成層圏ではオゾンと酸素、どちらが多い？

質問

こんちわ。
大気の組成は窒素が80%、酸素が20%で、その次に、アルゴン、二酸化炭素が多いと理解しています。成層圏では酸素の一部がオゾンになるのだと思うのですが、20%のうちのどれくらいが、オゾンになるのでしょうか？
簡単に言えば、成層圏では酸素とオゾンはどちらが多いでしょうか？

回答No.1

puni2 · ベストアンサー

圧倒的に酸素(O2)が多くなっています。つまり，オゾン層とは「他の高度に比べると，オゾンの割合が多い（でも大気組成においてはやっぱり少ない）」ということであって，「その高度に行くとオゾンが大気の主要な成分になっている」わけではありません。

気象庁のサイトに具体的なグラフがあったので，それで説明しましょう（参考URL）。
このページの下のほうに高度別のオゾンの分圧が出ています。南極の昭和基地での観測データです。
赤い線はオゾンホール出現時ですので，黒い線のほうを見てください。
もっとも分圧が高いのは高度17km付近ですが，それでも15mPa（ミリパスカル）程度です。
このあたりの気圧は，左側の軸を見ると分かるように，70hPaぐらいです。
したがって，分圧の比は15×0.001：70×100で，大体1：50万。つまり，その付近の大気中の分子50万個につき1個ぐらいはオゾン(O3)分子だということになります。
このへんですと大気の組成は地上付近とほとんどかわりません（というか対流圏・成層圏の中はほぼ一定。ただし水蒸気やオゾンは変わる）。
したがって，酸素は約20％ですので，酸素分子10万個につきオゾン分子1個，ぐらいの割合ということになります。
それでも，地上付近ですと2mPa：1000hPa，つまり5000万個に対して1個ぐらいですので，地上に比べると100倍も比率が高いということになります。

参考URL：

http://www.data.kishou.go.jp/obs-env/hp/3-15ozone_observe.html

お礼

ありがとうございます。
私の疑問を、見事に1回で解決していただきました。
参考URLを見て思ったのですが、オゾンゾンデによるオゾンの直接観測って、すごいっすよね。最初は冗談でやってみようって感じだったんすかね(^^)
ありがとうございました。