まとめ
【定義】
地球の重力によって保持されている気体の層。酸素や窒素などを含み、生命の維持や気象現象の発生において不可欠な役割を果たす構造である。
学習の要点
- 重要語句:回転楕円体、地軸の傾き、緯度差による大きさの算出
- 用語の意義:地球表面を構成する大気圏・水圏・岩石圏の相互作用を理解し、地球の形状と運動の基礎を把握する。
解説
地球の表面は、気体からなる「大気圏」、海洋などの「水圏」、岩石からなる「岩石圏」の3つの層で構成されている。地球そのものの形状は、自転による遠心力の影響で赤道付近がわずかに膨らんだ「回転楕円体」であり、赤道半径(約6378km)は極半径(約6357km)よりも約21km長い。この丸い形状は、月食時に月面に投影される地球の影が曲線であることや、遠方の船がマストの先端から順に現れる現象によって古くから証明されてきた。
地球の大きさは、同一経度上にある2地点の緯度差と、その間の弧の長さの関係から算出できる。具体例として、緯度差が4度で距離が450km離れた2地点のデータを用いると、地球1周(360度)の距離は 450 × (360 ÷ 4) = 40,500km と計算される。このとき、円周率を3と仮定した場合の地球の直径は約13,500kmとなる。
また、地球は公転面に対して地軸を約23.4度(公転面からは66.6度)傾けた状態で自転しており、この傾きを維持したまま太陽の周囲を公転することで、季節の変化や太陽の南中高度の変化といった天体現象が生じている。
補足
大気圏は高度によって対流圏、成層圏、中間圏、熱圏に分類される。主な組成は窒素が約78%、酸素が約21%であり、地表付近の気圧(1気圧)は約1013ヘクトパスカルである。
参照: 学習指導要領準拠資料
小学生のみなさんへ
地球のまわりを包んでいる空気の層を「大気圏(たいきけん)」と呼びます。この空気の中には、人間や動物が生きていくために必要な酸素(さんそ)が含まれています。地球の表面は、空気の層である「大気圏」、海の層である「水圏(すいけん)」、岩や地面の層である「岩石圏(がんせきけん)」の3つでできています。
地球はきれいなボールの形ではなく、横に少しだけふくらんだ形をしています。月食のときに月にうつる地球の影が丸いことや、遠くからくる船がマストの先から見えるようになることから、地球が丸いことがわかります。
地球の大きさは、場所による角度のちがいと、きょりを使って計算できます。たとえば、角度が4度ちがう2つの場所のあいだが450kmはなれているとすると、地球をぐるっと1周した長さは40,500kmになります。
また、地球は少しだけななめにかたむいた状態で、自分で回りながら(自転)、太陽のまわりを1年かけて回って(公転)います。このかたむきがあるおかげで、日本には四季という季節の変化があるのです。
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