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地球情報論Ⅰ
第２回：太陽系と惑星大気
今日の与太話

雹を見ました




ネパールで
昨年の春
直径1cmくらい
雷とともに
前回の問題

興味のある現象


台風やハリケーン・オゾン層・地球温暖化とその
予測・しんきろう・オーロラ・雷・四季・虹・霧・陽
炎・積乱雲・竜巻やトルネード・嵐・青天の霹靂
（晴れた日の雷）・梅雨・気圧変化が起こる理由・
モンスーン・ダイヤモンドダスト・スコール・狐の嫁
入り（天気雨）・日照り
要望

楽しく・旅行報告・ゆっくり・計算は簡単に・寒い・・
今日の話

太陽系の中の地球



太陽・惑星（水・金・地・火・木・・・）・衛星
太陽とはなにか・太陽からの電磁波
太陽・地球以外の惑星・地球の大気



太陽の大気
惑星大気の特徴とその比較
地球大気の特徴
太陽系の構造


太陽系←太陽・惑星
太陽

大きくて重い


地球の332946倍
惑星

軽いので太陽をほぼ円
軌道で回っている

地球の318倍(木星)
太陽系の構造

太陽



自力で光る
表面温度6000度
惑星


太陽に照らされて光る
／暖められる
太陽に近い惑星の方
が熱くなる
太陽の構造

太陽は何でできてい
る？


水素とヘリウム
水素は高温になると、核
融合反応によって結合
してヘリウムになり、そ
のときに巨大なエネル
ギーを放出する
太陽の構造

太陽の内部構造（図
1.1）


太陽の中心部で核融合
反応（100万℃）
太陽の表層が高温のた
めに輝く（6000℃）
太陽の表面から放射されるもの

電磁波（X線・紫外線・光・電波）


エネルギーの高い電磁波は、危険である
太陽風（高温の荷電粒子の流れ）

直接受けると危険である
電磁波とはどういうものか

電磁波とは電気と磁気の波
＋
－
＋
－
＋
－
＋
光の速度で伝わる
2.9979×108[m/s]
－
電磁波の波長λ

波長とは波頭の間の距離
波長（λ[m]）
＋
－
＋
電磁波＝光

電磁波は波長によって
名前が付く（図1.2）




X線・紫外線
目に見える光（可視光
線）も電磁波の一種
赤外線
電波（マイクロ波・テレビ
電波・ラジオの電波）
電磁波とスペクトル

電磁波の種類
周波数
大きい
小さい
可視
紫外
赤外
短い
長い
波長
可視光線の波長：
0.4-0.8μ
可視光線も赤外線も
全部電磁波！
可視光線を虹色にわける

白い太陽光→虹色に分かれる
波長長い
赤
緑
プリズム
青
太陽が放射する電磁波

太陽が放射する電磁波
（図5.9）


約半分は可視光線
高エネルギーのX線や
紫外線



大部分大気上層で吸収
される
近赤外線
日射は地球表面に熱を
与える
2種類の惑星


急に遠くなる
地球型惑星
木星型惑星
急に巨大になる

何で比べるか




公転半径
赤道半径
密度
大気成分
元素の
復習
水にも浮
いてしまう
急に軽くなる
二酸化炭
素・酸素・
窒素
水素・ヘリ
ウム・メタン
今日の問題（その１）
1. [表1.1]から気づくことをいくつでも挙げてく
ださい
受講カードの
表面にどうぞ
物質の成り立ちと元素
C
H
He
Fe
Si
N
O
Al
元素のいろいろ
1
56
→
軽
い
→
軽
い
重
い
重
い
238
元素の組み合わせと分子
H
H
O
H
O O
He
Fe Fe
Fe Fe
O
H
H
C
O
N N
Si
O Al
物質はなんでできているか
物質の根源
物
質
分
子
軽い：陽子や中性
子の1836分の1
原
子
原
子
核
陽
子
＋
中
性
子
電
子
－
素粒子
素粒子の組み合わせと元素
水素
酸素
素粒子が多い
ほど重くなる
鉄
ウラン
ヘリウム
太陽と地球の構成元素のちがい




表1.3
(b)と(c)の比較
H, He
O, Si, Fe
H
H
He
O
He
O
Si
Si
Fe
Fe
元素の組み合わせと分子
大気
H
H
太陽
H
O
O O
He
Fe Fe
Fe Fe
H
O
N N
核
O
C
Si
O Al
H
海(水)
岩石
地球型・木星型惑星の大気成分

地球型惑星



二酸化炭素
窒素・酸素
木星型惑星



水素
ヘリウム
太陽に似ている
地球型惑星の比較[表1.2]

金星の特徴


二酸化炭素が大部分
非常に気圧と気温が高い


火星の特徴



大気の量が地球に比べて非常に多い
二酸化炭素が大部分だが大気の量は少ない
低温・低圧で、水は凍っている
地球大気の特徴は

二酸化炭素は少なく、窒素と酸素が主成分
地球大気の成分の特徴

窒素と酸素が多い



酸素の比率は？
アルゴン・二酸化炭素
水蒸気

場所によって大きく異
なる
まとめ

太陽と惑星


巨大な太陽
2種類の惑星




太陽と惑星の成分[表1.1,1.3]

地球型／木星型

自力で光る太陽
2種類の惑星[表1.1]


地球型：太陽から近・小さめ・
密度大・CO2や酸素の大気
木星型：太陽から遠・大きめ・
密度小・水素ヘリウムの大気

地球型惑星の大気[表1.2]




地球型：岩石や鉄が主成分
で、水素やヘリウムは微量
太陽と木星型：水素やヘリウ
ム・微量の鉄や岩石
金星：二酸化炭素（多）
地球：窒素と酸素
火星：二酸化炭素（少）
こうなった理由は次回に
今日の問題（その２）
2. 以下のうち間違っているものを一つあげよ
① 地球大気で一番多いのは酸素である
② 金星大気で一番多いのは二酸化炭素である
③ 木星の大気は二酸化炭素より水素を多く含む
3. 太陽の重さは地球の約300000倍である。
太陽に含まれる鉄の重さは地球に含まれる
鉄の重さの何倍か。珪素の場合はどうか。
(表1.3を用いて考える)
受講カードの
裏面にどうぞ
次回「太陽系と大気の歴史」





地球大気の形成
地球大気の変遷
来週（4/29）：GW休日
再来週（5/6）：講義をやります
その次（5/13）：休講→補講は改めて連絡
おまけ：飛行機からみた雲

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