壊的な紫外線、X線、宇宙線から守ります。 大気の上層はこれらの光線を部分的に吸収し、部分的に散乱します。 大気は私たちを「星のかけら」からも守ってくれます。 隕石（大部分は豆粒以下）は、地球の重力の影響を受けて、猛スピード（秒速11～64km）で大気圏に衝突し、高度で空気との摩擦により高温になる。約60〜70kmでほとんどの場合燃え尽きます。 大気はまた、大きな宇宙の破片から地球を守ります。[...]
原材料の消費の現状により、廃棄物の量が制御不能に増加しています。 それらの膨大な量が粉塵やガス排出の形で大気中に侵入し、 廃水水域に流れ込み、環境に悪影響を及ぼします。 大気汚染物質の中で最も多いのは、火力発電工学、鉄および非鉄冶金、 化学工業.[ ...]
この理論を紹介する前に、惑星大気の進化の理論に関連して Reisul と De Berg によって提案された制御不能な「温室効果」の考えについて触れておく必要があります。 まず第一に、金星、地球、火星の大気の大きな違いを説明する必要があります。[...]
パラシュートによる自動惑星間ステーション (AIS) の降下動力学の解析は、大気関連の 3 つの熱力学パラメーターのうち少なくとも 2 つを同時に測定した場合、惑星の大気に関するデータの内部一貫性を監視する追加の手段を提供します。気体の状態方程式によります。 以下に説明する方法論は、Venera 4 宇宙船の降下中に取得されたデータの一貫性を分析および確認するためのその使用法を説明するために使用されます (参照)。
現時点で壊滅的な状況となっているのは、生物相によって再生可能な地球の重要な資源である酸素の最大の供給源の一つである熱帯林の森林破壊1です。 熱帯林は、これらの地域の人口が急速に増加しているため、消滅しつつあります。 飢餓の脅威のため、人々はわずかな収穫を求めて、あらゆる土地を畑や菜園として利用し、この目的のために古代の熱帯林、樹木、低木を伐採しています。 赤道地帯、アマゾンの森林が破壊され、その結果として地球の大気中の酸素含有量が減少した場合、人類と生物圏2の存在自体が低酸素症による死の脅威にさらされることになります。 [...]
ここで、この段落で示されているすべての式には、真に「外部」の次元パラメータが 6 つしか含まれていないことを強調しましょう。吸収された太陽放射束 q、惑星の半径 a、その回転の角速度です。
同時に、米国が地球規模の気候変動に関する交渉で中心的な位置を占めているのは、その政治的または経済的重要性のためではなく、地球大気中への排出量のシェアのためである。 この国の分担金は 25% なので、この国の参加のない国際協定はほとんど意味がありません。 ヨーロッパ諸国とは異なり、米国は非常に慎重で積極的ではありません。これは、CO2 排出削減のために支払わなければならない代償によるものです。[...]
1970年代半ば以来。 ゴリツィンは、回転を考慮するなど、対流理論の開発を開始しました。 このトピックは、地球のマントルとその液体核、惑星や恒星の大気、海洋など、多くの自然物体に応用できます。 これらすべてのオブジェクトについて、観測データや数値モデリングの結果を説明する簡単な式が得られています。 彼は理論を発展させ、回転流体の対流に関する一連の実験研究を組織しました。 これに基づいて、風の強さと熱帯および極地ハリケーンのサイズが説明されます。[...]
同じようなことがアフリカ諸国、インドネシア、フィリピン、タイ、ギニアでも起きています。 赤道に近い地域で地球表面の 7% を覆い、地球の大気を酸素で豊かにし、二酸化炭素を吸収するという重要な役割を果たしている熱帯林が、年間 10 万 km2 の割合で減少しています。 ]
地球外生命体の存在、またはレーダーバーグ (1960 年) の言うところの「地球外生物学」について、完全に説得力のある証拠はまだありませんが、火星や他の大気惑星の環境について私たちが学んだことはすべて、この可能性を排除するものではありません。 これらの惑星の気温やその他の物理的環境条件は極端ですが、特に穏やかな微気候が影響する可能性が高いと考えられる場合には、地球上で最も回復力のある一部の生物 (細菌、ウイルス、地衣類など) の許容範囲内にあります。地表の下や保護された場所に存在します。 しかし、太陽系の他の惑星には、大気中に酸素がほとんどまたはまったくないため、人間や恐竜などの大型の「酸素を食べる人」が存在しないことが確立されていると考えられます。 火星の緑地やいわゆる「水路」は植物や知的存在の仕業ではないことが現在では明らかになっています。 しかし、赤外線による火星の暗い領域の分光観測データに基づいて、そこには有機物が存在すると推測でき、最近の自動惑星間ステーション（マリナー6号とマリナー7号）はこの惑星上でアンモニアを発見しました。生物学的起源。[...]
