雲の種類～層状雲～

さてさて。　シリーズ「雲」。

「冷たい空」と「暖かい空」の続きです。

そう。「雲」をシリーズにしている理由は、実は最終的に調べたい「雲」が存在するからなのですが、その前にそもそも「雲」ってなんだろうってことを勉強させてもらってます。

流れとして、「雲が出来るための条件」 雲の正体 飛行機雲の中に・・・ 上昇する気流 これをこの３つの記事で調べてみました。

雲が発生するためには、「大気中に雲が十分な水分があること」「大気が過冷却状態にあること」「飽和状態にある大気中の水分が付着するための『核』が存在すること」 が必要であることを記しましたね。

続きまして、「雲の種類」。雲が出来る条件はわかった。だけど大気の状態によって雲の形が変わるよね、と。では、その「雲の形」はどんな条件によって決まるの？　っていうお話です。

そんな「雲」の種類の一つ、「層状雲」のでき方についてを「冷たい空」と「暖かい空」の記事の中でご説明しました。

今回のタイトルは「雲の種類～層状雲～」　

同じ「層状雲」でも、条件や形によって呼び方が変わりますよ、っていうお話です。 「層状雲」の呼び名は、主にその層状雲がどれくらいの高度で発生するのか、ということでその呼び名が変わるようです。

分類			定義・条件	通称・特徴
層状雲	上層雲	巻雲	高度6000m以上、温度-25℃以下	すじ雲（以前は「絹雲」と称した。）
		巻積雲		うろこ雲 、さば雲
		巻層雲		うす雲、太陽や月の暈の原因
	中層雲	高積雲	高度2000～6000m	ひつじ雲
		高層雲		おぼろ雲
		乱層雲	地面付近～高度6000m	雨雲、連続した雨や雪を伴う。
	下層雲	層積雲	高度500～2000m　温度-5℃以上	かさばり雲 くもり雲（団塊状の雲）
		層雲	地面付近～高度2000m	きり雲（灰色～薄墨色の雲） 霧雨の主原因。

htmlタグにチャレンジしてみました。 

引用元は例によってWikiです。

表を見るとわかるように、「層状雲」の名称は、雲の発生する高さによって分けられています。特に「上層雲」の場合は、その温度も決まってるんですね・・・

だけどこれ。　実は「発生する高さ」であると同時に、「発生する順番」もほぼ上から順番に並んでいます。

せっかくなので、Wikiから画像を引っ張ってきてみます。 こちらが「巻雲（けんうん）」。 Wikiによれば、「対流圏」の上部に発生するのだそうですよ。 面白そうなので、こっちも表にしてみます。

宇宙空間
外気圏(800 - 約10,000)
熱圏 (50 - 80)		電離層(50 - 500)
中間圏 (50 - 80)
成層圏 (11 - 50)		オゾン層(10 - 50)
対流圏 (0 - 11)
	自由大気 (1 - 11)
	境界層 (0 - 1)

途中に書いてある、「対流圏」の一番上の方に出来ますよ、ってことですね。 「対流圏」の中に大気はあるわけですから、大気の一番上の方に出来る雲、ってことです。

このあたりにある水分は、全て氷の結晶＝氷晶からできているんですって。 「巻雲」は氷の粒の大きさがまだ小さいので雲もまだ薄いんだそうです。

「雲」とはいえ、そこに含まれている成分はやっぱり氷。重力に引っ張られて、やっぱり落下するんだそうです。 高度が低くなるにつれ、温度も高くなってくるので、少しずつ氷は溶けてゆくのですが、その溶けていく水分が「核子」となって、雲が刷毛で空を掻いたような模様になるのだそうですよ。

この氷晶の量が多くなると、雲は「巻雲」から「巻積雲」へと発達します。

 

巻積雲です。

Wikiによれば、『温暖前線や熱帯低気圧が接近してくるとき最初にあらわれるのが巻雲である』とあります。「巻雲」から「巻積雲」に発達するわけですから、巻積雲が現れるということは、天気が下り坂に向かっていますよ、ということ。

この「巻積雲」によく似た雲に、「高積雲」という雲があります。

Wikiにも『温暖前線や熱帯低気圧の接近時には、巻雲の次に現れるため、順番にこの2つの雲がみられると天気の悪化が近づいていると言える』とあります。

「巻積雲」とは、「うろこ雲」とか「いわし雲」などと呼ばれており、秋の風物詩なんですね。

この「巻積雲」によく似た雲に、「高積雲」という雲があります。

高積雲です。

そのままWikiから引用しますが、巻積雲と高積雲の違いは、

・雲のできる高さ（巻積雲の方が高い所にできる）
・一つ一つの雲の大きさ（巻積雲の方が小さい。おおむね、天空上での見かけの大きさ（視角度）が1度より小さいものを巻積雲とする）
・雲の薄さ、光の透過具合（巻積雲の方が薄く、太陽の光が透けるので、影ができない）

にあるのだそうですよ。　ちなみに「高積雲」は「羊雲」なんて呼ばれるんですね。
巻積雲が氷晶で構成されているのに対して、高積雲は水滴である場合も多いのだそうです。

お話が少し長くなりましたので、続きは次回記事に譲りたいと思います。



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「冷たい空」と「暖かい空」

ペースが・・・

言いますまい　頑張ってブログ続けます。

ってことで、本日のテーマは「冷たい空」と「暖かい空」。上昇する気流の続きです。

　前回の記事で予告しました通り、今回のテーマは「雲の種類」です。
雲の種類って、大まかに分けて二つあるようです。

一つ目が「層状雲」。二つ目が「対流雲」。

一つ目の「層状雲」は、その名の通り、上空で「層状」になっている雲、ですね。
二つ目の「対流雲」は「層状」ではなく、地上から垂直方向に向かって、縦に伸びている雲です。

