空

7月のスロベニアの夜空

ドイツの青い昼間の空に浮かぶ巻雲と三日月

空とは、地球の表面から見下ろす遮るもののない眺めです。大気圏と宇宙空間を含みます。また、地上と宇宙空間の間の場所とも考えられ、宇宙空間とは区別されます。

天文学の分野では、空は天球とも呼ばれます。これは地球と同心円状の抽象的な球体で、太陽、月、惑星、そして恒星がその上を漂っているように見えます。天球は慣習的に星座と呼ばれる特定の領域に分割されています。

通常、 「空」という用語は、非公式には地球表面からの眺めを指しますが、意味や用法は様々です。地球上の観測者は、空の一部、つまりドーム状の部分（スカイボウルと呼ばれることもあります）を見ることができます。このドーム状の部分は、昼間は夜よりも平らに見えます。^{[ 1 ]}天気について議論する場合など、場合によっては「空」は大気の下層、より密度の高い層のみを指すこともあります。

昼間の空が青く見えるのは、空気分子が太陽光の短波長側を長波長側（赤い光）よりも散乱しやすいためです。 ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]}夜空は、星が散りばめられた暗い表面、または領域に見えます。雲に覆われていない限り、昼間の空には太陽、そして時には月も見えます。夜には、月、惑星、そして恒星が同様に空に見えます。

空に見える自然現象には、雲、虹、オーロラなどがあります。雷や雨も空で見られます。特定の鳥や昆虫、そして飛行機や凧といった人間の発明品も空を飛ぶことができます。人間の活動により、大都市の上空では日中のスモッグや夜間の 光害がしばしば見られます。

語源

「空」という語は、古ノルド語の「 sky 」に由来し、「雲、神の住処」を意味します。このノルド語は古英語の「scēo」の語源でもあり、これは古典ラテン語の「obscūrus」（「不明瞭な」） と同じインド・ヨーロッパ語源です。

古英語において、 「天国」という言葉は、地上に広がる観測可能な空間を表すために使われていました。 中英語の時代に、「天国」は現在のような宗教的な意味へと変化し始めました。^{[ 6 ]}

昼間

昼間の空

地球の大気は、赤色光よりも青色光の割合を多く散乱します。

直射日光を除き、日中の空の光のほとんどは散乱によって引き起こされ、散乱はレイリー散乱と呼ばれる小粒子の限界によって支配されています。分子サイズの粒子（空気中など）による散乱は、入射光路に垂直な方向よりも、光源に向かう方向と光源から離れる方向の両方で大きくなります。 ^{[ 7 ]}散乱はすべての可視波長の光で顕著ですが、可視スペクトルの短い（青い）端でより強くなります。つまり、散乱された光は光源である太陽よりも青いということです。残りの直射日光は、短波長成分の一部を失うため、青みが少し薄くなって見えます。^{[ 5 ]}

雲の中では散乱がさらに強くなります。個々の水滴は白色光を屈折させ、色のついた輪を形成します。雲が十分に厚い場合、複数の水滴からの散乱によって色のついた輪が洗い流され、白っぽく見えるようになります。^{[ 8 ]}

空は、光が大気中をより長い経路（または光学的厚さ）で通過しなければならない場合、赤、オレンジ、紫、黄色（特に日没時や日の出時）など、さまざまな色に変わります。散乱効果によって空からの光も部分的に偏光され、太陽から 90° の角度で最も顕著になります。地平線からの散乱光は天頂からの光よりも最大 38 倍も気団を通過するため、天頂では鮮やかに見え、地平線近くでは青白く見える青のグラデーションが生じます。 ^{[ 9 ]}赤色光も、光源と観測者の間に十分な空気がある場合に散乱されるため、太陽が昇ったり沈んだりするときに空の一部の色が変わります。気団が無限大に近づくにつれて、散乱された日光はますます白く見えます。^{[ 10 ]}

太陽以外では、遠くの雲や雪をかぶった山頂が黄色く見えることがあります。晴れた日にはあまり目立ちませんが、雲が視界を覆い、散乱した太陽光の青い色合いが減ると、その影響は非常に顕著になります。^{[ 10 ]}高度が高いほど、空気の密度が低いため散乱が減少するため、空は暗い色になる傾向があります。極端な例は月で、大気による散乱が起こらないため、太陽が見えていても月空は黒く見えます。 ^{[ 11 ]}