物理的および化学的システムとしての海洋の研究は、生物学的システムとしての研究よりもはるかに速く進歩しています。 海の起源と地質学的歴史に関する仮説は、当初は推測でしたが、現在ではしっかりと確立されています 理論的根拠.[ ...]
この点に関して、我々は軍事的側面における核事故の進展に関する既存の理論モデルに焦点を当てる必要がある。 このモデルは、熱核電荷の形でおよび原子力発電所に蓄えられているエネルギーの量を考慮に入れており、核戦争後 1 年で惑星規模の気候条件がどのように変化するかという疑問に答えます。 最終的な結論は以下の通りでした。 大気の反応により、火星の大気と同様の状況が引き起こされ、砂嵐の開始から 10 日後も塵が火星の大気中に広がり続け、太陽放射が急激に弱まります。 その結果、火星の陸地は 10 ～ 15 °C 冷却され、塵に覆われた大気は 30 °C 加熱されます (通常の状態と比較して)。 これらはいわゆる「核の冬」の兆候であり、今日その具体的な指標を予測するのは困難である。 しかし、生物物質のより高度な組織形態の存在条件が劇的に変化することは明らかです。[...]
現在、テナックスは分析者の間で非常に人気があります。テナックスは、都市や住宅の空気を研究し、空気の質を判断する際に、ガスクロマトグラフィーや GC/MS 分析で空気 (および不純物を吹き飛ばした後の水、セクション 6 を参照) から VOC 微小不純物を濃縮するために使用されます。 作業領域および管理棟、自動車の排気ガスおよび排出ガス 産業企業、軌道上の宇宙船や潜水艦の区画の雰囲気、惑星の大気など [...]
「負の粘性」の概念における主な疑問の 1 つは、ゾーン循環 (この場合は差動回転) をサポートする大規模な渦自体がどこからエネルギーを得ているのかということです。 エネルギーが小規模の対流から直接それらに来る可能性は基本的にありますが、物理的にこのメカニズムは完全には明らかではなく、その有効性を何らかの方法で定量化することはさらに困難です。 この種の可能性には、乱流粘性の非等方性に関する仮説も含まれます。 惑星の大気中で起こるもう 1 つの可能性は、運動エネルギーではなく位置エネルギーの伝達と、その後の運動エネルギーへの変換です。 すでに述べたように、太陽自身の自転の影響により、特定の水平（等電位）レベルでの平均温度はすべての緯度で不均一になる可能性があり、最終的に熱をより寒い緯度に移動させる大規模な運動を引き起こすはずです。 この 2 番目の可能性は、基本的にフォークトとエディントンの考えを反映しています。 これらすべての状況により、太陽と惑星の大気循環のいくつかの基本的な特徴の近接性について話すことができます。[...]
