※このウェブページは中学校理科2年の学習内容です。<2年p.213>
3 降水が起こるしくみ
空気には,急激に膨張させると温度が下がる性質がある❶。上昇気流により地表から空気のかたまりが上昇すると❷,上空の気圧が低いため,上空で膨張するとともに温度が下がる。やがて,気温が露点に達して空気のかたまりの中の水蒸気が水滴に変わる。これが雲である❸。
雲の粒は,水蒸気をさらに得て成長したり,たがいにくっついたりして大きくなっていく(図24②)。やがて,上昇気流によっても支えきれなくなり,落ちてきた粒が雨や雪である(図24③)。地上に降ってきた雨や雪などを降水という。
たとえばある夏の地表の気温が34℃,湿度80%とする(水蒸気量約30g/m³)。太陽の熱にあたためられた地表付近から上昇気流が発生し,空気のかたまりが急激に上昇する。すると空気のかたまりが膨張し,その温度が約30℃に低下すると,露点に達し雲ができはじめる(このときの高度約500m)。さらに空気が上昇して雲の粒は増える。すると,粒がぶつかり合って大きくなり,上昇気流で粒を支えきれなくなり夕立が降る。
図24 雲ができ雨が降るしくみ
4 水の循環
地表の海や川,湖などが太陽光によってあたためられると,水が少しずつ蒸発し,水蒸気となって大気中にふくまれていく。大気中の水蒸気は,やがて雨や雪となって地表にもどる。このように,太陽光の熱をエネルギー源として,水は地表と大気の間を大きく循環している(図25)。
❶ 逆に,急激に圧縮すると温度が上がる性質がある。
❷ 上昇気流で空気がのぼっていく速さは,一般に毎秒1~数m程度で,徒歩や自転車くらいの速さである。激しい場合は毎秒10m以上になることもある。
❸ 雲の粒である水滴や氷の粒の大きさは,直径0.1mmより小さい