大量の水蒸気が上昇し、大気中のエアゾルと合体すると雲になる

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雲はどうやってできるのでしょうか

海水などが蒸発して水蒸気になり上昇して水滴や氷晶となって、固まって浮かんでいるのが雲です。

雲をつくる水滴や氷晶を雲粒(うんりゅう)といいます。雲粒は簡単に落ちそうですが、なかなか落ちないのです。

なぜでしょう?

半径0.01ミリととても小さいからなのです。

大気は暖かくなると軽くなります。そのため、太陽光で暖められ、周囲よりも軽くなった大気は上昇します。

これが、上昇気流です。

ひとつの雲に含まれる雲粒が含む水蒸気の量は大量で、何トンという重さがあります。それが大きな粒にまとまれば、雨として落ちてきます。

しかし、雲粒が細かいと、表面積がたいへん大きくなるので、上昇気流がその雲粒を支えることができます。従って、雨として落ちずに空に浮かんでいるのです。

大気は温度によってその中に含むことができる水蒸気量が決まっています。その限界点を露点といいます。これは湿度100パーセントです。

しかし、大気中では湿度が100パーセントを超えていても、水蒸気が液体にならずに、気体のままのことがあります。この大気中に水蒸気があふれている状態を過飽和といいます。

大量の水蒸気が上昇し、大気中にあるゴミ(アエロゾル)と結合すると雲になります

この過飽和状態の大気中では水蒸気が雲粒に変化しやすくなります。この水蒸気が雲粒に変わっていくときに大きな役割をはたすのが、大気中のゴミであるアエロゾルなのです。

アエロゾルとは、火山噴出物や土壌成分、工場などから排出された煙に含まれるスス、海から飛び出す塩の粒子が風で巻き上げられたものです。

これは雲粒よりも細かな粒子なので、いつまでも大気を漂っているのです。吸湿性の高いエアロゾルが大量の水蒸気と結合して雲粒になり、雲となっていくのです。

このようなアエロゾルを凝結核といいます。

いろいろな原因で発生する上昇気流

雲ができるときに不可欠なものが上昇気流です。上昇気流は太陽光に暖められた地表に接している大気が周囲の大気よりも軽くなって上昇するときに発生する、と説明しましたが、そうなると、夜には雲ができないことになってしまいます。

実際は夜でも雲は発生します。ということは、太陽光は上昇気流が発生するひとつの原因にすぎないことがわかります。

たとえば、風が地表を流れ、山にぶつかったときに、風は斜面に沿ってのぼっていき、そのときは上昇気流が発生します。この上昇気流は山頂付近に雲を作ります。

また、二つの風がぶつかったとき、風は行き場を失い、上空に向かいます。これも上昇気流となります。

上空の温度が冷たく、大地が暖かい場合、その温度差で不安定になった大気は、上下を逆転させようとし、上昇気流が発生します。

日本の中緯度地方では、高緯度の冷気と低緯度の暖気がぶつかり、前線ができることが多いのです。

しかし、寒気が暖気の下にもぐり込むようなぶつかりかたをする寒冷前線では、上空へ暖気がまっすぐ上昇していくため、とても強い上昇気流が発生します。

寒気がつくる斜面を、寒気を追いかけるように暖気がのぼっていくときも、上昇気流が発生します。

これらすべての上昇気流が雲を作るのです。

語句

氷晶……ひょうしょう – 大気中の水蒸気がセ氏零度以下に冷却されたときに生じる微細な氷の結晶。