規制と制限は地方、地域、連邦レベルで定められています。 彼らは完全に明確な領土参照を持っていなければなりません。 長期計画では、現在制限されていない物質の排出制限など、環境管理の潜在的な規制要因を特定するために、予測研究、さらには環境未来学研究を利用する必要があります。 したがって、二酸化炭素は現在、大気汚染物質として分類されていません。 地球の大気中へのこの化合物の総排出量が増加し、野蛮な森林伐採の結果として森林の総光合成能力が減少すると、「温室効果」が確実に感じられるようになり、それは地球規模の効果に発展する恐れがある。 生態学的災害。 この点に関するわかりやすい例は、バージニア州にあるアメリカの民間エネルギー会社アップル・エナジー・サービスの例である。同社は1988年に、同社が建設中の一般炭火力発電所の補償として、グアテマラでの植樹に200万ドルを寄付した。コネチカット州。 植林された木々は、新しい発電所が大気中に排出するのとほぼ同じ量の二酸化炭素を吸収し、地球温暖化の可能性を防ぐことが期待されています。
天然資源に対する支払い - 使用された天然資源の探査、保存、修復、除去、輸送にかかる公的費用に対する天然資源使用者による金銭的補償、および現物補償または搾取された天然資源の適切な代替に対する社会の潜在的な努力。将来のリソース。 このような支払いには、リソース間接続に関連するコストが含まれる必要があります。 生態学的および経済的な観点から、この料金は、天然資源利用者が自然システムに及ぼす世界的および地域的な影響を考慮して計算される必要があります（たとえば、大規模な森林伐採は、地域の水収支の崩壊につながるだけでなく、だけでなく、惑星の大気のガス組成全体も含まれます)。 料金の規模を決定する既存の方法では、その形成の環境的および経済的メカニズムに影響を与えるすべての要因がまだ考慮されていません。[...]
風力エネルギーは、最も古くから使用されているエネルギー源の 1 つです。 エジプトや中東では、古代に水車や揚水装置を駆動するために広く使用されていました。 その後、風力エネルギーは船やボートを動かしたり、帆で捕らえたりするために使用され始めました。 ヨーロッパで 風車 12世紀に登場。 蒸気機関風力タービンのことを長い間忘れさせられました。 さらに、ユニットの出力が低いこと、その動作が気象条件に大きく依存していること、また風力エネルギーを機械的な形にのみ変換する能力があることにより、この天然資源の広範な使用は制限されてきました。 風力エネルギーは、最終的には地球の大気中で起こる熱過程の結果です。 加熱された空気と冷たい空気の密度の違いが、気団の活発な変化の原因となります。 風力エネルギーの最初の源は太陽放射のエネルギーであり、これはその形態の 1 つである気流のエネルギーに変換されます。
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トピックの要約: “惑星の大気»
水星の大気
水星の大気は非常に密度が低いです。 水素、ヘリウム、酸素、カルシウム蒸気、ナトリウム、カリウムで構成されています。 この惑星はおそらく太陽から水素とヘリウムを受け取り、その表面から金属が蒸発します。 この薄い貝殻は、大きく伸びのある「雰囲気」としか言いようがありません。 惑星の表面の圧力は、地球の表面の圧力の 5,000 億分の 1 です (これは現代の圧力よりも低いです) 真空装置地上では）。
センサーによって記録された水星の最大表面温度は +410 °C です。 夜半球の平均温度は -162 °C、昼半球は +347 °C です (これは鉛や錫を溶かすのに十分な温度です)。 軌道の伸長による季節の変化による温度差は、日側では100℃にも達します。 多孔質の土壌は熱の伝導が悪いため、深さ1 mでは温度は一定で+ 75°Cに等しくなります。 水星上の有機生命体は除外されます。
金星の雰囲気
金星の大気は非常に高温で乾燥しています。 表面温度は約 480℃で最高温度に達します。 金星の大気には地球の大気の 105 倍のガスが含まれています。 地表の大気の圧力は非常に高く、地球上の 95 倍です。 宇宙船は、大気の押しつぶされるような力に耐えるように設計されなければなりません。
