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気温は、地球の大気のさまざまなレベルでの温度の尺度です。これは、入射する太陽放射、湿度、高度など、多くの要因によって左右されます。MAAT という略語は、地理的な場所の平均年間気温を表すのによく使用されます。
地表付近の気温
地球の表面付近の空気の温度は、気象観測所や測候所で、通常はスティーブンソン スクリーン(標準化され、通気性がよく、白く塗装された計器シェルター)などのシェルターに設置された温度計を使用して測定されます。温度計は、地面から 1.25 ～ 2 メートルの高さに設置する必要があります。この設定の詳細は、世界気象機関(WMO) によって定義されています。
真の日平均値は、連続記録サーモグラフィーから得ることができます。一般的には、個別の測定値（24時間ごとの測定値、6時間ごとの測定値4つなど）の平均、または1日の最小値と最大値の平均によって近似されます（ただし、後者の場合、観測時間に応じて、平均気温が真の平均よりも最大1℃低くなったり高くなったりすることがあります）。[2]
世界の平均地表気温は約14℃です。
気温と高度
気温は地球の表面からの高度によって大きく変化します。この変化が大気中に存在する 4 つの層を特徴づけます。これらの層は、対流圏、成層圏、中間圏、熱圏です。
対流圏は 4 つの層の中で最も低く、地球の表面から約 11 km (6.8 マイル) の大気圏まで広がっており、そこには対流圏界面(対流圏と成層圏の境界) があります。対流圏の幅は緯度によって異なります。たとえば、熱帯地方は一般に暖かいため、対流圏は熱帯地方で厚くなり (約 16 km (9.9 マイル))、極地方では寒いため、対流圏は薄くなります (約 8 km (5.0 マイル))。大気の温度は高度とともに、平均 1 キロメートルあたり 6.5 °C (11.7 °F) の割合で低下します。対流圏は地表に近いほど気温が高くなるため、熱と水蒸気の垂直方向の動きが大きく、乱気流が発生します。この乱気流と水蒸気の存在により、対流圏内で天候が発生します。[3] [4]
対流圏界面の次は成層圏です。この層は対流圏界面から成層圏界面まで広がっており、成層圏は高度約 50 km (31 マイル) にあります。気温は対流圏界面から高度 20 km (12 マイル) までは高度に伴って一定ですが、それ以降は高度とともに上昇し始めます。これは逆転と呼ばれ、この逆転により成層圏は乱流になりません。成層圏は太陽と紫外線を吸収するオゾン層から暖かさを受け取ります。
次の層である中間圏は、成層圏界面から中間圏（高度85km（53マイル）に位置する）まで広がっています。中間圏の温度は高度とともに低下し、地球の大気の中で最も低温になります。[5]この温度低下は、太陽から受ける放射のほとんどが熱圏によって吸収された後、減少していることに起因します。[3]
大気の第 4 層は熱圏と呼ばれ、中間圏界面から衝突大気の「上部」まで広がっています。ヴァン アレン放射線帯のレベルで強い電離放射線を受けるため、最も気温が高い場所のいくつかはここで見られます。
温度範囲
日中の最高気温から夜間の涼しさまで起こる気温の変化を日内気温変化と呼びます。気温の範囲は、1 か月または 1 年の期間に基づくこともできます。
地上レベルの大気温度範囲の大きさは、次のようないくつかの要因によって決まります。
- 平均気温
- 平均湿度
- 風の状態（強さ、持続時間、変化、温度など）
- 海などの大きな水域に近い
左の図は、南回帰線の北約60km、緯度22度に位置するブラジルのカンピナス市で記録された月ごとの気温の例を示しています。年間平均気温は22.4 ℃で、平均最低気温は12.2 ℃、最高気温は29.9 ℃です。平均気温の範囲は11.4 ℃です。[6]年間を通しての変動は小さいです（最大月平均の標準偏差は2.31℃、最低月平均の標準偏差は4.11℃）。グラフはまた、冬季に気温の範囲が広くなるという典型的な現象を示しています。
たとえば、カンピナスでは、7 月 (1 年で最も寒い月) の毎日の気温の範囲は通常 10 ～ 24 °C (14 °C の範囲) の範囲ですが、1 月には 20 ～ 30 °C (10 °C の範囲) の範囲になります。
緯度、熱帯気候、一定の穏やかな風、海沿いの立地などの効果により、平均気温の範囲が狭く、気温の変動が小さく、平均気温が高くなっています (右のグラフは、カンピナスと同じ期間に、同じくブラジルのアラカジュで撮影したもので、赤道に近い緯度 10 度に位置しています)。年間平均最高気温は 28.7 °C、平均最低気温は 21.9 °C です。平均気温の範囲は わずか 5.7 °C です。アラカジュの年間を通しての気温の変化は非常に穏やかで、最高気温の標準偏差は 1.93 °C、最低気温の標準偏差は 2.72 °C です。 [6]
最低気温の上昇
穏やかで晴れた夜の最低気温は、地上ではなく、地上数十センチの高さで発生することが観測されています。最低気温層は、インド全土の6つの気象センターの異なるスクリーン高さでの観測に基づいて1932年に初めてこの現象を報告したラクシュミナラヤナプラム・アナンタクリシュナン・ラムダスにちなんでラムダス層と呼ばれています。 [7] [8]この現象は、大気エアロゾルに対する熱放射効果と地表近くの 対流伝達 の相互作用によるものと考えられています。
地球の気温
地球全体の気温の概念は気候学でよく使われており、地表、 [9]地表付近、または対流圏の測定に基づいた地球の平均気温を表します。これらの気温記録と測定値は通常、衛星または地上の機器による気温測定によって取得され、データベースまたはコンピューターモデルを使用して編集されます。古気候における長期的な地球全体の気温は、代理データを使用して識別されます。
参照
参考文献
- ^ 1962 年の米国標準大気から得られた幾何高度と温度、圧力、密度、音速の関係。
- ^ ベイカー、ドナルド G. (1975 年 6 月)。「観測時間の平均気温推定への影響」。応用気象学ジャーナル。14 (4): 471–476。Bibcode :1975JApMe..14..471B。doi : 10.1175 / 1520-0450 (1975)014<0471:EOOTOM>2.0.CO;2。
- ^ ab Ross, Sheila Loudon (2013年3月11日)。天気と気候：入門。ドン・ミルズ、オンタリオ州、カナダ。ISBN 978-0-19-544587-9. OCLC 812064583.
{{cite book}}: CS1 メンテナンス: 場所が見つかりません 発行者 (リンク) - ^ トンプソン、ラッセルD. (1998).大気のプロセスとシステム.ラウトレッジ.
- ^ 「地球の大気：多層ケーキ」NASA。2019年10月6日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ ab 「ステーション統計」。Agritempo （ポルトガル語）。2013年10月12日時点のオリジナルよりアーカイブ。2013年10月11日閲覧。
- ^ Ramdas, LAおよびAtmanathan, S.、1932年。夜間の地表付近の気温の垂直分布。地球物理学論文、v.37、pp. 116-117。
- ^ Lake, JV (1955). 「夜間の熱バランス」. Nature . 176 (4470): 32–33. Bibcode :1955Natur.176...32L. doi :10.1038/176032b0. S2CID 4210305.
- ^ ハンセン、ジェームズ E.「GISS 表面温度分析 (GISTEMP)」。アメリカ航空宇宙局。ゴダード宇宙研究所。2011年9 月 1 日閲覧。