雲はどうやってできるのか?簡単!お風呂で湯舟のふたを開ければ湯気が出てくる。それが雲。
それじゃあ気象予報士試験のテキストは薄くなっちゃいますが、そう単純ではなさそうなので、これから暫くややこしいことを考えていきます。
最初に風呂場の湯舟の例えで考えます。
1.お湯がある。
2.ふたを開ける。
3.目に見えないけど、たぶん水蒸気が上がっていく。
4.風呂場は寒いので冷やされて湯気となる、これが雲。
どうでしょう?
これを地球規模で考えます。
1.海にはいっぱい水がある。
2.太陽の光で暖められて水蒸気になる。
3.上昇気流に乗って上空に上る。
4.冷やされて水や氷になって雲になる。
どうでしょう。若干気象学っぽくなりました?
これでも試験に受かりそうにないので、もうちょっと科学的に考察します。
まず、水、氷、水蒸気の違いと変化はきっちり理解しないと先に進みません(というか中学くらいで習ったはず)。
ですので「水の三態変化」を調べます。
「三態(三相)」とは何か?個体、液体、気体の三つの状態です。どの物質もこの三つの状態のいずれかで存在しています。水の場合は勿論、水、氷、水蒸気となります。
上記のイメージ図を簡単に説明します。
● 青い丸は物質の粒子(分子や原子)
● 黒い棒は分子間力(分子間引力)
● 赤い矢印は粒子の熱運動で、矢印の長さはその激しさ
個体では分子間力が強く分子は規則正しく集合している。
液体では分子間力は弱くなり、粒子は不規則に集合している。
気体では分子間力がほとんど無視していいほど弱く、粒子はバラバラの状態で飛び回っている。
⇒雲の発生6(内部エネルギー)
体積と形については表の通りです。
〇印は一定の体積や形があることを示しています。
これら三態の間で変化することを状態変化と言います。
そして状態変化にはエネルギーが伴います。
その点については以後の記事で取り上げます。