1970 年に金星に到着した最初の探査機は、猛暑に耐えることができたのはわずか約 1 時間で、地表の状況に関するデータを地球に送信するのに十分な時間でした。 ロシア 飛行機 1982年に金星に着陸した彼は、鋭利な岩石のカラー写真を地球に送り返しました。
温室効果のおかげで、金星は非常に暑いです。 二酸化炭素の厚い毛布である大気は、太陽からの熱を閉じ込めます。 その結果、多量の熱エネルギーが蓄積される。
金星の大気はいくつかの層に分かれています。 大気の最も密度の高い部分である対流圏は、地球の表面から始まり、最大 65 km まで広がります。 高温の地表付近の風は弱いですが、対流圏の上部では気温と気圧が地上の値まで低下し、風速は100m/sまで増加します。
金星の表面の大気圧は地球の 92 倍高く、深さ 910 メートルの水層によって生じる圧力に匹敵します。 この高圧のため、二酸化炭素は実際には気体ではなく、超臨界流体になります。 金星の大気の質量は 4.8・1020 kg で、これは地球の大気全体の 93 倍であり、表面の空気の密度は 67 kg/m3、つまり金星の密度の 6.5% です。地球上の液体の水。
金星の対流圏には、質量で惑星の大気の 99% が含まれています。 金星の大気の 90% は地表から 28 km 以内にあります。 高度 50 km では、大気圧は地表の圧力とほぼ同じになります。 金星の夜側では、表面から 80 km 上空でも雲が見られます。
高層大気と電離層
金星の中間圏は65kmから120kmの間にあります。 次に熱圏が始まり、高度 220 ～ 350 km の大気の上層境界 (外気圏) に達します。
金星の中間圏は、下部 (62 ～ 73 km) と上部 (73 ～ 95 km) の 2 つのレベルに分けることができます。 最初の層では温度はほぼ一定で、230K (?43 °C) になります。 このレベルは雲の最上層と一致します。 2 番目のレベルでは、温度が低下し始め、高度 95 km で 165 K (-108 °C) まで下がります。 ここは金星の大気の昼側で最も寒い場所です。 その後、中間圏と熱圏の境界であり、95 km から 120 km の間に位置する中間圏界面が始まります。 中間圏界面の昼側では、温度は300〜400 K（27〜-127℃）まで上昇します。これは熱圏で一般的な値です。 対照的に、熱圏の夜側は金星で最も寒い場所で、温度は 100K (?173°C) です。 雪氷圏と呼ばれることもあります。 2015年、科学者たちはビーナス・エクスプレス探査機を使用して、高度90〜100キロメートルの範囲で熱異常を記録しました。ここの平均気温は20〜40度高く、ケルビン220〜224度に相当します。
金星には細長い電離層があり、高度 120 ～ 300 km に位置し、熱圏とほぼ一致しています。 高レベルの電離は地球の昼側にのみ持続します。 夜側では、電子濃度は実質的にゼロになります。 金星の電離層は 120 ～ 130 km、140 ～ 160 km、200 ～ 250 km の 3 つの層で構成されています。 180 km 領域に追加のレイヤーが存在する可能性もあります。 最大電子密度 (単位体積あたりの電子の数) 3・1011 m3 は、亜太陽点近くの第 2 層で達成されます。 電離層の上部境界である電離界面は、高度 220 ～ 375 km にあります。 第 1 層と第 2 層の主なイオンは O2+ イオンであり、第 3 層は O+ イオンで構成されています。 観測によると、電離層プラズマは運動しており、昼側の太陽の光イオン化と夜側のイオン再結合が主にプラズマを観測速度まで加速するプロセスであることがわかっています。 プラズマ流は明らかに、夜側で観測されたイオン濃度レベルを維持するのに十分である。
地球の大気
地球圏の 1 つである地球の大気は、地球を取り囲むガスの混合物であり、重力によって維持されています。 雰囲気は主に窒素 (N2、78%) と酸素 (O2、21%、O3、10%) で構成されています。 残り (約 1%) は主にアルゴン (0.93%) と他のガス、特に二酸化炭素 (0.03%) の少量の混合物で構成されています。 さらに、大気には約 1.3 時間 1.5 時間 10 kg の水が含まれており、その大部分は対流圏に集中しています。
