空から水が降る、当たり前の不思議
雨——空から水が降ってくる。あまりに当たり前で、ふだん不思議に思いません。でも、考えてみれば奇妙です。その水は、どこから来て、なぜ落ちてくるのでしょうか。前レッスンで、低気圧のところで空気が上昇し、雲ができると述べました。このレッスンでは、その雲と雨のしくみを、もう一歩詳しく見ます。鍵は、水の姿の変化と、水が地球をめぐる大きな循環です。
雲は、どうやってできるのか
まず、雲のしくみです。空気は、目に見えない水蒸気(気体の水)を含んでいます。晴れた日の空気にも、水は含まれているのです。ここで大切な性質があります。暖かい空気ほど、たくさんの水蒸気を含める、ということです。
では、前に見たように、水を含んだ空気が上昇すると、どうなるでしょうか。
- 空気が上昇すると、上空ほど気圧が低いため、空気は膨らんで冷えます
- 冷えた空気は、水蒸気を含める量が減ります
- 含みきれなくなった水蒸気は、細かい水や氷の粒に変わります(これを凝結と言います)
- この無数の小さな粒が集まったものが、雲です
つまり、雲は「空気中の水が、冷えて目に見える粒になったもの」なのです。空に浮かぶ雲は、水の粒の大集団だったのです。
なぜ、雨が降るのか
では、雲から雨が降るのは、なぜでしょうか。雲を作っている水の粒は、最初はとても小さく、軽いので、空気中に浮かんでいます。しかし、雲の中で、これらの粒がくっつき合って、だんだん大きくなっていきます。
粒が十分に大きく、重くなると、もはや空気中に浮かんでいられなくなり、落ちてきます。これが、雨です。上空の気温が低い場合は、氷の粒のまま落ちてきて、雪になります。つまり、雨や雪は、「雲の中の水の粒が、支えきれないほど大きくなって落ちてきたもの」なのです。
天気が「崩れる」というのは、この一連のしくみが働いている状態です。低気圧などで空気が上昇し、雲ができ、その中で水の粒が育ち、やがて雨として降る——前レッスンの気圧の話と、ここでつながります。
水は、地球をめぐる
雨のしくみを知ると、より大きな絵が見えてきます。それが、水の循環(水循環)です。地球上の水は、姿を変えながら、絶えずめぐっています。
- 蒸発:海や川、地面の水が、太陽の熱で温められ、水蒸気になって空へのぼる
- 凝結:上空で冷えて、雲になる
- 降水:雨や雪として、地上に降る
- 流れ:降った水は、川となって流れ、やがて再び海へ戻る
- そして、また蒸発する——
この循環は、前に学んだ大気と水のシステムの中核です。私たちが体験する「天気」は、この壮大な水の循環の、一部を切り取ったものなのです。今日降る雨の水は、かつて海や川にあった水かもしれません。水は、なくなることなく、地球をめぐり続けています。
この視点は、水資源や、豪雨・干ばつといった問題を理解する土台にもなります。天気は、地球規模の水のめぐりの、身近な現れなのです。
ニュースで使う視点
雨や雪、天気の崩れに関するニュースに触れるときは、「空気が上昇し、冷えて、水の粒が育っている」という、雲と雨のしくみを思い出してみてください。そして、その水が、地球をめぐる大きな循環の一部であることも。この視点は、次のレッスンで見る、豪雨や台風といった激しい気象を理解する土台になります。