温かい空気は軽いのに！

質問

温かい空気は軽く、冷たい空気は重い。
なのに、上空の空気は冷たい。なぜ？
宇宙の温度が低いからそれに冷やされて？
ということは、地上〜上空の中間くらいの温度が一番高い？

温かい空気は軽いのになぜ上空は冷たいのか、一番温かい空気はどの高さにあるのか、教えてください！

回答No.5

eroero4649

https://kids.gakken.co.jp/kagaku/kagaku110/science0345/

さすが学研。分かりやすく説明してくれます。

回答No.4

p-p

＞温かい空気は軽いのになぜ上空は冷たいのか、一番温かい空気はどの高さにあるのか、教えてください！

大気が暖かくなるのは、海水や地表の温度に影響されるためです。
なので地表に近い大気が一番暖かいです。
単純にストーブあたるときに遠くより近くの方が暖かいでしょう？
空気も同じことです。

大気が上昇するのは暖かいから軽いからというのものありますが
温められた空気が上昇するときに、上昇気流が発生する為です。
暖かいから軽るいのでどんどん上昇しているわけではありません。

https://kids.gakken.co.jp/kagaku/kagaku110/science0305/

回答No.3

tetsumyi

温度とは何かが重要です。
温度とは単位堆積当たりの分子が持つ運動エネルギーです。
それで暖かい空気が上空に上がると分子１つが持つ運動エネルギーは同じでも気圧が下がるつまり空気が薄くなると単位体積あたりの分子運動エネルギーが小さくなって温度は下がります。
逆に自転車の空気を入れる時は空気を圧縮して入れるのでポンプのホースが熱を持ってくるのが触ると分かるでしょう。
また風が山を越えて吹いてくるとフェーン現象と言って異常な高温になる事は良くあることです。
断熱圧縮と断熱膨張で温度は上がったり下がったりまします。
さらに上空に行くと紫外線を吸収して温度は非常に高くなります。
https://www.isee.nagoya-u.ac.jp/50naze/taiki/3.html

回答No.2

toratora（@aasjetto）

上空には太陽光線のぬくもりが伝わらないからです
上空は、熱エネルギーが供給されにくい状況で気圧が低いため、
地上で暖められ上昇していった空気は、熱を与えられないまま強制的に減圧・膨張させられます。そのため膨張のためのエネルギーは、自らがもっていたエネルギーしかありませんので急激に温度が下がるのです。
これを断熱膨張(断熱冷却)といいます。

回答No.1

i4004i

上空と言っても、大気の各層における気温は以下の通りです。

対流圏 (0m - 約11km):

地表付近: 平均気温は約15℃ですが、場所や季節によって大きく変動します。
対流圏界面付近: 平均気温は約-56.5℃です。
成層圏 (約11km - 約50km):

対流圏界面付近: 約-56.5℃
成層圏界面付近: 約0℃
中間圏 (約50km - 約80km):

成層圏界面付近: 約0℃
中間圏界面付近: 約-90℃
熱圏 (約80km - 約800km):

中間圏界面付近: 約-90℃
熱圏の上層: 1000℃以上 (ただし、空気密度が非常に低いため、温度計で測定される温度とは異なります)
注意:

これらの気温はあくまで平均的な値であり、場所や時間によって大きく変動します。
特に熱圏では、空気密度が非常に低いため、温度は分子の運動エネルギーを表すものであり、体感温度とは大きく異なります。
上記の情報に加えて、各層の気温変化の理由も以下にまとめます。

対流圏: 地表からの熱が主な熱源であるため、高度が上がるにつれて気温が低下します。
成層圏: オゾン層が太陽からの紫外線を吸収して大気を暖めるため、高度とともに気温が上昇します。
中間圏: オゾン層からの加熱効果が弱まり、高度とともに気温が低下します。
熱圏: 太陽からのX線などを吸収するため、高度とともに気温が上昇します。
これらの情報が、大気の気温と高度の関係についてより深く理解する上で役立つことを願っています。