空気と大気の違いとは?

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    さて天気予報で大気という言葉がよく出てきますね。

     

    でも大気って何なのだろうと疑問に思ったことはありませんか?

     

    そして大気と空気の意味の違いについて理解しないまま、
    混同させて覚えてしまっている人も多いように感じます。

     

    そこでこのページでは、空気と大気の違いについて簡単に解説します。

     

    どうぞご覧ください。

     

     

     

    1.空気とは?

     

    まず空気とは何なのか見ていきましょう。

     

    空気(くうき)とは、地球の表面部分を覆っている混合気体のことを言います。

     

    例えば窒素・酸素・アルゴン・二酸化炭素・ネオン・ヘリウムなど、
    空気は他にもたくさんの種類の気体によって混合されてできています。

     

    空気が多くの種類の気体によって混合されているといっても、
    空気を占める割合のほとんどが窒素(約8割)と酸素(約2割)です。

     

    なので空気は主に窒素と酸素で構成されているといっても過言ではありません。

     

     

    また空気は混合気体ですが、基本的に人間が呼吸することができるものを空気と呼んでいます

     

    2.大気とは?

    次に大気とはどのようなものなのか見ていきましょう。

     

    大気(たいき)とは、惑星の表面を覆っている気体のことを言います。

     

    惑星と言うのは、水星・金星・地球・火星・木星・土星・天王星・海王星などのことです。

     

     

    そしてこれらの惑星自体それぞれが重力を持っていて、
    惑星周辺に存在していた気体がその重力に捕まります。

     

    大気を図にしてみるとこんな感じです。

     

     

    上の図のように惑星の持つ重力に引き寄せられた気体が、
    その惑星の周りを覆うようになります。

     

    この惑星の表面を覆う気体(気体なら何でも構いません)こそが大気です。

     

     

    気体は目で捉えることができない無色透明なものが多いので、
    重力がかからないと思っている人がいますがそれは違います。

     

    たとえ無色透明な気体であったとしても、その気体にも質量があるため重力はかかります。

     

    なので惑星の重力に捕まった気体は、惑星の表面を覆う気体である大気になってしまうんですね。

     

    惑星の表面を覆っている気体であればその気体の種類によらずそれは大気になります。

     

     

    また天気予報などで大気という言葉がよく使われていますが、
    そのときは地球の大気のことを指している場合が多いです。

     

    しかし基本的には地球の大気を指していることが多いですが、
    大気は地球に限らず他の惑星にも存在するということを覚えておきましょう。

     

    3.空気と大気の違いについて

    空気と大気の違いは、どのような視点で捉えるかによっても異なります。

     

    というのは下記の2つの場合で空気と大気の違いが変わるからです。

    • 違いその1:”地球と惑星”における捉え方の場合
    • 違いその2:”地球のみ”における捉え方の場合

     

    では空気と大気の違いについてそれぞれ見ていきましょう。

     

    違いその1:”地球と惑星”における捉え方の場合

    1つ目の空気と大気の違いは、”地球と惑星”における捉え方の場合です。

     

    ”地球と惑星”における視点で捉えた場合の空気と大気の違いは、
    地球を覆っている気体なのか惑星を覆っている気体なのかです。

     

    空気は地球の表面を覆っている気体のことで、大気は惑星の表面を覆っている気体になります。
    地球も惑星の種類の中のひとつなので、地球の大気は空気だと言えます。

     

    ただ地球の大気=空気ですが、どこの惑星でも大気=空気とは言えません。

     

    ちなみに金星や木星にも大気はありますが、その大気は空気ではありません。
    金星や木星の大気は地球の空気のように窒素や酸素で構成されているわけではないです。

     

    そしていまのところ地球以外の惑星で空気と呼べるものは発見できていません。

     

    空気と大気の違いについてイメージしやすいように簡単に図にしましたのでご覧ください。

     

     

    あくまで人間が呼吸することができる混合気体のことを空気と言っているだけです。

     

    大気だけなら金星や木星にも存在していますが、
    地球の大気(空気)と構成している気体が異なるため人間の呼吸に使用することができません。

     

    だから大気自体は地球以外の惑星(金星や木星など)にも存在しますが、
    空気という形で存在している大気は地球にしかないものになります

     

    違いその2:”地球のみ”における捉え方の場合

    2つ目の空気と大気の違いは、”地球のみ”における捉え方の場合です。

     

    ”地球のみ”の視点で捉えた場合の空気と大気の違いは、
    大気のほんの一部分なのか大気全てなのかです。

     

    地球の大気圏(大気が存在する範囲)は地表から約500km上空までありますが、
    その大気圏の中で空気と呼べるものは下層にしか存在しません。

     

    人間が呼吸できる限界が約8000mと言われているので、
    それよりも高度が高くなると人体は順応できなくなります

     

    ただこの限界というのは低酸素の状態に慣れている人(登山家など)の限界ですので、
    普通の人の高度限界はもっと下がります。

     

    低酸素の状態に慣れていない人だと約2500mぐらいから低酸素状態になり、
    頭痛・めまい・呼吸困難などに陥ってしまう可能性があるので注意が必要です。

     

    なので地球で人間が呼吸できる空気があるのは、高度約8000mまでになります。

     

    以上のことを簡単に表すと下図のようになります。

     

     

    ですので”地球のみ”における空気は高度8000mまでの大気のことを指していて、
    大気は高度500kmまでに存在する気体のこと(空気を含む)を指しています

     

     

    このように”地球と惑星”で捉えるのか”地球のみ”で捉えるのかによって、
    空気と大気の違いが少し異なるということを覚えておきましょう。

     

    以上が「空気と大気の違いとは?」でした。

     

     

    4.まとめ