オゾンが落ちてこないわけ

No.2453 2003-05-26 10:45:56 michi

個人的な疑問なのですが、
酸素より分子が大きいオゾンが、地表面ではなく
上空にあるのでしょうか？
オゾンができる条件が上空にそろっているとしても、
地表に落ちてこないのが不思議でなりません。
どなたか分かる方回答お願いいたします。

No.2456 【A-1】

Re:オゾンが落ちてこないわけ

2003-05-26 22:11:20 wan （

>酸素より分子が大きいオゾンが、地表面ではなく
>上空にあるのでしょうか？
>オゾンができる条件が上空にそろっているとしても、
>地表に落ちてこないのが不思議でなりません。

大気中で気体が浮くか、しずむかは、
その気体の
「密度」
が小さいか、大きいかによります。

気体の状態方程式によると、温度と大気圧を一定とすれば

密度∝分子量×モル分率

ですから、分子量がいくら大きくてもモル分率(その気体の存在比)が小さければ、密度は小さくなると思います。

実際オゾン層は圧縮しても３mm程度のうすーい層ということですからモル分率は非常に低く、
そのため密度も周りの空気と同じ程度になっているので、
浮いていられるのだと考えられます。

高校の化学程度の知識で説明してみました。
更に詳しい方、間違い等あればご指摘願います。

回答に対するお礼･補足

回答ありがとうございます。
高校の化学もしっかり身についていれば
説明ができるんですね。
授業でこういう疑問を解くように学習していたら
もっと勉強できたかなぁ・・・？！

昔の教科書でも見直してみます。
ありがとうございました。

No.2457 【A-2】

Re:オゾンが落ちてこないわけ

2003-05-27 09:25:07 LP （

超高層大気物理学では大気中の酸素分子は太陽紫外線を吸収して２つの酸素原子に解離し，周りに存在している酸素分子と反応してオゾン層をつくる（光化学反応）・・・というようになっています。
大気中でのオゾン生産は超高層大気でしか行われません。

地表面から続く対流圏に触れれば他の空気成分と同じように混じりあうことになり，実際に相当量のオゾンが対流圏に入り込んでいることが観測されていますが，それによって失われる量を補う生産が行われています。

超高層大気の中で一番表面に位置する理由としてはwanさんの解説どおりで良いと思います。

蛇足ですが，空気成分のうち重そうな炭酸ガスや窒素が地表に降り積もらない理由は大気中の対流によるエントロピーの問題（エネルギーが安定する方向に流れる）です。
わかりにくくてすみません。

回答に対するお礼･補足

回答ありがとうございます。
オゾンと炭酸ガスが地表面に積もらない理由は別なのですね。
大変勉強になります。

ところで、オゾンは地表面の方へ空気成分と混じると
酸素分子にもどってしまうのでしょうか？

No.2496 【A-3】

Re:オゾンが落ちてこないわけ

2003-05-30 16:01:56 LP （

＞ところで、オゾンは地表面の方へ空気成分と混じると
＞酸素分子にもどってしまうのでしょうか？

オゾンは浄水器などにも使用されているように「強力な酸化剤」ですので，大気中の物質を直接酸化させて酸化物になり，酸素には戻らないと思います。

No.2845 【A-4】

Re:オゾンが落ちてこないわけ

2003-07-09 11:15:55 北海道／ がっちゃん （

ＬＰさんが、オゾンは酸化剤のため、他の物質とくっついて、酸素には戻らないのでは？とのことでしたが、酸素原子１個を手放せば、酸素分子が残るのだと思います。

オゾン層破壊について調べていたら、朝日監査法人の環境マネジメントニュースにあたりました。
http://www.asahiaudit.or.jp/b_info/kankyo/kagaku/kag0104_01.html
成層圏のオゾンが、対流圏（圏界面）まで降下してくると、さまざまな物質と接触して酸素（分子）に戻ってしまう、と思います。

No.3205 【A-5】

Re:オゾンが落ちてこないわけ

2003-08-15 11:46:21 中根英昭 （

　重い分子と軽い分子が重力によって分離する効果よりも、空気が上下にかくはんされる効果の方が大きいことによります。空気の薄いもっと上空（例えば高度100kmぐらい）では重力によって分離する効果も無視できません。水素原子などは、他の原子・分子に比べ上空へ飛び去りやすくなります。