スケールハイトは、絶対に出ないと思ったのですがね、、、
逆に11月試験に出たから、来年6月の私が受ける試験には絶対に出ないであろう
「スケールハイト」って、なぜ天文のテキストに載っているのか、何重かの？でした
過去問に出て来ることはなく、まあそんな扱いなのだろう,,,と。
スケールハイトは「惑星の大気構造」という節に出てくる言葉です。
この節は基本的に地球を扱っています。
天文学テキストとしては惑星の大気を扱いたいのだけれども、惑星大気はそれほどわかってはいないので、将来的に惑星の大気も分かってくるはずなので、大気一般の研究方法を地球を例に説明しておこうか,,,という感じの扱いです。
スケールハイトという言葉をwikiで調べると、
「スケールハイト（英語: Scale height）とは、大気力学においてある量が指数関数的に減少するときの距離を表す量である。」
一級テキストを読んでも同じような記載でパッと読んで中身がわかるようなものではありません。
私の理解では、地表付近の気圧が「1/e」に減少する高さのことです。
この「1/e」にどういう意味があるのかそのうちに理解したいと思います。
上図では円柱になっていますが、地表から上空に向かって空気が円柱状に繋がっているとした時、微小円柱を見ると上下面の圧力差は微小円柱の重量になり、微分方程式を解くと一つにまとまった定数としてスケールハイトが出てきます。
スケールハイトにはいくつかの表記法があるみたいです。
左が公式テキスト、右がwikiです。
Rは気体定数、μは平均分子量、kはボルツマン定数,,,定数換算で同じ意味になります
上の2式ともTに比例して、gに反比例します。
スケールハイトの定義と比べると、答えは①になります。
今回、この試験問題を見た時に、実はスケールハイトの式は覚えていませんでした。ただし、スケールハイト自体、地球の条件で算出されているが惑星大気にも使えるものである理解していました。そういう意味でgは惑星個々の値になります。
試験問題はTとgが比例なのか反比例なのかを答えなさいという問題です。
Tについては、温度が高くなると気体は軽くなるからHも大きくなるはず
gについては、重力加速度で大きくなれば重くなりHは小さくなるはず
これで無事に解けました。
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Tropophere：対流圏、Stratosphere：成層圏、Mesophere：中間圏
Thermosphere：熱圏で、「pause」とあるのは圏と圏の界面のこと
上のグラフ横軸は温度です。
地球大気を見ると対流圏と中間圏で200度付近で「結構熱いな」と一瞬思ってしまいましたが、ケルビン表示で200kなので摂氏だとマイナス70度。
「惑星の大気構造」で次回以降出るものを二つ考えています。
一つは単純に、上記の対流圏成層圏中間圏熱圏の順番。
もう一つは、地球大気が熱圏で1000k付近まで温度が急上昇している理由。
前者は覚えるだけです。
後者は熱圏でのオゾン層の生成と分解の過程で紫外線が大気に吸収されるから。
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ちなみにこの問題1問を解いた後で、テキストの「惑星の大気構造」の節を通読
当面はこのような勉強を継続予定。
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金閣寺の金箔が灰色っていうのもね、、、
実は金がキンイロに見えるのは一般相対論なんですよね。
私はこのYoutubeを見た時に相対論のことを言っているのかな,,,と思いましたが、
ちなみに私のGoogleのアイコンは金の延べ棒です,,,