上空には様々な形の雲が浮かんでおり、いつでも雲を見ることができます。
普段何気なく見ている雲ですが、「雲は何から出来ていて、どうやって出来るのか」を考えることは少ないと思います。
雨雲のように、雲が雨を降らせる要因にもなるので、雲＝水を連想する人は多いのではないでしょうか。
この記事では、雲の正体や仕組みについて解説したいと思います。
タイトル
雲の正体
雲は微小の水や氷粒などの水蒸気の集合体であり、排気ガスの塵を取り囲むように構成された微粒子の集合体です。
空気には膨らむことにより、温度が下がる性質があり、空気中に含み切れなくなった水蒸気が、微小の水や氷粒に変化します。
水蒸気から変化した微小の水や氷粒だけでは、結合することが難しく、核となる微粒子の存在が必要です。
変化した微小の水や氷粒が、排気ガスの塵や海水から飛び散った微粒子を取り囲むことにより雲の粒が形成され、集合した雲の粒が雲となります。
雲は空気が冷やされて発生する微小の水や氷粒だけでなく、核となる微粒子の存在が重要だといえます。
雲ができる仕組み
雲ができる仕組みは、上空に上がった暖かい空気が冷やされることにより、暖かい空気に含みきれなくなった水蒸気が微小な水や氷粒になることです。
太陽光によって、地表で暖められた空気は、上空へと浮かんでいきます。
地表で暖められた空気が、上空へと浮かびやすくなるのは、周りの空気よりも軽いためです。
上空へと運ばれた空気は、周りとの気圧を均衡に保とうとするため、どんどん膨らんで大きくなっていきます。
雲によって様々な大きさがあるのは、上空へと運ばれた空気と周りの気圧によるものだといえるでしょう。
雲が落ちてこない理由
雨粒が地表に落ちてくるのに、雲の粒が地表に落ちてこないのは、雲の粒が雨粒よりも軽いからだといえます。
雲を構成している雲の粒は、直径約0.02mmであり、1粒だけであれば目に見えないほど小さいです。
雲の粒の重さは、雨粒の1000分の1ほどの重さであり、わずかな上昇気流があれば落ちることなく上空へと持ち上げられます。
雲の粒は重力による落下と上昇気流のバランスによって、上空に留まることになるので、雲が浮いているように見えますよ。
上昇気流が発生する要因
暖かい空気が上昇気流により、上空へと運ばれることにより、雲は発生します。
上昇気流が発生する場所は、雲ができやすい場所ともいえるでしょう。
上昇気流は、主に4つの要因で発生します。
[box class=”box29″ title=”4つの要因”]
- 対流による上昇気流
- 地形による上昇気流
- 前線面を空気が上昇する
- 空気がぶつかり合い上昇気流が発生する
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上昇気流が発生する4つの要因について説明したいと思います。
1. 対流による上昇気流
太陽光によって暖められた一部の地表において、その地表の空気も暖められるので、上空へと浮かんでいきます。
地表で暖められた空気が、上空へと浮かびやすくなるのは、周りの空気よりも軽いためです。
上空に持ち上げられた空気は、100mにつき、約1℃冷やされることになります。
冷やされた空気中の水蒸気が、微小な水や氷粒になるので、雲の発生につながります。
2.地形による上昇気流
風が吹く方向にある山が、上昇気流を生み出すことになります。
風が山の斜面にぶつかると、山肌に沿って風は登っていき、空気は山頂に向かって上昇します。
山頂付近で雲が良く見られるのは、山頂付近で空気が冷やされることにより、雲が発生するからです。
山頂付近で発生した雲は、山頂を覆うような笠雲やつるし雲が多く見られるようになります。
3.前線面を空気が上昇する
暖かい空気(暖気)と冷たい空気(寒気)がぶつかることにより、暖気が寒気に乗り上げるような形で、暖気が上昇します。
暖気は寒気よりも軽いため、暖気の方が寒気よりも上にくることになり、暖気の上昇につながります。
前線面は暖気と寒気の境目部分であり、前線は前線面が地表と交わる線のことです。
暖気と寒気の温度差が高い時、生み出される上昇気流はより強力なものになります。
4.空気がぶつかり合い上昇気流が発生する
何らかの要因により、特定の範囲で気圧が低くなると、周りから風が吹き込みます。
低気圧に風が集まるようになるのは、風は気圧が高いところから低いところに向かって吹く性質があるためです。
低気圧に向かって吹き込んだ風は、風同士がぶつかり合うことにより、上昇気流が発生します。
気圧差があるほど、より強い風がぶつかり合うので、上昇気流はより強力なものになります。
まとめ
雲は、水蒸気内の微小の水や氷粒が、排気ガスの塵などの核となる微粒子を取り囲むことにより形成される雲の粒の集合体です。
雲は上昇気流と密接な関係があり、雲が浮かんでいる高さや大きさは、上昇気流の大きさにも関係しています。
浮かんでいる雲の高さや大きさを観察することにより、雲がある地域の気候などを予想することもできるかもしれませんね。
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