霧や雲のでき方
カワウソ先生空気は上がると膨張して冷える。露点に達すると水滴や氷の粒になって雲ができるよ。
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- 空気が上昇すると膨張して温度が下がり、露点(新しいタブで開きます)に達すると水滴や氷の粒ができて雲になる。
- 上昇気流は、地面が日射であたためられたときや、山の斜面・前線(新しいタブで開きます)・低気圧(新しいタブで開きます)の付近でできる。
- 霧は雲と同じ仕組みで、地表付近の空気が冷やされて露点に達し、水滴ができたものである。
詳しく
ポイント
空気のかたまりが上昇すると、周りの気圧が下がるため膨張する。空気は膨張すると温度が下がる。
上昇した空気の温度が下がり続けて露点に達すると、空気中の水蒸気が水滴や氷の粒に変わり始める。この小さな水滴や氷の粒が空に集まったものを雲と呼ぶ。
まとめると、上昇→膨張→冷える→露点に達する→水滴・氷の粒(雲)ができる、という順だ。
上昇気流と雲をつくる実験
上昇気流(空気が上へ流れる動き)ができる場合には、日射で地面があたためられて空気が上がる場合、風が山の斜面にぶつかって空気が押し上げられる場合、前線や低気圧の付近で空気が上へ逃げる場合などがある。
雲ができる仕組みは、ペットボトルを使った簡易真空容器でも確かめられる。少量の水と線香の煙を入れたペットボトルを簡易真空容器につなぎ、ポンプで中の空気を抜くと、ペットボトルの中の空気が膨張して温度が下がり、線香の煙を凝結核(水滴ができるときの芯)として、内部が白くくもるのだ。これは雲ができる仕組みと同じである。
空気を抜く手を止めてポンプのピストンを元に戻すと、ペットボトルの中の空気は圧縮されて温度が上がり、白いくもりは消える。
霧と水の循環
霧は雲と同じ仕組みでできるが、空気が上昇するのではなく、地表付近の空気が冷やされて露点に達し、水滴ができたものだ。雲が地面の近くでできていると考えればよい。
雲をつくる水滴や氷の粒が成長して重くなると、上昇気流で支えきれなくなって落ちてくる。これが雨や雪などの降水である。
海や地面から蒸発した水は水蒸気となって上昇し、雲をつくり、雨や雪として地上に降る。降った水は川や地下水を通って、ふたたび海や陸にもどっていく。この繰り返しを水の循環という。
確認問題
確認問題(解答用紙)
スマホやタブレットで読み取ると、この問題をその場で解けます。
https://manazoo.com/science/cloud-and-fog-formation/?from=print#quiz
雲ができるまでの流れを正しい順に並べよう。
- ( )空気が上昇する
- ( )空気が膨張する
- ( )温度が下がり露点に達する
- ( )水滴や氷の粒ができる
正解:空気が上昇する → 空気が膨張する → 温度が下がり露点に達する → 水滴や氷の粒ができる
空気が上昇すると膨張し、温度が下がって露点(新しいタブで開きます)に達すると水滴や氷の粒(雲)ができる。次のうち、上昇気流ができる原因ではないものはどれか。
- ◯ 風が山の斜面にぶつかる
- ◯ 日射で地面があたためられる
- ◯ 低気圧の付近
- ◯ 高気圧の中心付近
正解:高気圧の中心付近
高気圧(新しいタブで開きます)の中心付近では、上空から空気が下りてくる下降気流が生じるため、上昇気流はできない。霧が雲と違う点はどれか。
- ◯ 太陽の熱でできる
- ◯ 空気の重さとは関係ない
- ◯ 水滴ではなく氷の粒だけでできている
- ◯ 地表付近の空気が冷やされて水滴ができている
正解:地表付近の空気が冷やされて水滴ができている
霧は雲と同じ仕組みでできるが、上空ではなく地表付近の空気が冷やされて露点に達し、水滴ができたものである。ペットボトルを使った雲をつくる実験で、線香の煙を入れる役目はどれか。
- ◯ ポンプの力を強める
- ◯ ペットボトルの中を暖める
- ◯ 空気の量を増やす
- ◯ 水滴ができるときの芯(凝結核)になる
正解:水滴ができるときの芯(凝結核)になる
線香の煙の粒は凝結核となり、その周りに水蒸気が集まって水滴ができやすくなる。
単元のポイント
- 雲ができる順番 空気が上昇→膨張→温度が下がる→露点に達する→水滴や氷の粒(雲)ができる
- 上昇気流ができる場合 日射で地面があたためられる・山の斜面を空気が上がる・前線や低気圧の付近
- 霧 地表付近の空気が冷やされて露点に達し、水滴ができたもの(雲と仕組みは同じ)
- 水の循環 蒸発して水蒸気になった水が雲をつくり、雨や雪として降り、川や地下水を通って海や陸にもどる