高度の概念と各分野における定義・影響の解説

高度（こうど、altitude または height）とは、基準となる面や水平方向から測ったある地点までの垂直距離、あるいは天体などの見かけの位置を示す角度を表す用語である。その概念は学問分野や実務の領域によって異なり、主に天文学、地理学、航空分野、気象学などでそれぞれ異なる定義や測定基準が用いられている。

天文学における高度

天文学において高度とは、目標とする天体などが水平方向（地平線）よりどれだけ上の方向に見えるかを示す角度（仰角）のことである。地平座標系のひとつの要素であり、天体の位置を正確に表すために方位角とともに用いられる。地球上から天体を観測する際には、大気による光の屈折の影響（大気差）を補正して真の高度を算出する必要がある。

地理的な高度

地理学や地図作成における高度は、長さに関連づけられた高さを指し、鉛直線上で上方向への距離を表す。数値を表現するためには基準面の設定が必要であり、一般的には平均海面をゼロとする「海抜高度」や「標高」が用いられる。現実の海面は潮汐によって変動するため、各国で長期的な観測に基づいて平均海面を算出している。また、内陸部の高さを求める際には、重力の偏りを考慮した仮想的な曲面である「ジオイド」が基準として用いられる。

航空における高度

航空分野において、高度は運航の安全性に関わる極めて重要な要素である。基準面として平均海面（MSL）を用いる海抜高度と、直下の地表からの距離を用いる対地高度（AGL）に大別される。国際的には、高度の単位としてメートルではなくフィートが広く用いられている。

航空高度には用途に応じて以下のような種類が存在する。

• 指示高度：高度計規正値によって規正された高度計の読み値。
• 絶対高度：直下の地表からの距離（AGL）。
• 真高度：海抜からの実際の距離。
• 気圧高度：国際標準大気の気圧に対応した高度。
• 密度高度：国際標準大気の密度に対応した高度。

気象学における高度と大気構造

地球の大気は、高度の上昇に伴う温度や気圧の変化によっていくつかの層に区分される。対流圏、成層圏、中間圏、熱圏などがあり、高度が高くなるにつれて気圧は低下する。重力と分子の拡散・熱の拮抗により、高高度では空気が希薄で冷涼な高山気候が形成される。

高度が人体に与える影響

医学的知見によると、1,500mを超える高度から人体に影響が現れ始め、2,400mを超えると酸素の分圧低下により高山病などの深刻な健康リスクが生じる。人体は呼吸や心拍数の増加、血液組成の変化などによって徐々に高度へ順応するが、8,000mを超える極高所では適応が極めて困難となる。また、スポーツ競技においては、気圧低下による空気抵抗の減少が短距離走などの瞬発系パフォーマンスを向上させる一方、酸素濃度の低下が長距離走などの持久力にはマイナスに作用することが知られている。