「雲はどういった仕組みで作られるのか」「雲は一体何でできているのか」について、イラストを交えながら、わかりやすく解説します。
雲のでき方
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1水が蒸発して水蒸気に変化
雲は、微小な水滴や氷の結晶からできています。その元になっているのは、海や川、地面など様々な場所にある水です。
水は太陽の熱などで温められると、蒸発して、水蒸気(気体状態の水)に変化し、空気中に溶け込みます。
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2上昇気流で上空へ
そして、水蒸気を含んだ空気の塊が上昇気流に乗ることで、上空へ昇ります。
一般的に雲は上昇気流のある場所にでき、上昇気流が生じる場所はおおよそ定まっています。上昇気流が生じるきっかけには、以下のようなものがあります。
上昇気流が生じるきっかけ
- 山の斜面に風が吹く
- 暖かい空気と冷たい空気がぶつかり、暖かい空気が冷たい空気に押し上げられる
- 太陽光などで暖められて、軽くなった空気が浮上する
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3膨張して温度が下がる
上空に行くほど気圧が低く、大気の圧力が減るため、上昇した空気の塊は膨張します。その時、空気の塊は膨張することに自身のエネルギーを消費するので、温度が下がります。
以上のように外部と熱のやりとりをせず、気体が膨張する現象を「断熱膨張」と言います。
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4水蒸気が水滴に変化
空気が含むことができる水蒸気量には限界があり、気温が低いほど、空気が含むことができる水蒸気量は少なくなります。
そのため、膨張して温度が下がり、空気がこれ以上水蒸気を含み切れなくなると、水蒸気は気体の状態を保てなくなります。すると、水蒸気は空気中に漂うちりの周りに集って、水滴や氷の結晶に成長します。
この空に浮かぶ水滴や氷の結晶の集合体が、普段我々が目にする「雲」というわけです。
水蒸気は我々の目に見えませんが、水滴や氷の結晶になることでその姿を捉えられるようになります。
雨や雪が降る仕組み
雲の中にある水滴や氷の結晶はぶつかり合って、くっついていくことで、徐々に大きくなっていきます。ある程度大きくなると、水滴や氷の結晶は重たくて浮かんでいられなくなり、落下します。それが「雨」や「雪」なのです。
雨や雪が降ることで、水は海や川、地表に再び戻り、水の循環が繰り返されます。
まとめ
最後に復習として、雲のできる過程を簡単にまとめました。
雲ができる過程
- 水が蒸発して水蒸気に変化
- 水蒸気を含んだ空気の塊が上昇気流に乗り上空へ
- 気圧の低い所で空気の塊が膨張して温度が下がる
- 含み切れなくなった水蒸気が水滴に変化
この4つの過程を経て、水滴や氷の結晶の集合体である雲が完成します。
できあがった雲は、形によって、10種類に分類されています。そのことについては以下の記事で詳しく解説しています。気になる方はご参照ください。
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雲の種類と特徴 ~十種雲形~
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以上、雲のでき方の解説でした。