高度による温度変化に従って、大気中では次の層が区別されます。
· 対流圏- 極地では最大 8 ～ 10 km、赤道上では最大 18 km。 ほぼ80％が対流圏に集中している 大気、ほぼすべての水蒸気、雲がここに形成され、降水量が減少します。 対流圏の熱交換は主に対流によって起こります。 対流圏で起こるプロセスは人々の生活や活動に直接影響を与えます。 対流圏の温度は高度とともに 1 km ごとに平均 6 ℃ 低下し、圧力は 11 mm Hg 低下します。 V. 従来の対流圏の境界は、高度による温度の低下が止まる対流圏界面であると考えられています。
· 成層圏- 対流圏界面から高度約50〜55kmに位置する成層界面まで。 高度に応じて温度がわずかに上昇し、上部境界で極大値に達するのが特徴です。 成層圏の高度 20 ～ 25 km には、紫外線の有害な影響から生物を守るオゾン層があります。
· 中間圏- 標高55〜85 kmに位置します。 温度は徐々に下がります（成層界面の0℃から中界面の-70時間-90℃まで）。
· 熱圏- 高度85〜400〜800 kmで実行されます。 温度は高度とともに上昇します（ターボ停止中は 200 K から 500 ～ 2000 K まで）。 大気の電離の程度に応じて、高度90 kmまでの中性層（新中圏）と、90 km以上の電離層（電離層）に分けられます。 均質性に基づいて、大気は均質圏（化学組成が一定の均質な大気）と偏圏（大気の組成は高度とともに変化する）に分けられます。 高度約 100 km でのそれらの間の条件付き限界はホモポーズです。 上部分子の濃度が大幅に低下し、分子同士がほとんど衝突せず、主に弾道軌道を描いて移動する大気を大気圏と呼びます。 高度約550kmから始まり、主にヘリウムと水素で構成され、徐々に惑星間空間に移動します。
雰囲気の意味
大気は地球の質量のわずか100万分の1ですが、さまざまな自然循環（水循環、炭素循環、窒素循環）において重要な役割を果たしています。 大気は窒素、酸素、アルゴンの工業用供給源であり、液化空気の分別蒸留によって得られます。
火星の大気
火星の大気は、自動惑星間ステーションが火星に飛行する前から発見されていました。 3 年ごとに起こるこの惑星の衝とスペクトル分析のおかげで、天文学者は 19 世紀にすでにこの惑星の組成が非常に均質であり、その 95% 以上が CO2 であることを知っていました。
20世紀には、惑星間探査機のおかげで、火星の大気とその温度が強く相互関係していることが分かりました。酸化鉄の小さな粒子の移動のおかげで、火星の半分を覆うほどの巨大な砂嵐が発生し、同時に火星の火星温度が上昇するからです。温度。
おおよその構成
惑星のガスエンベロープは、95％の二酸化炭素、3％の窒素、1.6％のアルゴン、および微量の酸素、水蒸気、その他のガスで構成されています。 さらに、小さな塵粒子（主に酸化鉄）が非常に多く含まれており、赤みがかった色合いを与えています。 酸化鉄粒子に関する情報のおかげで、大気が何色であるかという質問に答えることはまったく難しいことではありません。
なぜ赤い惑星の大気は二酸化炭素でできているのでしょうか? この惑星には何十億年もの間、プレートテクトニクスが存在しませんでした。 プレートの動きがないため、火山点は何百万年もの間、マグマを地表に噴き出し続けてきました。 二酸化炭素も噴火の生成物であり、大気中に絶えず追加される唯一のガスです。実際、これが二酸化炭素が存在する唯一の理由です。 さらに、惑星は磁場を失い、これがより軽いガスが太陽風によって運び去られるという事実の一因となった。 継続的な噴火により、多くの大きな火山山が出現しました。 オリンポス山は太陽系最大の山です。
科学者らは、火星は約40億年前に磁気圏を失ったために大気全体を失ったと考えている。 かつて、惑星のガス殻はより密度が高く、磁気圏が惑星を太陽風から守っていました。 太陽風、大気、磁気圏は強く相互関係しています。 太陽粒子は電離層と相互作用し、分子を電離層から運び去り、密度を低下させます。 これが、雰囲気はどこへ行ったのかという質問に対する答えです。 これらのイオン化粒子は、火星の背後の宇宙で宇宙船によって発見されました。 これにより、地球上の平均圧力が 101,300 Pa であるのに対し、平均表面圧力は 600 Pa になります。