国際照明委員会（CIE）は、採光計画の設計のために天空輝度分布モデルを推奨しています。近年の開発では、晴天から曇天までの気象条件下での天空輝度をモデル化する「全天モデル」が注目されています。 ^{[ 12 ]}

夕暮れ時

三日月は日の出の直前まで見え続けます。

民間、航海、天文の薄明。夕暮れは夕方の薄明の終わりです。^{[ 13 ]}

夜明けは朝の薄明かりの始まりです。

空の明るさと色は一日を通して大きく変化し、その主な原因も異なります。太陽が地平線からかなり上にあるときは、太陽光の直接散乱（レイリー散乱）が圧倒的に多い光源となります。しかし、夕暮れ時、つまり日没から夜の間、または夜から日の出の間の時間帯では、状況はより複雑になります。

グリーンフラッシュとグリーンレイは、日没直後または日の出前に起こる光学現象で、太陽の上に緑色の点が見える場合（通常は1～2秒以内）、または日没地点から緑色の光線が上がるように見える場合があります。グリーンフラッシュは、さまざまな原因から生じる一連の現象で、^{[ 14 ]}そのほとんどは温度逆転現象（高度とともに温度が通常低下するのではなく、高度とともに上昇する現象）が発生したときに発生します。グリーンフラッシュはどの高度からでも（航空機からでも）観測できます。通常は海上など遮るもののない地平線上で見られますが、雲や山の上にも見られます。グリーンフラッシュは、月や金星、木星などの明るい惑星に関連して地平線で観測されることもあります。^{[ 15 ] [ 16 ]}

地球の影は、惑星が大気圏を通して宇宙空間に落とす影である。この大気現象は、薄明時（日没後から日の出前）に観測できる。気象条件と観測地点で地平線がはっきり見える場合、影の縁は地平線のすぐ上、太陽の沈む方向または昇る方向と反対の空の低い部分に、暗いまたは鈍い青みがかった帯として現れる。関連する現象に金星ベルト（または反薄明アーチ）があり、これは空の同じ部分で地球の影の青みがかった帯の上に見えるピンクがかった帯である。地球の影と金星ベルトを分ける明確な線はなく、一方の色の帯が空の中でもう一方の色の帯に溶け込んでいく。^{[ 17 ] [ 18 ]}

薄暮は、太陽が地平線から6度以上沈む深さに応じて3段階に分けられます。日没後、民間薄暮が始まります。民間薄暮は、太陽が地平線から6度以上沈むと終わります。その後、太陽が地平線から6度から12度（深度-6度から-12度）にある航海薄暮が続き、その後、天文薄暮が続きます。これは、-12度から-18度までの期間と定義されます。太陽が地平線から18度以上沈むと、空は通常、最低の明るさになります。^{[ 19 ]}

空の本来の明るさの源としては、大気光、太陽光の間接散乱、星の光の散乱、人工的な光害など、いくつかの原因が考えられます。

夜の間に

天の川は夜空を横切る大きな帯として見え、この 360° パノラマではアーチ状に歪んでいます。

夜空とは、夜に見える空を指します。この用語は通常、天体観測や天文学と関連付けられており、晴れた夜に太陽が沈んだ後に見える星、月、惑星などの天体の眺めを指します。夜空の自然光源には、場所や時間に応じて、月光、星光、大気光などがあります。夜空が完全に暗くないことは容易に観察できます。もし空が完全に暗かったら（月や街の明かりがなければ）、空に浮かぶ物体のシルエットは見えません。

夜空とその研究は、古代と現代の両方の文化において歴史的な位置を占めています。例えば、かつて農民は夜空の状態を暦のように用いて、作物の植え付け時期を決めていました。古代における占星術の信仰は、一般的に、天体間の関係が地球上の出来事に影響を与えたり、情報を伝達したりするという信念に基づいています。一方、夜空とそこで観測される天体の 科学的研究は、天文学の領域で行われています。

