一般財団法人環境イノベーション情報機構

環境用語 混合層

作成日 | 2017.07.18  更新日 | 2017.07.18

混合層

コンゴウソウ   【英】Mixed Layer  

解説

一般に気体も液体もその密度は温度に依存し、高温では密度が小さく、低温では大きくなる。密度が小さくなると軽く、密度が大きくなると重くなる。大気圏下層の対流圏では、地表で暖められた気体は軽くなり上昇するが、上昇とともに圧力が下がるので気体は膨張し同時に温度も下がる(断熱膨張。100mの上昇で0.6℃低下する)。上昇を続けるとこの作用により温度が下がり密度が増すため重くなり下降を開始する。すなわち、地表付近で暖められた大気は上昇し、上空で冷やされた大気は下降するため、上下混合が起きる。

高度11000mまでは、断熱膨張で上昇とともに温度が下がるが、この高度を超えた成層圏では高度とともに温度が上昇するので、上下混合は起きにくい。このため、成層圏以下の大気は対流圏と呼ばれる混合層を形成する。一方、冬季の晴天時などは夜間に放射冷却により地表付近の気温が下がるため、対流が起きずに安定した成層になる場合があり、これを接地逆転層と呼び、ロンドンスモッグなど大気汚染を深刻化する場合がある。

水域では、表層で大気と接しているので、表層の水温の変化が大きく、深度を増すとともに一般的に水温は低下するとともに変化も少なくなる。冬季表層の気温が低下すると表層水が冷やされ重くなるため沈降し、上下混合が盛んとなる。一方、表層気温の上昇とともに密度が下がり沈みにくくなるため混合する深さは浅くなる。この上下混合が起きる範囲を混合層と呼ぶ。夏季等表層の水温が上昇すると沈降が起きなくなる(温度躍層の項参照)。(2017年7月作成)

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