構造
大気は、下層、中層、上層、外圏の 4 つの主な層に分かれています。 下層は暖かい地域（温度約210K）です。 空気中の塵（直径1.5ミクロンの塵）と表面からの熱放射によって加熱されます。
非常に高い希薄化にもかかわらず、地球のガス状の殻内の二酸化炭素の濃度は私たちの殻の約 23 倍であることを考慮する必要があります。 したがって、火星の大気は人間だけでなく、他の地球上の生物も呼吸することができません。
真ん中のものは地球のものと似ています。 大気の上層は太陽風によって加熱され、その温度は地表よりもはるかに高くなります。 この熱により、ガスがガスエンベロープから放出されます。 外気圏は地表から約 200 km のところから始まり、明確な境界はありません。 ご覧のとおり、地球型惑星では、高度にわたる温度分布は非常に予測可能です。
木星の大気
木星の目に見える唯一の部分は、大気の雲と斑点です。 雲は上昇暖流または下降寒流に応じて赤道に平行に位置し、明るい大気と暗い大気の惑星水銀地球です。
木星の大気中には、体積比で 87% 以上の水素と約 13% のヘリウムが含まれており、メタン、アンモニア、水蒸気などの残りのガスは、10 分の 1 および 100 分の 1 パーセントのレベルの不純物の形になっています。
1気圧の圧力は170Kの温度に相当します。対流圏界面は0.1気圧の圧力と115Kの温度のレベルにあります。下にある高高度対流圏全体では、温度推移は断熱によって特徴付けることができます。水素ヘリウム環境における勾配 - 1 キロメートルあたり約 2 K。 木星の電波放射のスペクトルは、深さとともに電波の輝度温度が着実に上昇していることも示しています。 対流圏界面の上には温度逆転の領域があり、そこでは温度が 1 mbar 程度の圧力まで徐々に上昇し、約 180 K まで上昇します。この値は中間圏で維持され、あるレベルまでほぼ等温であることが特徴です。約10-6 atmの圧力で、熱圏の上で始まり、温度1250 Kの外気圏に変わります。
木星の雲
主要な層は 3 つあります。
1. 最上部は、約 0.5 気圧の圧力で、結晶性アンモニアからなります。
2. 中間層は水硫化アンモニウムからなる
3. 数気圧の圧力にある最下層は、通常の水の氷で構成されています。
一部のモデルでは、液体アンモニアからなる雲の最下層の第 4 層の存在も考慮しています。 このモデルは一般に利用可能な実験データの全体を満たしており、ゾーンとベルトの色をよく説明しています。大気のより高い位置にある明るいゾーンには明るい白色のアンモニア結晶が含まれており、ベルトよりも深いところにあるゾーンには水硫化アンモニウムの赤茶色の結晶が含まれています。
地球や金星と同様に、木星の大気中で雷が記録されています。 ボイジャーの写真に捉えられたフラッシュから判断すると、放電の強度は非常に強いです。 ただし、発生が予想よりも高い高度で検出されたため、これらの現象が雲とどの程度関連しているかは不明です。
木星の循環
木星の特徴的な動きは、熱帯と温帯の緯度の帯状循環の存在です。 循環自体は軸対称です。つまり、異なる経度での差はほとんどありません。 ゾーンやベルトにおける東風と西風の速度は 50 ～ 150 m/s の範囲です。 赤道では風は東方向に約100m/sの速度で吹きます。
ゾーンとベルトの構造は、水平方向の流れの形成が依存する垂直方向の動きの性質が異なります。 明るいゾーンでは、温度が低く、動きは上向きで、雲はより密で、より高い高度にあります。 高レベル雰囲気の中で。 温度が高く、より暗い（赤茶色の）帯では、動きは下向きで、大気のより深いところに位置し、密度の低い雲で覆われています。
木星の環
木星の輪は赤道に垂直に惑星を取り囲み、大気圏から高度 55,000 km に位置しています。
これらは 1979 年 3 月に探査機ボイジャー 1 号によって発見され、それ以来地球から監視されてきました。 メインのリングが 2 つと、特徴的なオレンジ色の非常に薄い内側のリングが 1 つあります。 環は厚さ 30 km、幅 1000 km を超えないようです。
