Human beings spend their entire lives at the bottom of an ocean. Not an ocean of water, but one of air—a layer of gases extending hundreds of kilometers above the Earth's surface. We rarely notice this atmosphere because we are immersed in it constantly. Yet it is responsible for nearly everything we associate with weather, climate, and even the colors of the sky. Without the atmosphere, our planet would be a lifeless rock subject to extreme temperatures and constant bombardment by radiation from space. Understanding the structure of the atmosphere has gradually revealed how thoroughly human life depends on this thin and surprisingly fragile envelope.

The atmosphere is not a uniform substance but a layered system, with each layer characterized by distinct properties. The lowest layer, the troposphere, extends roughly fifteen kilometers above the surface and contains most of the atmosphere's mass. Nearly all weather occurs within this layer. Above it lies the stratosphere, which contains the ozone layer that absorbs much of the sun's harmful ultraviolet radiation. Higher still are the mesosphere and thermosphere, where conditions become increasingly hostile to life as we know it. Each transition between layers involves substantial changes in temperature, pressure, and the gases present.

Despite its apparent vastness, the atmosphere is remarkably thin compared to the size of the Earth. If our planet were shrunk to the size of an apple, the atmosphere would be thinner than the apple's skin. Most of the gases that sustain life exist within the lowest few kilometers, where they can be substantially affected by human activities. This fragility helps explain why concerns about atmospheric pollution and climate change are so significant: the layer that protects us is not enormous but remarkably limited, and changes within it can have substantial consequences.

Weather, which we encounter daily, results from the interaction of several factors within the troposphere. The sun heats the Earth's surface unevenly, with regions near the equator receiving more energy than those near the poles. This unequal heating creates pressure differences in the atmosphere, which generate winds as air moves from high-pressure regions to low-pressure ones. The rotation of the Earth deflects these winds, producing the major patterns of atmospheric circulation that influence climate worldwide. Water vapor, evaporated from oceans and other bodies of water, condenses into clouds and eventually falls as precipitation.

The atmosphere's protective functions extend beyond shielding us from radiation. The greenhouse effect, often discussed in connection with climate change, is itself essential to life on Earth. Certain gases in the atmosphere—primarily water vapor, carbon dioxide, and methane—absorb heat radiated from the surface and re-emit it in all directions, including back toward the ground. Without this natural greenhouse effect, the planet's average temperature would be approximately thirty degrees Celsius colder than it currently is, far too cold to support most forms of life. The concern about climate change involves not the existence of the greenhouse effect but its substantial intensification.

Human activities have substantially altered atmospheric composition over the past two centuries. The burning of fossil fuels has added enormous quantities of carbon dioxide. Industrial chemicals once used in refrigeration and other applications damaged the ozone layer before international agreements gradually eliminated their production. Various pollutants from transportation, industry, and agriculture continue to affect air quality, contributing to substantial health problems in many regions. The atmosphere has absorbed these changes, but its ability to do so is not unlimited.

Observing the atmosphere has become substantially more sophisticated. Satellites monitor weather systems, track atmospheric chemistry, and measure the effects of human activities. Networks of ground-based instruments provide complementary data. Computer models that examine atmospheric processes have grown enormously more capable, allowing predictions that would have been impossible a few decades ago. Weather forecasts that were once accurate for only a day or two now provide useful information about conditions a week or more in advance.

Yet the atmosphere remains incompletely understood. Its complexity—involving interactions among gases, particles, water in various forms, radiation, and the rotation of the planet—exceeds what current science can fully capture. Predictions of future climate involve uncertainties that scientists openly acknowledge, even though the broad patterns are well established. Local weather can still surprise meteorologists, and certain phenomena, including unusual storm patterns and the behavior of the jet streams that influence weather over large regions, continue to challenge understanding.

What seems clear is that the atmosphere illustrates how something we typically take for granted is in fact a sophisticated system on which our existence depends. The air we breathe, the weather we experience, the protection we receive from harmful radiation—all these depend on a thin layer of gases whose composition humans have begun to alter. Understanding this atmosphere more thoroughly, and managing our effects on it more carefully, has emerged as one of the central challenges of our era. The ocean of air that surrounds us is not infinite, and treating it as if it were has produced consequences that are now becoming impossible to ignore.

