高度による温度データは、国際標準大気研究所(ISA、2018)の資料を参照しています。
そのデータ以外の値は、スプライン補間を利用して求めました。

高度(km) 温度(℃)
0 15
4 -11
8 -37
12 -56.5
20 -56.5
30 -46.5
40 -22
50 -2.5
60 -26
70 -53.5
80 -74.5
110 -33.5

高度による気圧Pは次の式で求めました。

\[ P(hPa) = 1013 \cdot e^{-\frac{gMh}{RT}} \]

g = 9.80665(m/s²) 重力加速度
M = 0.028(kg/mol) 空気のモル当たりの質量
h = 高度(km)
R = 8.31432(N·m/mol·K) 理想気体定数
T = 空気の温度(K)

大気

地球を取り巻く様々な気体を「大気」といいます。大気は、地球の表面から約1,000kmの高さまで分布しており、これらの大気が占めている空間を「気圏」といいます。気圏は空気がほとんど地表近くに分布しており、上にいくほど希薄になります。

対流圏(赤道の地方で16〜18km、中緯度地方で10〜12km、極地で6〜8kmの高さ)

対流圏では、地表から放出されるエネルギーが上に上がるほど少なく到達するので、上にいくほど気温が低くなります。対流圏は全体の空気の約80%が分布しており、雲、雨、雪などの気象現象が表示されます。対流圏での気象現象が現れる理由は、空気中に水蒸気が含まれており、対流が活発に起こるからです。

成層圏(対流圏界面〜約50km)

成層圏には高さ約20〜30kmの区間にオゾン層が存在するが、オゾン層は、太陽から来る紫外線をほとんど吸収して、地球上の生物を保護します。成層圏では、上にいくほど気温が高くなります。その理由は、成層圏に分布するオゾンが紫外線を吸収して加熱されるからです。成層圏では大気が安定して対流が起こりません。

中間圏(成層圏界面〜約85km)

成層圏界面から約85kmの高さまでの区間を中間圏呼びます。中間圏には上にいくほど気温が低く、中間圏界面で気圏の気温が最も低く表示されます。中間圏には対流が起こらが、空気が希薄で水蒸気がほとんどないのために、気象現象は表示されません。また中間圏上部には流星が現れることもあります。

熱圏(中間圏界面以上)

熱圏には、太陽からのエネルギーが吸収されて、上に上がるほど気温が高くなります。熱圏は空気が非常に希薄して、昼と夜の気温差が非常に大きく、高緯度地方ではオーロラが現れることもあります。また、人工衛星の軌道はほとんど熱圏に分布します。