今回のテーマでは、このうち「層状雲」についてポイントを絞ってみたいと思います。

「層状雲」。イメージは沸きますよね。飛行機に乗って空に昇ると、必ず雲は同じ高さでそろってますよね。

ガシャポンのカプセルでもかぶせているのかよ、ってくらい、きれいにある一定の高さでそろってますね。　その高さより上に雲は存在するわけです。

だけど・・・　不思議ですね。どうしてあんな風に雲はそろって上空に浮かんでるんでしょう。

もうちょっとバラバラでもいいんじゃない、なんて思いませんか？

どうしてでしょう・・・

































　


その理由が今回のテーマ、「冷たい空」と「暖かい空」。
「層状雲」とは、この「冷たい空」と「暖かい空」の境目に出来る雲なんでって。

さて。それでは質問です。
「冷たい空」と「暖かい空」。どちらが上で、どちらが下にあるでしょう。




























はい。それほど難しくありませんね。
もちろん上空の方が冷たく、地上に近づくにつれ、空気は暖かくなります。



・・・だけど、不思議じゃありません？　だって、普通同じ物質であれば下の方が冷たくて、上の方が暖かいですよね。

水だってそうでしょ？　お湯を沸かしてお風呂に入ったはずなのに、下の方が冷たかった・・・なんてことはよくある話。

にもかかわらず、どうして上空の空気は冷たいのでしょう。



さて、その説明に入る前に。まずはお風呂のお湯と水の関係を考えてみましょう。
そもそも、なぜ冷たいものは下に、暖かいものは上になるのか。言い換えると、同じ物質でも、「冷たいもの」はなぜ重いのか、ってことですね。


実は、ここでも関係してくるのは「自発的対称性の破れ」なんですね。
上昇する気流の中でご説明しましたね。

全宇宙に存在する物質（粒子、量子）は、常に不安定な状態にあり、自発的に安定した状態になろうとしています。

これはもちろん「水」でも同じこと。
その物質が「冷たい」ということは、すなわちそれだけその物質が「安定している」ということですね。

では逆に「不安定」な状態とはどのような状態か。粒子や量子にとって不安定な状態とは、安定することが出来ず、空間を動き回っている状態ということになりますから、安定した同じ種類の物質に対して、動き回るための「エネルギー」が必要になります。

すなわち、不安定な物質の方が安定した物質よりも「エネルギーを持っている＝暖かい」ということになるわけです。

では逆に、「安定している物質」はなぜ安定することが出来るのでしょうか。


物質はお互いに引き寄せあう力、つまり「引力」をもっています。
「水」と「地球」も同じですね。　

地球の重力に水は引き寄せられています。

その水が「安定している」ということは、それ以上地球に近づこうとしても近づけない状態にあるということ。地上と水が接触している状態で、水は地上から押し返されているような状態ですね。

自ら地上に近づかなくても代わりに地上が自分に近づこうとしてくれているわけですから、水は必要以上のエネルギーを使わなくても良い状態になっているのです。

つまり、より地上に近い方が「安定」していて、エネルギーの値が少ないということ。

地上から離れていれば離れているほど、水はより安定しようとしてより高いエネルギーの値を持っているということです。


これは「空気」でも同じこと。もちろん他の理由で同じ高さにある空気でも暖かかったり冷たかったりするわけですが・・・。

つまり、高度が高くなればなるほど空気はより高いエネルギー値を持っていることになります。


　矛盾してますかね　
「だって、さっき上空の方が空気が冷たいって言ったじゃん！！」

って。

さて。どうしてこんな矛盾することが起きるのでしょう。

・・・いや、矛盾しているように感じられるだけで、別に矛盾しているわけではないんだけど・・・


答えはこれ。

「上空にはエネルギー値の高い物質（粒子）の量が少ないから」


序章する気流で大気圧のお話をしましたね。

高度が高くなればなるほど気圧が下がりますから、そこに含有できる空気の量もどんどん薄くなってくるのです。

そこに含まれている粒子のエネルギーの値がいくら高かろうが、そのエネルギーを放出している粒子の絶対量が少なければ、特定の空間の中で放出されているエネルギーの総量は少なくなります。

つまり、真空に近づけば近づくほど空気のエネルギー＝温度は低くなるのです。


さて。「層状雲」のお話に戻ります。

空気の温度を左右するのは何も「高度」だけではありません。「光電子」つまり地上に降り注がれる太陽の光の量によって温度は変化します。

ちなみに太陽の光＝光子がエネルギーを持っているのは、光子がその中に「電子」を含んでいるから。電子の振る舞いによって太陽光のもつエネルギーの値は変化します

太陽光によって暖められた地上や海上、湖上などの温度によって大気が暖められ、「気圧」によって空気のカプセルが作られます。


そんな空気のカプセルが近づいてくると上空に「層状雲」が出来るのだそうです。

「層状雲」が出来るということは、暖かい空気が近づいている証拠。

「層状雲」が空一面に広がるようなときは、何時間か後に雨が降りますよ、という目安なんだそうです。


「雲」って面白いですね。
次回はそんな「層状雲」の種類についてお話してみたいと思います。。




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