ここ地球上では、私たちは自分たちの雰囲気を当たり前のように考える傾向があり、理由がないわけではありません。私たちの大気には、窒素と酸素（それぞれ78％と21％）が微量に含まれ、水蒸気、二酸化炭素、その他の気体分子が混じっています。さらに、高度が8.5 kmにも及ぶ大気圧101.325 kPaを享受しています。
つまり、私たちの雰囲気は豊かで、生命を維持しています。しかし、太陽系の他の惑星はどうですか？それらは大気組成と気圧の点でどのように積み重なるのですか？人間が呼吸することができず、生命をサポートできないことを知っています。しかし、これらのロックとガスのボールと私たちのボールの違いは何ですか？
手始めに、太陽系のすべての惑星はある種または別の種類の大気を持っていることに注意すべきです。これらの範囲は、信じられないほど薄くて希薄（水星の「外気圏」など）から、信じられないほど密度が高く強力なものまであります。これは、すべてのガスジャイアントに当てはまります。そして、惑星の組成に応じて、それが地球のものであるか、ガス/氷の巨人であるかに関係なく、その大気を構成するガスは、水素とヘリウムのいずれかから、酸素、二酸化炭素、アンモニア、メタンなどのより複雑な元素までさまざまです。
マーキュリーの雰囲気：
水銀は熱く、小さすぎて雰囲気を保つことができません。ただし、水素、ヘリウム、酸素、ナトリウム、カルシウム、カリウム、水蒸気で構成され、圧力レベルが約10の希薄で変動する外気圏があります。-14 バー（地球の大気圧の1千分の1）。この外気圏は、太陽から捕獲された粒子、火山のガス放出、および隕石の衝突によって軌道に蹴り出された破片から形成されたと考えられています。
実行可能な雰囲気がないため、水星には太陽からの熱を保持する方法がありません。これとその高度な離心率の結果として、惑星はかなりの温度変化を経験します。一方、太陽に面する側は最大700 K（427°C）の温度に達することができますが、影のある側は100 K（-173°C）に下がります。
金星の雰囲気：
金星の表面観測は、主に二酸化炭素と少量の窒素で構成される非常に密度の高い大気のため、これまで困難でした。 92 bar（9.2 MPa）では、大気の質量は地球の大気の93倍であり、惑星の表面の圧力は地球の表面の圧力の約92倍です。
金星はまた、太陽系の中で最も暑い惑星であり、平均表面温度は735 K（462°C / 863.6°F）です。これは、二酸化硫黄の厚い雲とともに、太陽系で最も強い温室効果を生み出す、COに富む大気によるものです。密なCO2層の上では、主に二酸化硫黄と硫酸の液滴からなる厚い雲が太陽光の約90％を宇宙に散乱します。
もう1つの一般的な現象は、金星の強風で、雲の頂上で最大85 m / s（300 km / h; 186.4 mph）の速度に達し、地球の4〜5日ごとに惑星を一周します。この速度では、これらの風は惑星の自転の速度の60倍まで移動しますが、地球の最速の風は惑星の自転速度の10〜20％にすぎません。
金星の接近飛行は、その密集した雲が、地球の雲のように稲妻を生み出すことができることも示しました。それらの間欠的な外観は、天候活動に関連するパターンを示しており、落雷率は地球上のそれの少なくとも半分です。
地球の大気：
窒素、酸素、水蒸気、二酸化炭素、その他の微量ガスで構成される地球の大気も、5つの層で構成されています。これらは、対流圏、成層圏、中間圏、熱圏、および外圏で構成されています。原則として、気圧と密度は減少します。高い方が大気に入り、遠方が表面から離れます。
地球に最も近いのは対流圏で、地表から0〜12 km〜17 km（0〜7および10.56 mi）の範囲です。この層には地球の大気の質量の約80％が含まれており、ほぼすべての大気中の水蒸気または湿気がここにも含まれています。その結果、地球のほとんどの天候が起こる層です。
成層圏は、対流圏から高度50 km（31マイル）まで広がっています。この層は、対流圏の上部から成層圏一時停止まで延びています。成層圏一時停止は、高度が約50〜55 km（31〜34 mi）です。この大気の層には、比較的高濃度のオゾンガスを含む地球の大気の一部であるオゾン層があります。
次は中間圏です。これは海抜50から80 km（31から50 mi）の距離から伸びています。地球上で最も寒い場所で、平均気温は約-85°C（-120°F; 190 K）です。大気の2番目に高い層である熱圏は、高度約80 km（50マイル）から、高度500〜1000 km（310〜620 mi）のサーモポーズまで続きます。
