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元レンジャー隊員のブログ

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雲のでき方

水蒸気を含んだ空気が冷やされて雲になる

空気中に水をどんどん蒸発させていくと、やがて限界に達してそれ以上は蒸発しなくなり、限界を超えた水分は再び水に戻る(凝結)。
空気に含まれる水蒸気量は気温が高いほど多いので、湿った空気が急に冷やされるだけで、そこに含まれる水蒸気は細かい水の粒に変化する。
この細かい水の粒が雲の正体である。

このように、水蒸気を含んだ空気が急に冷やされると雲ができる。
地上の空気は上昇気流、放射冷却、冷たい空気との接触などによって冷やされるが、このうちもっとも雲ができやすいのが上昇気流である。

気圧は高度が上がるほど低くなるので、空気は上昇すれば膨張する。
膨張に必要なエネルギーを空気の熱からとるので、空気は上昇するほど冷えていき、雲が発生しやすくなる。

断熱昇温・断熱冷却

ポンプで自転車のタイヤに空気を入れると、ポンプの筒が熱くなることがある。外部との熱の出入りを遮断して空気に圧力を加えて圧縮すると熱が発生し、逆に圧力を引いて膨張させると冷却する。

温度による飽和水蒸気量(圧)の変化

空気中に最大限含まれる水蒸気の量が飽和水蒸気量で、これを水蒸気の圧力に換算した値が 飽和水蒸気圧(hPa=ヘクトパスカル)という。

1立方メートルの空気が含むことのできる水蒸気は、温度が30度の場合で30.4g。この空気が0度まで冷やされると25.6gの水が発生する。
大気中では、冷やされて水になった細かい粒は浮遊したり落下したりする。その細かい水の粒が太陽を隠した状態が「曇り」で、水の粒がたくさん集まり水滴となって落ちてくれば「雨」になる。
水蒸気が凍って結晶となり、水や水蒸気をつけ、雪片として落ちてくるのが「雪」となる。

飛行機雲

飛行機のエンジンから排出される高温の排気ガスには、多量の水蒸気と微粒子物質が含まれている。飛行機が寒冷で多湿の空気の中を通過すると、エンジンから出る水分を含んだ排気ガスは冷やされる。同時に排出された微粒子物質が凝結核のはたらきをして雲が発生する。 これが飛行機雲である。

飛行機雲

また、大都市の上空では、都会の熱エネルギーとともに車の排気ガスや、工場の煙などで微粒子物質が大量に放出されているため、他では見られない不思議な雲が発生することもある。




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