可視光天文学において、夜空の天体の見え方は光害の影響を受けます。歴史的に、夜空に月が存在すると周囲の光量が増加し、天体観測の妨げとなってきました。しかし、人工光源の出現により、光害は夜空の観測における深刻な問題となっています。特殊なフィルターや照明器具の改造によってこの問題を軽減することは可能ですが、最良の観測のために、プロ・アマチュアを問わず光学天文学者は大都市圏から遠く離れた観測地を求めています。

天気予報での使用

バングラデシュのダッカでは、国内の多くの地域で大規模な洪水が発生している中、白い積雲が出現した。

気圧傾向とともに、空の状態は山岳地帯の天気予報に使われる重要なパラメータの一つである。雲量が厚くなったり、高層の雲層が侵入したりするのは、近い将来に雨が降る兆候である。夜には、高く薄い巻層雲が月の周りにハローを発生させ、それが温暖前線の接近とそれに伴う雨を示している。^{[ 20 ]}朝霧は晴天の前兆で、海洋層と関連している可能性があり、これは大気の安定を示している。^{[ 21 ]}雨天の前には風や雲があり、霧の形成を妨げている。雷雨の列が接近するのは、寒冷前線の接近を示している可能性がある。雲のない空は、近い将来に晴天が期待できる。^{[ 22 ]}天気予報における空の覆いの使用は、何世紀にもわたって様々な天気の言い伝えを生み出してきた。 ^{[ 23 ]}

熱帯低気圧

熱帯低気圧の目の中の空の写真

熱帯低気圧の中心が通過してから 36 時間以内に気圧が下がり始め、白い巻雲のベールが低気圧の方向から近づいてきます。中心に最も近づいてから 24 時間以内には、気圧がより急速に下がり風が強まり始めると、熱帯低気圧の棒とも呼ばれる低い雲が動き始めます。中心の接近から 18 時間以内には突風が吹き荒れ、突然風が強まりにわか雨や雷雨を伴います。中心の到着から 6 時間以内には雨が降り続きます。中心から 1 時間以内に雨が非常に激しくなり、熱帯低気圧の中で最も強い風が吹きます。中心が強い熱帯低気圧を伴って到着すると天候は回復し、目が頭上​​を移動するにつれて太陽が見えるようになります。システムが去ると風向きが変わり、雨とともに突然強くなります。中心通過の翌日、低い雲は高い雲に変わり、雨は断続的に降り始めます。中心通過から36時間後、高い雲は晴れ、気圧は平常化し始めます。^{[ 24 ]}

輸送での使用

飛行とは、物体が上空を、または上空を越えて移動する過程（宇宙飛行の場合）であり、揚力、推進力、静水力による浮力、あるいは地上からの直接的な機械的支援なしの弾道運動によって行われる。飛行の工学的側面は航空宇宙工学で研究され、航空学（空中を移動する乗り物を研究する）と宇宙航行学（宇宙を移動する乗り物を研究する）および弾道学（発射物の飛行を研究する）に細分化される。人類は1783年から熱気球で飛行できるようになったが^{[ 25 ]} 、他の種はそれよりもかなり前から飛行を利用している。鳥、コウモリ、昆虫などの動物は飛行できる。 植物の胞子や種子は、風を利用して飛行することで種を繁殖させる^{[ 26 ] 。}

神話における重要性

古代ローマの天空神、ジュピター

多くの神話には、特に天空と結びついた神々が登場します。エジプト宗教では、天空はヌト女神とホルス神として神格化されました。インド・ヨーロッパ祖語の宗教では、デュウスは天空の神、あるいは擬人化された天空として再構築され、ギリシャ神話の天空と雷の神ゼウスやローマ神話の天空と雷の神ユピテルの起源となっています。

オーストラリアのアボリジニ神話では、アルチラ（またはアレンテ）が天空の主神であり、創造神でもあります。イロコイ神話では、アタヘンシックは地球創造の際に地上に降り立った天空の女神です。多くの文化において、天空の星々の間に星座が描かれ、神々に関する伝説や神話と関連付けられています。

参照

• シアノメーター
• 考古天文学

参考文献

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26. J. Gurevitch; SM Scheiner & GA Fox (2006). Plant Ecology (第2版). マサチューセッツ州: Sinauer Associates.

外部リンク

• ウィキメディア・コモンズのSky関連メディア