熱圏の下部である80〜550キロメートル（50〜342 mi）には電離層が含まれています。これは、大気中で粒子が太陽放射によって電離されるため、このように呼ばれています。この層は完全に雲一つなく、水蒸気もありません。また、この高度で、オーロラボレアリスとオーララオーストラリスとして知られている現象が発生することが知られています。
地球の大気の最外層である外気圏は、海抜約700 kmの高度で熱圏の上部にあるエキソベースから約10,000 km（6,200 mi）まで伸びます。外気圏は宇宙空間の空と融合し、非常に低密度の水素、ヘリウム、および窒素、酸素、二酸化炭素を含むいくつかの重い分子で主に構成されています
外気圏は、気象現象が起こり得ないほど地球上に位置しています。ただし、Aurora BorealisとAurora Australisは、外気圏の下部で発生し、熱圏にオーバーラップすることがあります。
地球の平均表面温度は約14°Cです。しかし、すでに述べたように、これは異なります。たとえば、地球上でこれまでに記録された最も暑い気温は70.7°C（159°F）で、イランのラト砂漠で測定されました。一方、地球上でこれまでに記録された最も低い温度は南極高原のソビエトボストーク基地で測定され、-89.2°C（-129°F）の歴史的な最低気温に達しました。
火星の雰囲気：
惑星火星は、酸素と水の痕跡とともに、96％の二酸化炭素、1.93％のアルゴン、1.89％の窒素で構成される非常に薄い大気を持っています。大気は非常に埃っぽく、直径1.5マイクロメートルの微粒子が含まれています。これにより、表面から見ると火星の空が黄褐色になります。火星の気圧の範囲は0.4〜0.87 kPaで、これは海面における地球の約1％に相当します。
薄い大気と太陽からの距離が大きいため、火星の表面温度は、地球で私たちが体験するよりもはるかに低温です。惑星の平均気温は-46°C（51°F）で、冬の極では-143°C（-225.4°F）で、夏の最高気温は35°C（95°F）です。赤道で正午。
また、この惑星では砂塵嵐が発生し、小さな竜巻に似たものになる可能性があります。ダストストームは、ダストが大気中に吹き込まれ、太陽から加熱されるときに発生します。暖かいほこりで満たされた空気が上昇し、風が強くなり、幅が数千キロにも及ぶ嵐が発生し、一度に数か月間続くことができます。彼らがこれほど大きくなると、彼らは実際に表面のほとんどを視界から遮ることができます。
火星の大気でも微量のメタンが検出されており、推定濃度は約30 ppbです。それは拡張プルームで発生し、プロファイルはメタンが特定の地域から放出されたことを示唆しています-最初の地域はイシディスとユートピアプラニティア（30°N 260°W）の間にあり、2番目はアラビアテラ（0°N 310°）にありますW）。
アンモニアも火星で暫定的に検出されました 火星エクスプレス 衛星ですが、寿命は比較的短いです。何がそれを生み出したかは明らかではありませんが、火山活動が考えられる源として示唆されています。
木星の雰囲気：
地球のように、木星はその北極と南極の近くでオーロラを経験します。しかし、木星では、オーロラ活動ははるかに激しく、めったに停止しません。強烈な放射、木星の磁場、木星の電離層と反応するイオの火山からの豊富な物質は、本当に壮観な光のショーを作り出します。
木星はまた、激しい気象パターンを経験します。ゾーンジェットでは100 m / s（360 km / h）の風速が一般的で、時速620 kph（385 mph）に達することもあります。嵐は数時間以内に形成され、一晩で直径数千kmになることがあります。 1つの嵐である大赤斑は、少なくとも1600年代後半から激怒しています。嵐はその歴史を通して縮小し拡大してきました。しかし、2012年に、ジャイアントレッドスポットが最終的に消える可能性があることが示唆されました。
木星は、アンモニアの結晶とおそらく水硫化アンモニウムで構成される雲で永久に覆われています。これらの雲は対流圏界面に位置し、「熱帯地域」と呼ばれる異なる緯度の帯に配置されます。雲の層は約50 km（31マイル）の深さで、少なくとも2つの雲のデッキで構成されています。厚い下側のデッキと薄い透明な領域です。
木星の大気で検出された稲妻の閃光が示すように、アンモニア層の下には薄い層の水雲が存在する可能性があります。これは、稲妻に必要な電荷分離を生み出す水の極性によって引き起こされるものです。これらの放電の観測結果は、地球上で観測されたものの最大1000倍の電力になる可能性があることを示しています。
土星の雰囲気：
土星の外気には、体積で96.3％の分子状水素と3.25％のヘリウムが含まれています。ガスジャイアントには、より重い元素が含まれていることも知られていますが、水素とヘリウムに対するこれらの比率は不明です。それらは太陽系の形成からの原始的な豊度と一致すると仮定されています。
