雨はどうして降るのか？意外と知らない雨について

雨はどうして降るのか？意外と知らない雨について

私たちの日常において、天気は切っても切れない関係であり、雨は特に重要だといえます。雨は農作物を育てる「農業用水」だけでなく、「生活用水」、「工業用水」としても利用されています。また雨によって、傘を持参したり、休日の過ごし方も変わるので、雨は私たちの日常生活における行動を左右しているといえるでしょう。そもそも雨はいったいどこから来るのでしょうか？今回は雨の仕組み、雨はどうして降るのかを教えます。

雨はどこからやってくるのか

地球上、特に、陸上で降る雨の大部分は上空でつくられた様々な降雪粒子が落下してくる途中で融けたものだといえるでしょう。大粒の雨が降る時は、雲の中に大きな降雪粒子が残っており、上空では大きなひょうや雪片が降っています。

・雲ができる仕組み

雲は小さな水や氷の粒の集合体となります。その粒はもともと空気中の水蒸気であり、気温が高ければ、空気中に含むことのできる水蒸気の割合が高くなり、気温が低いとその割合は低くなります。空気は地上に近いほど暖かく，上空にいくほど冷たくなります。地表付近の暖かい空気が上昇すると気圧が下がり、空気は膨張して温度が下がります。温度が下がることで、それまで見えない形で存在していた水蒸気が空気中の「塵」などの周りに集まり、水滴や氷の結晶となって現れます。上空で現れた水滴や氷の結晶は、非常に小さく、動いているが空気中を漂っている状態だといえます。空気が上昇し、その温度が下がると、空気中に留まれなくなった水蒸気が水や氷となります。この水分が空気中の小さな「塵」などの周りに集まり、水滴や氷の粒となります。この粒は0.02ｍｍから0.2mmと小さいのですが、これがどんどん集まって雲の形を作っていきます。これにより上昇気流が発生する場所は一般的に天気が悪くなり雲が多く発生します。 また空気が横風に吹かれて冷たい海面上などを移動したときにも雲ができます。雲は見た目だけでなく、お天気雲、雨雲と言われるものがあります。白く大きな雲はあまり雨が降りませんが、どんよりした灰色の雲は雨がたくさん降ります。この違いは何なのでしょうか？

・雨が多く降る雲、少ない雲

地球上の雲のほとんどは、水蒸気を含む空気が上昇することによりつくられ、大きく分けて二つのタイプがあります。一つは周りよりも暖かくて軽い空気が上昇していく場合であり、空気塊が次々と上昇することによりつくられる雲は、対流雲あるいは対流性の雲とよばれます。雲の種類としては、積雲や積乱雲が含まれ、対流雲からはしばしばシャワー性の強い雨が降ってきます。もう一つのタイプは、広い領域に渡って空気が大規模にゆっくりと上昇する場合で、それらの空気は低気圧や前線のような気象擾乱によって強制的に上昇させられています。つくられる雲はひとまとめに層状雲、あるいは層状性の雲とよばれ、降ってくる雨は弱いしとしと雨であることが多く、しばしば同時に広い地域にわたって降ります。

雨が降る仕組み

「雲ができる仕組み」で説明したように、上昇した空気が冷やされて、目に見えない水蒸気が白く見える水や氷の粒になったものが雲です。そして、水や氷の粒が大きくなって落ちてきたものが雨や雪というわけです。しかし、水や氷の粒が小さいうちは、なかなか落ちてくることはできません。雲のできる場所では、上昇

気流があるのでなおさらです。雨や雪として落ちてくるためには、水や氷の粒同士がぶつかって合体したりしながら、大きく成長する必要があるのです。そのようにして大きく重くなった水や氷の粒は、やがて地面まで落ちてきて、雨や雪となります。上空ほど気温は低く、地面に近づくほど気温は高くなります。そのため、上空では氷の粒や雪だったものでも、暖かい地面付近に落ちてくる間に溶けてしまうことがあります。日本付近で降る雨のほとんどは、このように氷の粒や雪が落ちてくる間に溶けたものだと言われています。

・急に強い雨が降るのはなぜ？

雲の中には、高さが1 万メートルに達するほどに発達するものもあって、これを積乱雲といいます。このような発達した雲の中には、強い上昇気流があります。このため、積乱雲の中の水や氷の粒はそう簡単に落ちてくることはできません。すると、雲の中では水や氷の粒が繰り返し合体してどんどん大きくなります。大きな水や氷の粒が上空に溜まってくると、強い上昇気流でも支えきれなくなって一気に落ちることになります。これが急に強い雨が降る仕組みです。このとき、大きな氷が溶け残ってひょうが降ったり、強い雨が周りの空気を巻き込んで強い下降気流となって、突風が吹くこともあります。

まとめ

私たちの生活に必要不可欠な雨は、空気中の水蒸気が上昇することにより発生した雲から様々な要因で降ってくるものです。雲の中にある水や氷の粒がぶつかりながら大きくなり、上昇気流で支えきれなくなったものが地表に落ちてきます。地面に近づくほどに気温は高くなり、落ちてきた氷の粒や雪だったものが溶けることにより、雨が降るメカニズムとなります。空から降ってくる雨がどのように降ってくるのかを考えることにより、私たちが知らない上空での出来事を意識するようになるでしょう。