【第65回】学科一般・問題9（2026年1月試験）

1月は北半球が冬、南半球が夏にあたります。図では、高度約15〜20kmの熱帯域（対流圏界面）、高度約50km付近（成層圏界面）、高度約90km付近（中間圏界面）にそれぞれ気温の極小・極大がみられます。

(a)について

この記述は誤りです。対流圏では、地表面で加熱された空気が対流によって上空へ運ばれ、上昇に伴う断熱膨張などにより高度とともに気温が下がります。一方、成層圏ではオゾンが太陽の紫外線を吸収して大気を加熱するため、高度とともに気温が上がります。この境界である対流圏界面で気温が極小になります。

熱帯域は対流活動が活発で対流圏界面の高度が高く（約16〜17km）、そこまで気温が下がり続けるため、圏界面の気温は中・高緯度よりも低くなります。また、熱帯の成層圏下部には上昇流（ブリューワー・ドブソン循環の上昇域）があり、断熱冷却もこれに寄与します。対流雲の消散で潜熱が失われることが主な原因ではありません。

なお、雲が消散する（雲粒が蒸発する）際には周囲から熱が奪われますが、これは局所的な現象であり、圏界面付近の気温の極小を説明するものではありません。

(b)について

この記述は誤りです。高度約50km付近の気温の極大（成層圏界面）は、オゾンが太陽からの紫外線を吸収して大気を加熱することが主な要因です。

オゾンの数密度が最大となるのは高度20〜25km付近ですが、上空ほど紫外線が強く、また空気の密度が小さいため単位質量あたりの加熱率が大きくなり、気温の極大は高度50km付近に現れます。日射の多い夏半球（1月の南半球）で特に高温となっていることも、日射による加熱が主因であることを示しています。下降流に伴う断熱圧縮が主たる要因ではありません。

(c)について

この記述は正しいです。中間圏では、大気重力波の砕波などによって夏半球から冬半球へ向かう子午面循環が駆動されており、夏半球の極域では上昇流、冬半球の極域では下降流となっています。

このため、夏半球の高緯度の中間圏界面付近（高度約90km）では上昇流に伴う断熱膨張による冷却が働き、日射が最も多いにもかかわらず気温が地球大気で最も低くなります。図でも、1月（南半球の夏）の南半球高緯度の高度90km付近に180K以下の低温域がみられます。