土星の大気からも、微量のアンモニア、アセチレン、エタン、プロパン、ホスフィン、メタンが検出されています。上の雲はアンモニア結晶で構成されていますが、下の雲は水硫化アンモニウム（NH4SH）または水。太陽からの紫外線放射は上層大気でメタンの光分解を引き起こし、一連の炭化水素化学反応を引き起こし、生成された生成物は渦と拡散によって下方に運ばれます。
土星の大気は木星に似た縞模様を示しますが、土星の帯は赤道付近ではるかに薄く、幅広です。木星の雲層と同様に、それらは上層と下層に分かれており、深度と圧力に基づいて組成が異なります。上層雲層では、温度が100〜160 K、圧力が0.5〜2 barで、雲はアンモニア氷で構成されます。
水氷の雲は、圧力が約2.5バールのレベルから始まり、温度が185〜270 Kの9.5バールまで下がります。この層には、水硫化アンモニウムの氷の帯があり、圧力範囲は3〜6です。最後に、圧力が10〜20 bar、温度が270〜330 Kである下層には、水溶液中にアンモニアを含む水滴の領域が含まれています。
時折、土星の大気は、木星で一般的に観察されるものと同様に、長寿命の楕円形を示します。木星には大赤斑がありますが、土星には定期的に大白斑（別名、大白楕円）と呼ばれるものがあります。このユニークで短命な現象は、北半球の夏至の頃に土星年に1回、地球ではおよそ30年に1回発生します。
これらのスポットは幅が数千キロメートルにも及ぶ可能性があり、1876年、1903年、1933年、1960年、および1990年に観測されました。カッシーニ宇宙探査機。これらの嵐の周期的な性質が維持されている場合、2020年頃に別の嵐が発生します。
土星の風は、海王星に次いで、太陽系の惑星の中で2番目に速いです。ボイジャーのデータは、500 m / s（1800 km / h）のピーク東風を示しています。土星の北極と南極も荒天の証拠を示しています。北極では、これは六角形の波パターンの形をとりますが、南は大規模なジェットストリームの証拠を示しています。
北極の周りに持続する六角形の波のパターンは、 ボイジャー 画像。六角形の各辺の長さはそれぞれ約13,800 km（8,600 mi）（地球の直径よりも長い）であり、構造物は10h 39m 24sの周期で回転します。この周期は、土星の内部。
一方、南極渦は、最初にハッブル宇宙望遠鏡を使用して観測されました。これらの画像は、ジェットストリームの存在を示していますが、六角形の定在波は示していません。これらの嵐は550 km / hの風を発生させると推定されており、地球と同等の大きさであり、何十億年もの間続いていると考えられています。 2006年、カッシーニ宇宙探査機はハリケーンのような嵐を観測しました。この嵐ははっきりと定義されています。このような嵐は、地球以外のどの惑星でも、木星でも観測されていませんでした。
天王星の雰囲気：
地球と同様に、天王星の大気は、温度と圧力に応じて、層に分かれています。他の巨大ガスと同様に、惑星にはしっかりした表面がありません。科学者は、表面を大気圧が1バール（海面で地球上で見られる圧力）を超える領域として定義します。リモートセンシング機能にアクセスできるもの（1バーのレベルより約300 km下まで伸びるもの）も、大気と見なされます。
これらの参照ポイントを使用して、天王星の大気を3つの層に分けることができます。 1つ目は対流圏で、高度は地表から-300 kmから50 kmの高度であり、圧力範囲は100〜0.1 bar（10 MPa〜10 kPa）です。 2番目の層は成層圏で、50〜4000 kmに達し、0.1〜10の間の圧力を受けます。-10 バー（10 kPa〜10 µPa）。
対流圏は天王星の大気中で最も密度の高い層です。ここでの温度範囲は、ベース（-300 km）での320 K（46.85°C / 116°F）から50 kmでの53 K（-220°C / -364°F）で、上部が最も寒いです。太陽系で。対流圏界面領域は、天王星の熱赤外線放射の大部分を担っています。したがって、59.1±0.3 Kの実効温度を決定します。
対流圏内には雲の層があります。最低圧力の水雲とその上に水硫化アンモニウム雲があります。次にアンモニアと硫化水素の雲があります。最後に、薄いメタン雲が上にありました。
成層圏では、温度範囲は上部レベルで53 K（-220°C / -364°F）から熱圏の底面で800から850 K（527 – 577°C / 980 – 1070°F）の範囲です。主に日射による暖房のおかげです。成層圏にはエタンスモッグが含まれており、惑星の鈍い外観に寄与する可能性があります。アセチレンとメタンも存在し、これらのヘイズは成層圏を暖めるのに役立ちます。