土星の輪とは異なり、木星の輪は暗いです (アルベド (反射率) - 0.05)。 そしておそらく、隕石の性質の非常に小さな固体粒子で構成されています。 木星の環からの粒子は、(大気と磁場によって作られる障害物のせいで)環の中に長く留まらない可能性が高いです。 したがって、リングは一定であるため、継続的に補充する必要があります。 軌道がリング内にある小型衛星メティスとアドラステアは、そのような補給源であることは明らかである。 地球からは、木星の輪は赤外線でのみ見ることができます。
土星の大気
土星の大気の上層は、96.3% の水素 (体積比) と 3.25% のヘリウム (木星の大気中の 10% と比較) で構成されています。 メタン、アンモニア、ホスフィン、エタン、その他のガスの不純物が含まれています。 高層大気のアンモニア雲は木星の雲よりも強力です。 下層大気の雲は水硫化アンモニウム (NH4SH) または水で構成されています。
ボイジャーズによると、土星には強風が吹いており、装置は500メートル/秒の対気速度を記録したという。 風は主に東方向（自転方向）に吹きます。 その強さは赤道から離れるにつれて弱まります。 赤道から遠ざかると、偏西気流も現れます。 多くのデータは、大気循環が上層雲の層だけでなく、少なくとも深さ2,000 kmでも発生していることを示しています。 さらに、ボイジャー 2 号の測定では、南半球と北半球の風が赤道に対して対称であることが示されました。 対称的な流れは、目に見える大気の層の下で何らかの形で接続されているという仮定があります。
土星の大気中には、超強力なハリケーンである安定した地層が現れることがあります。 同様の天体は、太陽系の他のガス惑星でも観察されています（木星の大赤斑、海王星の大暗斑を参照）。 巨大な「グレート・ホワイト・オーバル」は約30年に一度土星に現れ、最後に見られたのは1990年だった（小型のハリケーンの方が頻繁に発生する）。
2008 年 11 月 12 日、カッシーニ カメラは赤外線で土星の北極の画像を撮影しました。 研究者たちはそれらの上で、太陽系でこれまで観察されたことのないようなオーロラを発見しました。 これらのオーロラは、紫外領域と可視領域でも観察されました。 オーロラは、惑星の極を囲む、明るく連続した楕円形の輪です。 リングは通常 70 ～ 80 度の緯度に位置します。 南の環は平均緯度 75 ± 1°に位置し、北の環は北半球の磁場がやや強いため、北極に約 1.5°近くなっています。 場合によっては、リングが楕円形ではなく螺旋形になることもあります。
木星とは異なり、土星のオーロラは、惑星の磁気圏の外側にあるプラズマ層の不均一な回転とは関係ありません。 おそらく、それらは太陽風の影響下での磁気リコネクションによって発生します。 土星のオーロラの形と外観は時間の経過とともに大きく変化します。 オーロラの位置と明るさは太陽風の圧力に強く関係しており、太陽風の圧力が高いほどオーロラは明るくなり、極に近くなります。 オーロラの平均パワーは、80～170nm（紫外線）の範囲で50GW、3～4ミクロン（赤外線）の範囲で150～300GWです。
嵐や嵐の間、土星では強力な雷の放電が観察されます。 それらによって引き起こされる土星の電磁活動は、ほぼ完全に存在しない状態から非常に強い雷雨が発生する状態まで、長年にわたり変動します。
2010 年 12 月 28 日、カッシーニはタバコの煙に似た嵐を撮影しました。 2011 年 5 月 20 日に、別の特に強力な嵐が記録されました。
天王星の雰囲気
天王星の大気は、木星や土星の大気と同様、主に水素とヘリウムで構成されています。 深いところに含まれています かなりの量水、アンモニア、メタン、つまり 特徴的な機能天王星と海王星の大気。 大気の上層では、逆の状況が観察されます。大気の上層には、水素やヘリウムより重い物質がほとんど含まれていません。 天王星の大気は、太陽系のすべての惑星大気の中で最も冷たいです。 最低気温 49K。
天王星の大気は主に 3 つの層に分けられます。
1. 対流圏-- 高度 300 km ～ 50 km (圧力が 1 bar である従来の境界は 0 と見なされます) と 100 ～ 0.1 bar の圧力範囲を占めます。
