私たちの月には天気がありますか?

10代の娘とバレーボールの試合から家に帰る途中、満月に気づきました。今週はアポロ11号の50周年を振り返りました。ケネディ宇宙センターのロケットガーデンで行われたデュラン・デュランのコンサートでファンのことを考えていると、穏やかな嫉妬心も私を襲いました(笑顔)。私のお気に入りのバンドの1つを何度も見たことがありますが、その設定で、そしてアポロ計画を祝って、彼らの宇宙色のセットリストを聞くのは素晴らしかったと確信しています。嫉妬深い瞬間から身を震わせたので、月について何か書くことにしました。私は気象学者で大気科学の教授なので、「私たちの月には天気がありますか?」という質問に答えるのは当然のことでした。

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ゲッティ

その質問に答えるには、別の質問に答える必要があります。私たちの月には大気さえありますか? 「ノー」と言いたくなります。しかし、より良い答えは「ある種」です。深く掘り下げる前に、「大気」を定義し、地球の大気構造を説明することは有益です。アメリカ気象学会気象学用語集は、私のお気に入りのリソースの1つです。大気を「天体に重力で結合されたガス状のエンベロープ」と定義しています。体(惑星、その衛星、星など)。」地球の大気はいくつかの層に分かれています。私たちは熱帯圏に住んでいます。私たちのほとんどは熱帯圏を離れることはありません。それはおよそ6〜7マイルまで広がります。 (〜10 km)ですが、その高さは高度(極地では低い)と季節(冬では低い)によって異なります。私たちの大気の質量の約75〜80%は熱帯圏にあり、ほとんどの水分も。

地上7〜31マイル(平均)で、成層圏が見つかります。トロポポーズは、トロポスフィアと成層圏の間の遷移領域です。オゾン層は、有害な紫外線(UV)から私たちを保護します。 )太陽からの放射は、ストラトスプにありますここに。また、紫外線を吸収するため、高度とともに温度が上昇する層でもあります。これを反転と呼びます。中間圏は地表から30〜51マイル上にあります。 NOAAによると、この層の温度は華氏-120度まで低くなる可能性があります。 51マイルから400マイルの間には、熱圏と呼ばれる奇妙な層があります。気温は華氏-184度から数千度の範囲です。これらの温度でも、大気の「薄さ」のために肌が冷たく感じます。非常に高い温度は、分子の運動エネルギーが高いためですが、分子の衝突が非常に少ないため、暖かく感じることはありません。この層は、オーロラの本拠地でもあります。あなたが宇宙飛行士であるならば、これはあなたが無重力の感覚を感じ始めるかもしれない層でもあります。熱圏を超えて、外気圏が見つかります。 NOAAの衛星部門によると、これは多くの低軌道衛星の場所です。NOAAによって提供された以下の図は、層とその中で発生するいくつかの興味深いことをまとめたものです。

地球大気の層。

NOAA NESDIS

熱帯圏が比較的厚いため、地球には天候があります。 、水を含み、流体と熱力学的相互作用の複雑な表示をホストします。これにより、月に到達します。NASAのLunar Atmosphere and Dust Environment ExplorerのWebサイトによると:

最近の研究では、私たちの衛星には、地球、火星、金星の大気には見られない、ナトリウムやカリウムなどのいくつかの異常なガスからなる大気が実際にあることが確認されています。地球の大気と比較すると、それはごくわずかな量の空気です。地球の海面では、1立方センチメートルに10,000,000,000,000,000,000個の分子が含まれている大気を吸います。比較すると、月の大気は同じ体積で1,000,000未満の分子を持っています。それはまだたくさんのように聞こえますが、それは私たちが地球上で非常に良い真空であると考えるものです。実際、月の表面の大気の密度は、国際宇宙ステーションが周回する地球の大気の最も外側のフリンジの密度に匹敵します。

地球の対流圏には主に窒素と酸素がありますが、二酸化炭素や水蒸気などの微量気体は、地球の温度を調節する上で非常に重要です。月の大気組成実験(LACE)と呼ばれるNASAのミッションでは、月の大気にも微量のメタン、二酸化炭素、ヘリウム、アンモニア、アルゴンが含まれていることがわかりました。

月の気温は激しく変動する可能性があります。ティムシャープはSpace.comの記事に次のように書いています。

月の気温は極端で、太陽が輝いている場所に応じて、沸騰する高温から氷点下の低温までさまざまです。 。月には重要な大気がないため、熱を閉じ込めたり、表面を断熱したりすることはできません。月は約27日でその軸を中心に回転します。月の片側の昼間は約13日半続き、その後13日半の暗闇が続きます。日光が月の表面に当たると、気温は華氏260度(摂氏127度)に達する可能性があります。太陽が沈むと、気温はマイナス280度(マイナス173度)まで下がる可能性があります。

月にも季節はありません。地球が軸を中心に約23.5度傾いているため、季節があります。地球が太陽を周回するときの軸方向の傾きのため、月のさまざまな部分が惑星の加熱方法は異なります。このため、現在、北半球では夏、南半球では冬です。ティムシャープによると、月はほぼ直立しているため(1.54度の傾きのみ)、季節による変動はほとんどありません。

月の牝馬(溶岩平野)の時系列は、5億年の時間増分で流れ、各時間ステップに赤い…領域があります。最近噴火した溶岩を示します。噴火のタイミングと、噴出した溶岩の量は、科学者が月にかつて月の大気は約35億年前に最も厚かった。 (キャプションはNASA / MSFC Webサイトから直接提供されます)

NASA MSFC

私たちの月には、地球で経験するような天気がないことは明らかです。しかし、月での水氷の発見は、ある種の「水循環」がある可能性があることを示唆しています。皮肉なことに、研究は月がかつてより重要な大気を持っていたことを示唆しました。 2017年のNASAプレスリリースは次のように述べています。

アラバマ州ハンツビルにあるNASAマーシャル宇宙飛行センターの惑星火山学者DebraNeedhamと惑星科学者のDavidKringが調査を完了しました。テキサス州ヒューストンにある月惑星研究所は、数十億年前、月には実際に大気があったことを示唆しています。古代の月の大気は、今日の火星の大気よりも厚く、岩石を風化し、暴風を引き起こす可能性がありました。おそらく最も重要なことは、月で検出された水のすべてではないにしても、一部の水源になる可能性があることです。

これは長い間答えられました。 「私たちの月には天気がありますか?」という質問に。でも何かを学んだことを願っています。

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