大気温度
垂直温度プロファイル
大気温度における太陽の役割
温室効果
リソース
地球の大気温度は赤道からの距離（緯度）と表面からの高度（高度）によって変化します。 また、時間によっても変化し、季節や昼夜で変化し、さらに気象系の通過によって不規則に変化します。 しかし、局所的な変化を地球規模で平均化すると、地球全体の平均気温のパターンが浮かび上がってくる。
垂直温度分布
大気の温度を全緯度、通年で平均すると、標準大気と呼ばれる平均的な垂直温度分布が得られる。 この平均的な鉛直温度分布は、4つの明確な層を示唆している（図1）。 対流圏と呼ばれる最初の層では、平均気温は地表の値である約290K（63°F；17℃）から着実に下がり、高度約6.2マイル（10km）で約220K（-64°F；-53℃）という最低値に達する。 この高度はトロポポーズと呼ばれ、民間ジェット機の巡航高度のすぐ上にある。 高さによる気温の減少は経過率と呼ばれ、対流圏全体でほぼ一定で、1 km あたり 43.7°F (6.5°C) です。 対流圏界面では、経過率は急激に減少する。 その後、20kmまではほぼ一定で、高度が上がるにつれて上昇し、50kmまで上昇します。 この気温が上昇する領域が成層圏である。 成層圏の最上部は成層圏界面と呼ばれ、地表の温度とほぼ同じになります。 約31～50マイル（50～80km）の間は中間圏で、気温は高度とともに再び下がり、中間圏の最上部（80km）付近で最低気温180K（-136°F；-93℃）に達します。 中間圏の上は熱圏と呼ばれ、その名の通りガス温度が高い領域である。 超高温圏（地表から約500km上空）では、ガスの温度は500〜2000K（441〜141°F、227〜727°C）にも達します。 温度は、ガス分子の運動エネルギーを示す指標である。 熱圏の分子はエネルギーは高いが、その数は非常に少なく、地表の平均的な存在量の100万分の1以下である
大気温度は、緯度と高度の関数としてプロットすることも可能である。 図2と図3は、緯度をx座標、高度をy座標として、そのようなプロットを示している。
大気温度における太陽の役割
ほとんどの太陽放射は可視光として放射され、より短い波長（紫外線）と長い波長（赤外線、熱）の部分はごくわずかである。 可視光線は大気にはほとんど吸収されないので（一部は雲で反射されますが）、ほとんどのエネルギーは地表で吸収されます。 このとき地球は暖められ、熱（赤外線）を上空に放射します。 このため大気が暖められ、火の近くに立つと暖かくなるように、地表に近い空気の層が最も暖かくなるのです。 しかし、図1を見ると、成層圏では高度が高くなるにつれて気温も高くなることがわかります。 成層圏には、大気中のほぼすべてのオゾンが存在します。 オゾン（O3）と酸素分子（O2）は、太陽の短波長の紫外線の大部分を吸収する。 その際、オゾンは分解され、絶えず変化しています。 その結果、オゾン分子は紫外線を熱エネルギーに変え、層を加熱し、成層圏で観察される温度プロファイルの上昇を引き起こす。 しかし、熱圏は非常に高いエネルギーの短波長の紫外線やX線の太陽放射を受けている。 このレベルにある原子や分子は、このエネルギーを吸収すると、電離
したり、解離（分子が構成原子に分解されること）したりする。 特に太陽が短波長の放射線を大量に発している間は、このエネルギー砲撃によってガス層は強く加熱されます。
温室効果
太陽エネルギーだけが大気温度を決定しているわけではありません。 上記のように、地球表面は可視領域の太陽放射を吸収した後、
KEY TERMS
温室効果-大気中に存在する特定のガスが地球からの再放射熱を取り込む結果、地球の大気が温まること
赤外線放射-可視光に似ているが波長がわずかに長い放射。
経過率 – 大気が高度の上昇とともに冷却される速度で、1kmあたりの温度単位で表される。
中間圏 – 大気の第3層で、高度約50～80kmの間にあり、経過率は小さいのが特徴。
成層圏 – 季節と緯度に依存する、高度5～10.6マイル（8～17km）以上で約31マイル（50km）まで広がる大気上層の層。
熱圏 – 大気の最上層で、高度約80kmから始まり、数百マイルまたは数kmの宇宙空間まで広がっている。
対流圏 – 地球の表面から15マイル（24km）上空までの空気の層で、下層大気としても知られています。
紫外線 -可視光線に似ているが、波長が短く、したがってエネルギーが高い放射。
X線 -最も短い紫外線よりも波長の短い光線。 大気中のいくつかの気体は、この熱放射を吸収し、地表に戻ることも含め、あらゆる方向に再放射します。 これらの温室効果ガスは、赤外線を大気中に閉じ込め、その温度を上昇させる。 温室効果ガスには、水蒸気（H2 O）、二酸化炭素（CO2）、メタン（CH4）などがあり、その代表的なものは、水蒸気（H2 O）、二酸化炭素（CO2）、メタン（CH4）です。 温室効果ガスがない場合、地球の表面温度は平均で約32℃低くなると言われています。 この温度は水の凝固点よりはるかに低いため、温室効果がなければ、地球は生命にとってはるかに不利になります。
温室効果ガスは地球上の生命にとって不可欠ですが、多ければよいというわけではありません。 19世紀半ばに産業革命が始まって以来、人類は化石燃料を燃やすことによって、大気中に放出する二酸化炭素の量を増やしてきた。 遠隔地の大気中で測定される二酸化炭素のレベルは、1958年に記録を取り始めて以来、継続的な上昇を示している。 もし、二酸化炭素の増加に伴って気温も上昇すれば、極地の氷が溶けて海が膨張し、沿岸の都市が海に覆われたり、気候が変化して絶滅したり、風や天候が変化して農業に大きな打撃を与えたりする可能性がある。 温室効果ガスの増加がもたらす変化の予測は複雑である。 大気、海、大陸、氷冠の相互作用は完全には解明されていない。 放出された二酸化炭素の一部が海洋に吸収され、最終的に炭酸塩岩（石灰岩など）として堆積することは知られているが、これが安定したプロセスであるか、現在の二酸化炭素の生産量に追いつくことができるかどうかは分かっていない
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