人間は人生の全てを海の底で過ごしている。水の海ではなく、空気の海――地球表面の上方数百キロメートルに広がる気体の層――である。我々はその中に常に浸かっているので、ほとんど気づくことがない。しかし大気は、我々が天気、気候、空の色とさえ関連付けるほぼすべてのものに責任を負っている。大気がなければ、我々の惑星は極端な温度と宇宙からの放射の絶え間ない攻撃にさらされる、生命のない岩だろう。大気の構造を理解することは、人間の生命がこの薄く驚くほど脆弱な覆いにいかに徹底的に依存しているかを徐々に明らかにしてきた。

大気は均一な物質ではなく層構造を持つシステムであり、各層は独特の性質によって特徴づけられる。最下層の対流圏は、表面の上方およそ15キロメートルに及び、大気の質量の大半を含む。ほぼすべての天気はこの層内で起こる。その上に成層圏があり、太陽の有害な紫外線の多くを吸収するオゾン層を含む。さらに高いところには中間圏と熱圏があり、そこでは我々が知っている生命にとって状況がますます敵対的になる。層の間の各遷移は、気温、気圧、存在する気体の実質的な変化を伴う。

見かけの広大さにもかかわらず、大気は地球の大きさと比べて目覚ましく薄い。我々の惑星をリンゴの大きさに縮めたら、大気はリンゴの皮よりも薄いだろう。生命を支える気体のほとんどは最下層の数キロメートル以内に存在し、そこでは人間活動によって実質的に影響されうる。この脆弱性は、なぜ大気汚染と気候変動についての懸念がこれほど重要かを説明するのに役立つ。我々を保護する層は莫大ではなく目覚ましく限られており、その中の変化は実質的な結果を持ちうる。

我々が日々遭遇する天気は、対流圏内のいくつかの要因の相互作用から生じる。太陽は地球の表面を不均等に熱し、赤道近くの地域は極近くのものよりも多くのエネルギーを受け取る。この不均等な熱は大気中に圧力差を作り、空気が高圧地域から低圧地域に動くにつれて風を生む。地球の回転はこれらの風を偏向させ、世界中の気候に影響する大気循環の主要なパターンを生む。海や他の水域から蒸発した水蒸気は雲に凝縮し、最終的に降水として落ちる。

大気の保護機能は我々を放射から遮蔽することを超えて広がる。気候変動と関連してしばしば議論される温室効果は、それ自体地球上の生命に不可欠である。大気中の特定の気体――主に水蒸気、二酸化炭素、メタン――は表面から放射された熱を吸収し、地面に戻る方向を含むすべての方向に再放出する。この自然な温室効果がなければ、惑星の平均気温は現在のものよりおよそ30度低く、生命のほとんどの形態を支えるには寒すぎるだろう。気候変動についての懸念は、温室効果の存在ではなく、その実質的な強化に関わる。

人間活動は過去2世紀にわたって大気組成を実質的に改変してきた。化石燃料の燃焼は莫大な量の二酸化炭素を加えた。かつて冷凍やその他の応用に使われた工業化学物質は、国際合意が徐々にその生産を除去するまでオゾン層を損なった。輸送、産業、農業からのさまざまな汚染物質は引き続き大気の質に影響し、多くの地域で実質的な健康問題に貢献している。大気はこれらの変化を吸収してきたが、そうする能力は無制限ではない。

大気を観察することは実質的により洗練されてきた。衛星は気象システムを監視し、大気化学を追跡し、人間活動の影響を測定する。地上ベースの機器のネットワークは補完的なデータを提供する。大気の過程を検討するコンピューターモデルは、数十年前には不可能だったであろう予測を可能にして、莫大により能力を高めた。かつては1〜2日しか正確でなかった天気予報は、今や1週間以上先の状況についての有用な情報を提供する。

しかし大気は不完全にしか理解されていないままである。その複雑さ――気体、粒子、さまざまな形態の水、放射、惑星の回転の間の相互作用に関わる――は、現在の科学が完全には捉えられないものを超えている。将来の気候の予測は、広いパターンがよく確立されているとしても、科学者が公然と認める不確かさを伴う。地元の天気は依然として気象学者を驚かせることがあり、異常な嵐のパターンや大きな地域にわたる天気に影響するジェット気流の振る舞いを含む特定の現象は、理解に挑戦し続けている。

明らかに思えるのは、大気が、我々が典型的に当然と思うものが実際には我々の存在が依存する洗練されたシステムであることを示すということだ。我々が呼吸する空気、我々が経験する天気、我々が有害な放射から受ける保護――これらすべては、その組成を人間が改変し始めた薄い気体の層に依存している。この大気をより徹底的に理解すること、そしてそれへの我々の影響をより注意深く管理することは、我々の時代の中心的課題の一つとして現れた。我々を取り巻く空気の海は無限ではなく、無限であるかのように扱うことは、今や無視できなくなりつつある結果を生み出してきた。