最外層の熱圏とコロナは、地表から4,000 kmから50,000 kmもの高さまで広がっています。この領域の温度は800〜850（577°C / 1,070°F）の均一な温度ですが、科学者は理由を知りません。太陽から天王星までの距離が非常に長いため、吸収される太陽光の量が主な原因になることはありません。
木星や土星と同様に、天王星の天候は同様のパターンに従っており、システムは惑星の周りを回転するバンドに分割され、上層大気に上昇する内部熱によって駆動されます。その結果、天王星の風は最大900 km / h（560 mph）に達する可能性があり、2012年にハッブル宇宙望遠鏡によって発見された嵐のような大規模な嵐を生み出します。 1,700 km x 3,000 km（1,100マイルx 1,900マイル）の雲の渦。
海王星の雰囲気：
高地では、海王星の大気は水素80％、ヘリウム19％であり、微量のメタンが含まれています。天王星と同様に、大気中のメタンによるこの赤い光の吸収は、海王星に青い色を与えるものの一部ですが、海王星はより暗く、鮮やかです。海王星の大気中のメタン含有量は天王星のそれと似ているので、未知の成分が海王星のより強い着色に寄与していると考えられています。
海王星の大気は2つの主な領域に分かれています。下部対流圏（温度が高度に応じて低下する）と成層圏（温度が高度に応じて上昇する）です。 2つの間の対流圏界面は、0.1バール（10 kPa）の圧力にあります。その後、成層圏は10より低い圧力で熱圏に道を譲ります-5 10まで-4 マイクロバー（1〜10 Pa）、外気圏に徐々に移行します。
ネプチューンのスペクトルは、紫外線とメタンの相互作用（つまり、光分解）によって生成物が凝縮し、エタンやエチンなどの化合物を生成するため、成層圏の下部がかすんでいることを示しています。成層圏には、海王星の成層圏が天王星よりも暖かいのは、一酸化炭素とシアン化水素が微量に含まれているためです。
あいまいな理由により、惑星の熱圏では約750 K（476.85°C / 890°F）という異常に高い温度が発生します。惑星は太陽から離れすぎているため、この熱を紫外線によって生成することはできません。これは、別の加熱メカニズムが関与していることを意味します。これは、大気と惑星の磁場内のイオンとの相互作用、または惑星の内部からの重力波の消散雰囲気。
海王星は固体ではないので、その大気は異なる回転を受けます。広い赤道地帯は約18時間の周期で回転します。これは、惑星の磁場の16.1時間の回転よりも遅いです。対照的に、回転周期が12時間の極域では、逆のことが言えます。
この回転差は、太陽系のどの惑星でも最も顕著であり、強い緯度のウィンドシアと激しい嵐をもたらします。最も印象的な3つはすべて、1989年にVoyager 2宇宙探査機によって発見され、その外観に基づいて名前が付けられました。
最初に発見されたのは、13,000 x 6,600 kmの巨大な高気圧性嵐で、木星の大赤斑に似ていました。グレートダークスポットとして知られているこの嵐は、ハッブル宇宙望遠鏡が捜索した5年後（1994年11月2日）には発見されませんでした。代わりに、外観が非常に似ている新しい嵐が惑星の北半球で見つかりました。これらの嵐は、木星よりも寿命が短いことを示唆しています。
スクーターは、もう1つの嵐であり、グレートダークスポットの南にある白い雲のグループです。ニックネームは、 ボイジャー2 南部の低気圧性嵐であるスモールダークスポットは、1989年の遭遇中に観測された2番目に強い嵐でした。最初は真っ暗でした。しかし ボイジャー2 惑星に近づくと、明るいコアが発達し、ほとんどの最高解像度の画像で見ることができました。
要するに、私たちの太陽系の惑星はすべて、ある種の雰囲気を持っています。そして、地球の比較的穏やかで厚い大気と比較して、それらは非常に非常に薄いものから非常に非常に密なものまで色域を実行します。それらはまた、（金星のような）非常に高温から極度の極寒までの温度範囲にあります。
また、気象システムに関しても同様に極端な事態が発生する可能性があり、惑星の天候は全天候型か、強烈な低気圧性とダストストームにより、地球の嵐が恥をかかせます。そして私たちが知っているように、完全に敵対的な人もいれば、一緒に働くことができる人もいます。
スペースマガジンには、惑星の大気に関する興味深い記事がたくさんあります。たとえば、彼は大気とは何か、水星、金星、火星、木星、土星、天王星、海王星の大気に関する記事、
大気の詳細については、地球の大気層、炭素循環に関するNASAのページ、および地球の大気と宇宙の違いを確認してください。
天文学キャストは、大気の源についてのエピソードを持っています。
