国際標準大気

国際標準大気（ISA）について

国際標準大気（International Standard Atmosphere, ISA）は、地球の大気が高度によってどのように変動するかを示す標準モデルです。このモデルでは、圧力、温度、密度、粘性といった大気の特性を数値で表現し、必要に応じて計算式を用いてこれらの数値を導き出します。ISOにおいてISO 2533:1975として公式に規定されており、さらにICAOや米国政府などが独自に改変を加えたバージョンも存在します。

ISAの基本的な構成

国際標準大気は、主に高度によって異なる数値のリストと、これらを計算するための方程式から成り立っています。具体的には、各高度における気圧や温度、密度の数値を表にまとめ、これに基づいて他の条件値を算出します。たとえば、標準的な海面上の気圧は101.3 kPaで、温度は15 ℃とされています。また、この気温は高度1kmごとに約6.5 ℃減少するため、11kmの高さでは気温が-56.5 ℃に達し、気圧は22.632 kPaに低下します。この状態は11kmまで続きますが、高度12km以上では温度がほぼ一定に保たれます。

国際標準大気の発展

国際標準大気は、ISOの技術委員会であるTC 20/SC 6によって中緯度地域の平均的な大気の状態をもとに作成され、20世紀半ばから数回の改訂が行われています。このモデルは、航空機の設計や測定、気象予測など多方面で利用されています。

他の標準大気モデル

ICAO（国際民間航空機関）は1993年に「ICAO標準大気」(Doc 7488-CD)を発行しました。このモデルは国際標準大気の枠組みを元にしており、高度80kmまでの大気の特性を記述しています。

また、米国標準大気は1958年に発行されたもので、空気密度や気圧、温度といったデータを広範な高さにわたって設定しています。こちらもその後改定が重ねられ、ICAOやWMOの提案する標準大気と同様の基礎を持ちつつ、花々しい改訂が施されています。

さらに、NRLMSISE-00モデルは、地球の全ての空間（地上から宇宙まで）の大気を経験に基づいてモデル化したものです。このモデルは、特に大気の成分の温度や密度の変化を示し、主に人工衛星の軌道にかかる大気抵抗の影響を予測するために利用されます。

標準状態の意義

最終的に、標準状態は化学の分野で特に重要であり、気体の温度や密度に関するモデルとして使われています。

国際標準大気は、さまざまな科学的および実践的な分野での基準を提供し、人間の活動の多くにおいて重要な役割を果たしています。特に航空や気象学において、そのデータは非常に価値があります。

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