むむ～～～(-"-) 気が付くと３週間も経過していたことになるのかぁ～～～
今日は久しぶりの完休・・・ということで、ブログを書く時間に充てちゃいます。
今回のネタは、放置していたシリーズ「雲の正体」の続き。
飛行機雲の中に・・・の続きです。
おさらいをしますと、「雲」が生まれるためにはまず雲が発生するために十分な「水分」、そして水分が液体となる温度である「露点」に達しているにも関わらず、水蒸気が付着するための「核」が存在しないため、水蒸気が水分になれずにいる、「過冷却」状態にあること。
これらの状況がそろうことが必要だと言うことを
雲の正体、飛行機雲の中に・・・の二つの記事の中でお伝えしました。
お分かりだとは思いますが、雲が出来るためにはあと一つ、必要な条件があります。
そう。それは過冷却状態にある大気の中に含まれる水分が付着するのに必要な「核」が存在すること。って・・・矛盾するか
そのような状況にある「大気」にどこからともなく「核」となる塵や埃がやってくることが、「雲」が発生するための条件となるわけです。
ではでは、そのような塵や埃。 一体どこからやってくるのでしょう。
ってことで、本日のテーマ、「上昇する気流」。始まり始まり～～ペンペン
さて。結論から申しますと、大気で「上昇気流」が発生すると、地上から大気が粉塵を巻き上げ、地上の塵や埃が上空にまで運ばれることになるんですね。
また、この「上昇気流」にはその他にもいろいろな役割があります。
大気って、「成層圏」が大気に蓋をしているような状況ですから、地上で上昇気流が発生すると、上空の大気が圧縮されて、そこにエネルギーが生まれます。つまり、上空の大気の温度が上がります。
本来であれば、大気中の水分が「露点」に到達し液体となるためには、気圧が低く、温度が低い方が良いわけですが、上昇気流が発生することで、実は上空ではこれと真逆な状況が起きているんですね。
ちなみに、気圧と露点の関係は、お互いの圧力の関係性にあるようです。
地上に近く、大気圧が高い状態の間は、気圧と空気中に含まれる水分の圧力、つまり「水蒸気圧」との均衡が保たれやすい状況にありますから、「対称性」の保たれた状況で水分は大気中に存在しやすいわけです。
ちょうど、「コロンブスの卵」で、卵が不安定な状態のまま立っている状況を思い出していただけるとよいかと思います。
指で支えていますから卵は倒れることはありません。ですが、指を話した途端に卵は倒れ、安定した状態となるまで転がり続けます。
「指」に相当するのが「大気」。「卵」に相当するのが「水分」です。
指で支えられたまま卵が立っている状態が「対称性の保たれた状態」。指を話した途端に卵が倒れようとするのは、卵が「より『安定』した状態」になろうとするため。
卵が倒れて止まってしまった状態。これが、「最も安定した状態」となります。
卵が対称性の保たれた状態からより安定した状態になろうとする状況を、「自発的対称性の破れ」って言うんですよ。
これと同じことが大気中でも起きているわけ。
大気圧が高い状態は、卵が指で支えている状況に近いですから、水分はより対称性の保たれた状態。つまり「水蒸気」の状態で大気中に存在し続けます。
ところが、大気中に含まれている水分の量が増えてくると、「大気圧」よりも「水蒸気圧」の方が高くなりますので、水蒸気は不安定さを増し、より安定した、「液体」の状態になりやすくなります。
卵と指の関係でも、卵が一つだけだったら可能なことでも、卵が２個、３個と数が増えてくると指の数が足りなくなりますね。 これと同じような理屈です。
高度が高くなり、大気そのものの圧力が低くなりますと、今度は大気が水蒸気を抑え込む力が弱くなりますから、大気中に含まれる水分の量が少なくても水蒸気は不安定な状態になりやすくなります。
同じ卵を支える指でも、大人の指と赤ちゃんの指では全く支える能力が変わりますね そんなイメージです。
さて。では、なぜ上昇気流が発生し、大気が圧縮され、つまり大気圧がより強くなり、またエネルギーが発生することで露点そのものが上昇するのに、上昇気流が起きると雲ができやすくなるのか。 不思議ですね～～～。
さて。ここで思い出していただきたいのは「インフレーション宇宙」の話。
ビッグバンが起きる前の宇宙では、「直径10のマイナス34乗cmの『真空』」が「1秒の1兆分の1をさらに1兆分の1にして、またさらに10億分の1以下にした、とてつもなくわずかの時間」に「１ｃｍの空間」にまで膨張したため、その空間の温度がものすごい勢いで急激に下降しました。そう。ビッグバンが起きる前の空間では、異常なほど急速に「過冷却」が起きたのです。このことでたった１ｃｍの空間の中に、人間の頭では想像することが出来ないほどにものすごいエネルギーが発生し、ビッグバンが起きた・・・と言われています。
上昇気流が発生した大気の上空でも同じような状況が起きます。
上昇気流によって圧縮された空気は、そこにエネルギーを生み、このエネルギーが大気中の微粒子を活性化させ、ここに空間の膨張が起きます。
このことを、「断熱膨張」っていうんだそうですよ
上昇気流により圧縮された空気は、圧縮されたことで生まれたエネルギーを利用して急速に膨張します。空間が膨張することで大気が冷却されます。冷却された空間に地上から巻き上げられた塵や埃が注ぎ込まれますから、より雲が発生しやすい状況が生まれるのです。
一方で大気の温度が急速に冷やされるわけですから、インフレーション宇宙と同じく、ここに「過冷却」の状態も発生しますしね。
然しこうしてみると、たかが「雲」一つとってみても、ここにはものすごく様々な現象が起きているんですね。
さてさて。それでは、次回は「雲の種類」について記事にしてみたいと思います。
