地学教材置き場

高校地学と大学の地球科学について個人的にまとめているブログです。自分の備忘録でもあります。

【地学基礎】〈大気と海洋②〉雲の形成

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今回は地学基礎の「雲の発生」について解説していきます。前回の「大気の構造」は上記リンクからご覧いただけます。

1.水の状態変化

中学校の理科でも学習したと思いますが、復習です。

水は気温など条件が変わることで、〈水(液体)〉〈氷(固体)〉〈水蒸気(気体)〉の3つの状態を取ることができます。

この時水は、熱を放出/吸収 することで状態が変化していきます。この熱の出入りが重要で、下図を見て熱の出入りを確認してください。

水の状態変化と熱

 

2.飽和水蒸気量

ここも中学理科の学習内容ですので、簡単に復習したいと思います。

用語の確認

飽和水蒸気量・・・1m³の空気に含むことができる水蒸気量

飽和水蒸気圧・・・飽和水蒸気量に対応する水蒸気圧

露点・・・水蒸気が飽和して凝結を始める温度

相対湿度・・・飽和水蒸気量に対する実際の水蒸気量

相対湿度=100×ある温度での水蒸気量/その温度での飽和水蒸気量

飽和水蒸気量の温度変化

 

3.雲の形成

雲の形成について、順序立てて説明していきます。

①水蒸気を含んだ空気塊が、何かのはずみに上昇を始める。

②上昇に伴って断熱膨張し、空気塊の気温が低下する。

③水蒸気が飽和すると、凝結をはじめ、凝結核を核として雲が形成される。

雲の発生

【用語確認】

結核・・・水蒸気が凝結しやすくする微粒子(例:海塩粒子や塵)

断熱膨張・・・周囲と熱のやりとりをせずに膨張するする変化。            周りの空気を押しのけて膨らむ(膨張)するので、その分エネルギーを使う(気温が下がる)=周りの空気は熱を受け取るので暖められ、上昇気流が発生する