ホモスフィアとヘテロスフィアの違いは何ですか

ホモスフィアとヘテロスフィアは大気の2つの層です。それらは高度に応じて異なるガス濃度を持っています。ただし、ホモスフィア内のガスの組成に大きな変動はありません。しかし、異圏圏のガスの組成には大きなばらつきがあります。したがって、ホモスフィア内のガスは均質な混合物の形であり、ヘテロスフィア内のガスは層の形で発生します。

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ホモスフィアとは

ホモスフィアは地球の大気の最下部であり、地球の表面とヘテロスフィアの上部の間にあります。それは大気であり、約100 km（60マイル）以下で発生します。ホモスフィアの主な特徴は、乱流混合または渦拡散の結果としてのガスの均一な混合物の存在です。したがって、ホモスフィア全体の空気のバルク組成は均一です。

図1：高さ別の大気組成

対流圏

対流圏は最下層であり、高度約11kmまで地中に存在します。水蒸気とエアロゾルの総質量の99％が含まれています。その上、対流圏内の上昇する暖かい空気は、ガスを垂直に混合するより高い冷たい空気に取って代わります。したがって、対流圏は、ほぼすべての気象条件が発生する大気の一部です。また、商用航空機は対流圏を飛行します。

図2：ホモスフィアの層（オレンジ層：対流圏、白い層：成層圏、青い層：中間圏）

成層圏

成層圏はホモスフィアの中間層であり、高度約15kmから50kmの間にあります。この層では、気温は高度とともに上昇します。また、オゾン層は成層圏（約18〜20 km以上）にあります。そして特に、Oの濃度₃ 大気の他の部分よりもはるかに高いです。その結果、これはほとんどの紫外線が大気の下層に浸透するのを防ぎます。超音速ジェットは、ホモスフィアのこの層を飛行します。

中間圏

中間圏はホモスフィアの最上層であり、およそ50kmから80kmまで伸びています。成層圏とは対照的に、中間圏の高度が上がると気温は下がります。これは、希薄な大気による日射の吸収が減少し、COによる冷却が増加するためです。₂ 放射放出。通常、中間圏は中間圏界面で終わります。中間圏界面は、地球の大気の中で最も寒い部分で、気温は-143°C（-225°F; 130 K）未満です。この層には、宇宙から地球の大気圏に入る小さな物質である流星が存在します。

ヘテロスフィアとは

ヘテロスフィアは、地球の大気の最上層です。高度約100kmから始まり、大気圏の外側まで伸びています。ヘテロスフィアでは、ガスは高度の上昇に伴う分子拡散によって層に分離します。また、重い分子はヘテロスフェアの下層に留まる傾向があり、軽い分子は上層に留まる傾向があります。通常、窒素、酸素、ヘリウム、水素がヘテロスフィアの主成分です。ただし、昼と夜の周期、太陽活動、地磁気活動、および季節周期は、拡散に加えて、異圏圏の密度分布に影響を与える他の要因です。

熱圏

熱圏はヘテロスフィアの下層で、80kmから460kmにあります。中間圏の真上と外気圏の真下にあり、約90kmから500から1,000kmの範囲にあります。この層では、高エネルギーの太陽放射の吸収の結果として、気温が高度とともに上昇します。

図3：地球の大気中の拡散が制限された水素の脱出

外気圏

外気圏は、大気が宇宙に変わる異圏の最上層です。したがって、それは地球または自然衛星を取り巻く、薄い大気のようなボリュームです。特に、この層の密度は低すぎて、分子が互いに衝突してガスとして振る舞うことはできません。しかし、それらは重力によってコアに結合して存在します。また、二酸化炭素と水素は主に外気圏で発生するガスです。外気圏の下部境界は外気圏と呼ばれ、500〜1,000kmの範囲です。一方、外気圏の上限は、水素原子に対する太陽放射圧の影響が地球の引力の影響を超える距離まで伸びています。一般的に、それは月までの半分の距離で起こります。

ホモスフィアとヘテロスフィアの類似点

ホモスフィアとヘテロスフィアの違い

意味

ホモスフィアとは、大気の下部、最大約60マイルを指し、その組成に大きな変化はありません。一方、ヘテロスフィアとは、約60マイルを超える大気の上部を指し、その組成には大きなばらつきがあります。

高度

ホモスフィアは大気の60マイルまで発生しますが、ヘテロスフィアは地球から60マイル以上離れた場所で発生します。

地域

ホモスフィアの3つの領域は対流圏、成層圏、中間圏であり、ヘテロスフィアの2つの領域は熱圏と外気圏です。

ガスの組成の程度

ホモスフィア内のガスの組成には大きな変動はありませんが、ヘテロスフィア内のガスの組成には大きな変動があります。

ガスの組成

ホモスフィアには、窒素や酸素などの重いガスが多く含まれていますが、ヘテロスフィアには、水素やヘリウムなどの軽いガスが多く含まれています。

意義

ホモスフィア内のガスは均質な混合物の形で発生しますが、ヘテロスフィア内のガスは層の形で発生します。

風による混合

風はホモスフィアでガスを高度に混合しますが、風はヘテロスフィアでガスを混合する影響が少なくなります。

反応性

ホモスフィア内のガスはより高い反応性を示しますが、対照的に、ヘテロスフィア内のガスはより低い反応性を示します。

結論

ホモスフィアは、大気の2つの層のうちの1つであり、地球の表面から最大60マイル離れた場所で発生します。また、風による連続混合により、ガスの均一な混合物が含まれています。主に酸素や窒素などの重質ガスが含まれています。混合性が高いため、ガス間の反応性が高くなります。対照的に、ヘテロスフィアは大気の2番目の層であり、ホモスフィアの上に発生します。それは主に層の形でより軽いガスを含んでいます。したがって、ガス間の反応性が低くなります。したがって、ホモスフィアとヘテロスフィアの主な違いは、それらの高度とガスの組成です。

参照：

1.「Ktwenzelによるホモスフィアとヘテロスフィア」。インフォグラム、こちらから入手可能2。「地球の大気の層。」科学教育センター。 UCAR、こちらから入手できます。

画像提供：

1.「高さによるMsis大気組成」アマウレア–コモンズウィキメディア経由の自作（CC0）2。「エンデバーシルエットSTS-130」コモンズウィキメディア経由のNASA /第22次長期滞在クルー（パブリックドメイン）3。「拡散制限エスケープ3」 Nickwogan著– Commons Wikimediaによる自作（CC BY-SA 4.0）