オゾンが成層圏に浮く理由を考えてみました

世の中にある知識を基にした私の推論であることを、予めご了承ください。

以前、「成層圏にオゾンがあるということは、酸素は軽いのかな?」と思ってインターネットで成層圏の事を調べていたことがあったのですが、調べていくと酸素は空気よりも重く、対流圏では落下することが分かりました。
その後、ブログ全体を修正することになり、大変な思いをしました。(^^;

そして、何故重いオゾンが成層圏で浮いているのか調べたところ、納得行く答えが見つからなかったので、いつもの様に自分で考えることにしました。
まぁ、今回は思い付きですが・・・。


この様な感じで水蒸気とオゾンがあり、空気があるらしいのです。

インターネットの情報によると、各分子は次のように成っています。



気体
分子量
大きさ
密度
窒素
28.01
21.664475
1.2929
酸素
32.0
22.392655
1.42904
空気
28.966
22.40389821
1.2929
オゾン
48.0
22.4299
2.14

空気は、N2O2で、窒素の割合が78.084、酸素の割合が20.946、空気を計算すると次のような計算になります。
28.01×0.78084+32.0×0.20946+他の気体=28.966

重さの優劣を計算するとき、物質の大きさも計算に含めなければなりませんので、密度で優劣を考えると次のようになります。

オゾン > 酸素 > 空気&窒素

ここで、何故重いオゾンが成層圏で浮いているか考えてみたいと思います。


空気が、どういう状態で大気中にあるかは調べたのですが、みつからなったので適当ですが、図の様に酸素とオゾンが存在するとして、オゾンの方が重いので地上へ落下するはずです。

ですが、実際成層圏に浮いているので、何故落下しないのか考えていたんですが、空気の中には水蒸気が含まれています。


下手な絵ですが、空気は気温によって大きさが変化し、暖めると空気は膨張し蓄えられる水蒸気量が増し、冷ますと空気は収縮し蓄えられる水蒸気量が減少します。


成層圏と対流圏の境である対流圏海面は気温が低い。

この時、上空では雲が出来るのですが、熱帯の雲は水で出来ていて、温帯の雲は氷で出来ていると聞きます。
水は冷えると動かなくなり水素結合すると聞きます。


#この図は手抜きで酸素と酸素を結合しています。(^^;

何が言いたいかと言うと、もし空気中の水蒸気が冷やされることで水素結合していたとしたら、空気が重くなりオゾンは軽くなるとか、オゾンが落下するために必要な隙間が無くなるとか・・・。。


そして、図の様に熱圏で二酸化炭素が太陽光により分解されてできたオゾンが落下していたとしたら、水素結合により重くなった空気よりも軽いオゾンは対流圏へ落ち難くなりそう。

・・・というような、成層圏でオゾンが浮いている理由を思いつきました。(^^

あくまでも、これは私の想像で、事実と異なっているかもしれません。
私は責任持てませんので、よく調べてください。(^^)

以上