ヘリウム風船を飛ばすと理論的には上空何kmまで上がるのでしょうか？|質問・相談が会員登録不要のQ&AサイトSooda!(ソーダ)

気球が破裂せず自由に伸縮し、質量を持たないと仮定すれば大気の存在する成層圏と、大気密度と温度の最も低い中間圏との界面の50Kmまでは上昇するでしょう(要するに自由を拘束したヘリウムガスが何処まで上昇するかと等価です←自由にすると拡散してしまいますので)。それ以上は低温低圧になるので自由に伸縮し質量を持たない風船自体が無視できなくなるので仮定が意味を成さなくなってしまいます。

壊れない風船を想定した場合、単位体積あたりの大気の重量と、加圧されるガスの密度と風船の質量から計算した単位体積あたりの重量と地球自転によるコリオリ力のバランスがどの辺りでつりあうかですが、現実的な例では高強度に作られたラジオゾンデは30Km程度で風船が破裂して落下します。

普通の強度の風船でしたら、対流圏の上部ではマイナス70度C程度まで下がるので、成層圏に達する前に脆くなって破裂する可能性が高いです。対流圏の上部は地上平均10～11Km程度ですから(赤道付近で16～17、極地域で7～11Km)、材質にも拠りますが良くても地上5～12Km程度であろうと思います(赤道付近だともっと高く上昇し、冬の極地域だともっと低くなります)。

ちなみに対流圏の高度に対する温度変化は、100m上昇する毎に約0.65度C下がります。

久々に面白そうな質問を拝見したのでロクな回答もできないのにしゃしゃり出てきてしまいましたが、具体的な数値を出すにはかなり面倒な計算を要しますので、現役を引退した今の私には難しいので他の方の回答に期待してください…御免なさい。

回答者：水辺遊@まだ沈没中 (質問から2時間後)
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