No.品詞意味
1extendv.及ぶ
2graduallyadv.徐々に
3substantialadj.実質的な
4affectv.〜に影響する
5consequencen.結果
6significantadj.重要な
7enormousadj.莫大な
8sustainv.〜を支える
9alterv.〜を改変する
10contributev.貢献する
11eliminatev.〜を除去する
12examinev.〜を検討する
13predictv.〜を予測する
14acknowledgev.〜を認める
15establishv.〜を確立する
16reflectv.〜を反映する(関連)
17recognizev.〜を認識する
18survivev.生き残る(関連)
19perceivev.〜を認識する(関連)
20adaptv.適応する(関連)

問1 内容真偽

本文と一致するものにはT、しないものにはFを付けよ。

(1) 大気は均一な気体ではなく、層構造を持つシステムである。

(2) もし地球をリンゴの大きさに縮めれば、大気はリンゴの皮よりも厚い。

(3) 自然な温室効果がなければ、地球は生命を支えるには寒すぎる。

(4) 本文は、大気は無限に変化を吸収できると述べている。

解答欄(自分で書く)

問2 下線部和訳

次の英文を和訳せよ。

"The ocean of air that surrounds us is not infinite, and treating it as if it were has produced consequences that are now becoming impossible to ignore."

解答欄(自分で書く)

問3 内容説明

天気が生じる仕組みについて、本文に即して70字以内の日本語で説明せよ。

解答欄(自分で書く)

問4 要旨

本文全体の主旨を80〜100字程度の日本語でまとめよ。

解答欄(自分で書く)

問1 1. T 2. F 3. T 4. F

問2 我々を取り巻く空気の海は無限ではない。それを無限であるかのように扱うことは、もはや無視できなくなりつつある結果を生み出してきた。

問3 太陽が地球表面を不均等に温め、生じた圧力差が風を生み、地球の自転が風を偏向させ、水蒸気の凝縮が雲と降水を生む。(57字)

問4 大気は層構造を持ち、生命に必要な熱と保護を提供する薄く脆弱なシステムである。人間活動はその組成を改変し気候や健康に影響を与えている。大気を理解しその影響を管理することが現代の中心的課題である。(94字)

本章で学んだ重要語の練習問題です。

6-1. 英単語 → 日本語

次の英単語の意味を日本語で書きなさい。

No.英単語意味(記入)
1extend
2gradually
3substantial
4affect
5consequence
6significant
7enormous
8sustain
9alter
10contribute
11eliminate
12examine
13predict
14acknowledge
15establish

6-2. 日本語 → 英単語

次の日本語の意味を表す英単語を書きなさい。

No.日本語英単語(記入)
1及ぶ
2徐々に
3実質的な
4〜に影響する
5結果
6重要な
7莫大な
8〜を支える
9〜を改変する
10貢献する
11〜を除去する
12〜を検討する
13〜を予測する
14〜を認める
15〜を確立する

6-3. 文脈空所補充

次の英文の空所( )に、適切な語を入れなさい。文脈に応じて形を変えてもよい。

1. The atmosphere ( ) hundreds of kilometers above the surface.

[ヒント: 及ぶ ]

答: __________________

2. Human activities have ( ) atmospheric composition.

[ヒント: 改変した ]

答: __________________

3. Pollutants ( ) to health problems in many regions.

[ヒント: 貢献する ]

答: __________________

4. Scientists openly ( ) the uncertainties in climate predictions.

[ヒント: 認める ]

答: __________________

5. Computer models can now ( ) weather a week ahead.

[ヒント: 予測する ]

答: __________________

6-4. 練習問題 解答

【6-1. 英単語 → 日本語】

1. extend — 及ぶ

2. gradually — 徐々に

3. substantial — 実質的な

4. affect — 〜に影響する

5. consequence — 結果

6. significant — 重要な

7. enormous — 莫大な

8. sustain — 〜を支える

9. alter — 〜を改変する

10. contribute — 貢献する

11. eliminate — 〜を除去する

12. examine — 〜を検討する

13. predict — 〜を予測する

14. acknowledge — 〜を認める

15. establish — 〜を確立する

【6-2. 日本語 → 英単語】

1. 及ぶ — extend

2. 徐々に — gradually

3. 実質的な — substantial

4. 〜に影響する — affect

5. 結果 — consequence

6. 重要な — significant

7. 莫大な — enormous

8. 〜を支える — sustain

9. 〜を改変する — alter

10. 貢献する — contribute

11. 〜を除去する — eliminate

12. 〜を検討する — examine

13. 〜を予測する — predict

14. 〜を認める — acknowledge

15. 〜を確立する — establish

【6-3. 文脈空所補充】

1. extends (及ぶ)

2. altered (改変した)

3. contribute (貢献する)

4. acknowledge (認める)

5. predict (予測する)