ホモスフィア

ホモスフィアは、乱流混合または渦拡散によりバルクガスが均一に混合される大気の層です。空気のバルク組成はほとんど均一であるため、分子の濃度はホモスフィア全体で同じです。ホモスフィアの上部はホモポーズと呼ばれ、ターボポーズとしても知られています。ホモポーズの上はヘテロスフィアであり、拡散は混合よりも速く、重いガスは、軽いガスよりも急速に高度とともに密度が低下します。

この均一性を促進するプロセスには、加熱対流と空気流パターンが含まれます。対流圏では、上昇する温かい空気が、ガスを垂直に混合するより高い冷たい空気に取って代わります。風のパターンは、表面を横切って水平に混合する空気を押します。高地では、大気を混合する地上成層圏のブリューワードブソン循環など、他の大気循環体制が存在します。地球の中間圏では、大気の波が不安定になり消散し、この領域の乱流混合を引き起こします。

地球のホモスフィア

地球のホモスフィアは、地球の表面から始まり、約100 kmでターボポーズまで延びています。対流圏、成層圏、中間圏、および熱圏下部のすべてが組み込まれています。化学的に、ホモスフェアは、78％の窒素、21％の酸素、およびアルゴンや二酸化炭素などの微量の他の分子で構成されています。地球の大気の質量の99％以上を含んでいます。空気の密度は、ホモスフィアの高さとともに減少します。密度とともに、混合空気の濃度も高度とともに減少します。

濃度の変動

効果的な混合の大規模な例外の1つは、高度20〜30 kmを中心とするオゾン層であり、O3の濃度は他の大気よりもはるかに高くなっています。これは、O2をO3に変える紫外線の入射によるものです。これによりオゾンが生成され、それ自体がほとんどの紫外線が大気の下層に侵入し、同レベルのオゾンを生成するのを防ぎます。室温で約1日の半減期で、大気の低レベルと完全に混ざり合う前に分解します。オゾンホールは、成層圏の汚染と南極風のパターンの組み合わせによって引き起こされる比較的安定した構造です。

水蒸気濃度（湿度）は、特に対流圏ではかなり異なり、天気の主要な要素です。水分の蒸発は、入射する太陽放射からの熱によって引き起こされ、温度の変化により、水が飽和した空気が雨、雪、霧の形で水を消すことがあります。これらのプロセスを通じて水によって得られる熱と失われる熱は、特にメソスケールおよびマイクロスケールで、低層大気の乱流を増加させます。ブリューワー-ドブソン循環は、大規模なオゾン循環の理論です。

他の微量ガスの濃度は、天然および人工の発生源の近くで高くなります。これには、人間活動（特に農業、産業、輸送）による汚染、天然ガス田、特定の鉱物の放射性崩壊によって生成されるラドン、火山ガス、辺縁噴火からの放出が含まれます。酸素は放出され、二酸化炭素は光合成を行う植物や微生物に吸収されますが、CO2レベルは山火事や人間の活動によって最も強く影響を受けます。