2. 成層圏-- 高度 50 ～ 4000 km、圧力 0.1 ～ 10?10 bar をカバーします。
3. 外気圏-- 高度 4000 km から惑星のいくつかの半径まで広がっています。この層の圧力は、惑星から離れるにつれてゼロになる傾向があります。
地球とは異なり、天王星の大気には中間圏がないことは注目に値します。
対流圏には 4 つの雲の層があります。境界のメタン雲は約 1.2 bar の圧力に相当します。 3〜10バールの圧力層内の硫化水素とアンモニアの雲。 20〜40バールの水硫化アンモニウムの雲、そして最後に、従来の圧力制限である50バール以下の氷の結晶の水雲です。 直接観測できるのは上部の 2 つの雲層のみですが、その下にある層の存在は理論的にのみ予測されます。 天王星では明るい対流圏雲がほとんど観察されませんが、これはおそらく惑星の深部での対流活動が低いためと考えられます。 しかし、そのような雲の観測は、最大 250 m/s に達する地球上の帯状風の速度を測定するために使用されています。
現在、天王星の大気についての情報は、土星や木星の大気よりも少ないです。 2013年5月の時点で、至近距離で天王星を研究した探査機はボイジャー2号だけだった。 現在、天王星への他のミッションは計画されていません。
ネプチューンの雰囲気
水素とヘリウムは大気の上層で発見され、特定の高度でそれぞれ 80% と 19% を占めました。 メタンの痕跡も観察されています。 メタンの顕著な吸収バンドは、スペクトルの赤色および赤外部分の 600 nm を超える波長で発生します。 天王星の場合と同様、メタンによる赤色光の吸収は、海王星の大気に青みを与える主な要因ですが、海王星の明るい紺碧は、天王星のより穏やかなアクアマリン色とは異なります。 海王星の大気のメタン含有量は天王星のものとそれほど変わらないため、青色の形成に寄与する、まだ知られていない大気の成分も存在すると考えられています。 海王星の大気は、高度とともに温度が低下する下部対流圏と、高度とともに逆に温度が上昇する成層圏の 2 つの主な領域に分かれています。 それらの間の境界である対流圏界面の圧力レベルは 0.1 bar です。 成層圏は、10 -4 ～ 10 -5 マイクロバール未満の圧力レベルで熱圏に変わります。 熱圏は徐々に外気圏に変わります。 海王星の対流圏のモデルは、海王星の対流圏が高度に応じて、さまざまな組成の雲で構成されていることを示唆しています。 上層の雲は 1 バール未満の圧力領域にあり、温度がメタンの凝縮に有利です。
1 ～ 5 bar の圧力では、アンモニアと硫化水素の雲が形成されます。 5 bar を超える圧力では、雲はアンモニア、硫化アンモニウム、硫化水素、水で構成される場合があります。 深部では、約 50 バールの圧力で、0 °C という低い温度でも水の氷の雲が存在することがあります。 この地域ではアンモニアや硫化水素の雲が見られる可能性もあります。 海王星の高高度の雲は、その下の不透明な雲層に投影される影によって観察されました。 それらの中で顕著なのは、一定の緯度で惑星の周りを「包み込む」雲の帯です。 これらの周辺グループの幅は 50 ～ 150 km で、それら自体は主要な雲層の上に 50 ～ 110 km あります。 海王星のスペクトルの研究は、海王星の下部成層圏がエタンやアセチレンなどのメタンの紫外線光分解生成物の凝縮により曇っていることを示唆しています。 成層圏では微量のシアン化水素と一酸化炭素も発見された。 海王星の成層圏は、炭化水素の濃度が高いため、天王星の成層圏よりも暖かいです。 理由は不明ですが、この惑星の熱圏は約 750 K という異常な高温になっています。そのような高温では、惑星は太陽から遠すぎて紫外線で熱圏を加熱できません。 おそらくこの現象は、大気と惑星の磁場のイオンとの相互作用の結果であると考えられます。 別の理論によると、加熱メカニズムの基礎は、大気中に散逸される惑星の内部領域からの重力波です。 熱圏には、おそらく隕石や塵などの外部源から侵入した微量の一酸化炭素と水が含まれています。
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