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今日は久しぶりの完休・・・ということで、ブログを書く時間に充てちゃいます。
今回のネタは、放置していたシリーズ「雲の正体」の続き。
飛行機雲の中に・・・の続きです。
おさらいをしますと、「雲」が生まれるためにはまず雲が発生するために十分な「水分」、そして水分が液体となる温度である「露点」に達しているにも関わらず、水蒸気が付着するための「核」が存在しないため、水蒸気が水分になれずにいる、「過冷却」状態にあること。
これらの状況がそろうことが必要だと言うことを
雲の正体、飛行機雲の中に・・・の二つの記事の中でお伝えしました。
お分かりだとは思いますが、雲が出来るためにはあと一つ、必要な条件があります。
そう。それは過冷却状態にある大気の中に含まれる水分が付着するのに必要な「核」が存在すること。って・・・矛盾するか
そのような状況にある「大気」にどこからともなく「核」となる塵や埃がやってくることが、「雲」が発生するための条件となるわけです。
ではでは、そのような塵や埃。
一体どこからやってくるのでしょう。ってことで、本日のテーマ、「上昇する気流」。始まり始まり～～ペンペン
さて。結論から申しますと、大気で「上昇気流」が発生すると、地上から大気が粉塵を巻き上げ、地上の塵や埃が上空にまで運ばれることになるんですね。
また、この「上昇気流」にはその他にもいろいろな役割があります。
大気って、「成層圏」が大気に蓋をしているような状況ですから、地上で上昇気流が発生すると、上空の大気が圧縮されて、そこにエネルギーが生まれます。つまり、上空の大気の温度が上がります。
本来であれば、大気中の水分が「露点」に到達し液体となるためには、気圧が低く、温度が低い方が良いわけですが、上昇気流が発生することで、実は上空ではこれと真逆な状況が起きているんですね。
ちなみに、気圧と露点の関係は、お互いの圧力の関係性にあるようです。
地上に近く、大気圧が高い状態の間は、気圧と空気中に含まれる水分の圧力、つまり「水蒸気圧」との均衡が保たれやすい状況にありますから、「対称性」の保たれた状況で水分は大気中に存在しやすいわけです。
ちょうど、「コロンブスの卵」で、卵が不安定な状態のまま立っている状況を思い出していただけるとよいかと思います。
指で支えていますから卵は倒れることはありません。ですが、指を話した途端に卵は倒れ、安定した状態となるまで転がり続けます。
「指」に相当するのが「大気」。「卵」に相当するのが「水分」です。
指で支えられたまま卵が立っている状態が「対称性の保たれた状態」。指を話した途端に卵が倒れようとするのは、卵が「より『安定』した状態」になろうとするため。
卵が倒れて止まってしまった状態。これが、「最も安定した状態」となります。
卵が対称性の保たれた状態からより安定した状態になろうとする状況を、「自発的対称性の破れ」って言うんですよ。
これと同じことが大気中でも起きているわけ。
大気圧が高い状態は、卵が指で支えている状況に近いですから、水分はより対称性の保たれた状態。つまり「水蒸気」の状態で大気中に存在し続けます。
ところが、大気中に含まれている水分の量が増えてくると、「大気圧」よりも「水蒸気圧」の方が高くなりますので、水蒸気は不安定さを増し、より安定した、「液体」の状態になりやすくなります。
卵と指の関係でも、卵が一つだけだったら可能なことでも、卵が２個、３個と数が増えてくると指の数が足りなくなりますね。
これと同じような理屈です。高度が高くなり、大気そのものの圧力が低くなりますと、今度は大気が水蒸気を抑え込む力が弱くなりますから、大気中に含まれる水分の量が少なくても水蒸気は不安定な状態になりやすくなります。
同じ卵を支える指でも、大人の指と赤ちゃんの指では全く支える能力が変わりますね
そんなイメージです。さて。では、なぜ上昇気流が発生し、大気が圧縮され、つまり大気圧がより強くなり、またエネルギーが発生することで露点そのものが上昇するのに、上昇気流が起きると雲ができやすくなるのか。
不思議ですね～～～。さて。ここで思い出していただきたいのは「インフレーション宇宙」の話。
ビッグバンが起きる前の宇宙では、「直径10のマイナス34乗cmの『真空』」が「1秒の1兆分の1をさらに1兆分の1にして、またさらに10億分の1以下にした、とてつもなくわずかの時間」に「１ｃｍの空間」にまで膨張したため、その空間の温度がものすごい勢いで急激に下降しました。そう。ビッグバンが起きる前の空間では、異常なほど急速に「過冷却」が起きたのです。このことでたった１ｃｍの空間の中に、人間の頭では想像することが出来ないほどにものすごいエネルギーが発生し、ビッグバンが起きた・・・と言われています。
上昇気流が発生した大気の上空でも同じような状況が起きます。
上昇気流によって圧縮された空気は、そこにエネルギーを生み、このエネルギーが大気中の微粒子を活性化させ、ここに空間の膨張が起きます。
このことを、「断熱膨張」っていうんだそうですよ
上昇気流により圧縮された空気は、圧縮されたことで生まれたエネルギーを利用して急速に膨張します。空間が膨張することで大気が冷却されます。冷却された空間に地上から巻き上げられた塵や埃が注ぎ込まれますから、より雲が発生しやすい状況が生まれるのです。
一方で大気の温度が急速に冷やされるわけですから、インフレーション宇宙と同じく、ここに「過冷却」の状態も発生しますしね。
然しこうしてみると、たかが「雲」一つとってみても、ここにはものすごく様々な現象が起きているんですね。
さてさて。それでは、次回は「雲の種類」について記事にしてみたいと思います。
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