地学b第 降第5回雲と降水

Koji Yamazaki (山崎孝治)j ( )

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水（H２O）の性質

• 常温（地球上の気温範囲）で固体、液体となる。（融点 沸点が高い）（融点、沸点が高い）

• 比熱、融解熱、蒸発熱が大きい。

固体のほうが液体より密度が小さい（氷が水に浮く）• 固体のほうが液体より密度が小さい（氷が水に浮く）。

• 水は4℃で最大密度。

• 海水は温度が低いほど重い。塩分が濃いほど重い。

• 海水の融点は低下する。-1.8℃

• 温室効果気体である。（赤外域に吸収帯をもつ）

氷：固体（固相） solid phase: ice氷 固体（固相） so d p ase ce

Source: The Atmosphere An Introduction to Meteorology, 10th Ed By F. K. Lutgens and E. J. Tarbuck

水：液体（液相） liquid phase: water水 液体（液相） qu d p ase ate

Source: The Atmosphere An Introduction to Meteorology, 10th Ed By F. K. Lutgens and E. J. Tarbuck

海氷は水に浮く。海氷は水に浮く。減少しても海面水位は上がらない。

水の性質水 性質潜熱（相変化の際の熱）が大きい

• 蒸発熱 Lv2.50 x 106 J/kg 水蒸気:Water g～600 cal/g

• 融解熱 L

気vapor

（気体）

• 融解熱 Lf3.34 x 105 J/kg

/

LvLs

～ 80 cal/g• 昇華熱 Ls

水:Water

（液体）昇華熱 Ls2.83 x 106 J/kg～680 cal/g

（液体）氷: Ice

(固体）Lf

～680 cal/g

「新地学図表」 (87 p) より

飽和水蒸気量は気温とともに指数関数的に増加相対湿度は水蒸気量／飽和水蒸気量相対湿度は水蒸気量／飽和水蒸気量

「新しい高校地学の教科書」より

空気が上昇すると気温が下がる相対湿度が100％になると凝結して雲になる

• 乾燥断熱減率１０K/km１０K/km

• 湿潤断熱減率～5-6 K/km～5-6 K/km

「新地学図表」 (86 p) より

対流性の雲（ex.積乱雲)のでき方

「新地学図表」 (86 p) より

対流性の雲の発達

湿潤断熱減率５～６K/km

乾燥断熱減率１０K/km１０K/km

「新地学図表」 (86 p) より

対流性の雲（積乱雲）の発達

「新地学図表」 (86 p) より

大気の安定度

「新地学図表」 (86 p) より

大気の安定度

「新地学図表」 (86 p) より

フェーン現象

「新地学図表」 (87 p) より

水蒸気混合比 (g/kg)上空にいくと指数関数的に減少する上空にいくと指数関数的に減少する

地球上の水の収支（バランス）地球上の水の収支（バランス）

収収入

財産の変化＝収入ー支出収入 支出

財産の変化が

財産支出

財産の変化がなければ収入＝支出

地球（海陸）の水収支

下の図の単位は(cm/year)

地球の水収支Global water

110 / 海洋面積cycle 110cm/year × 海洋面積＝270cm/year × 陸地面積

海洋上大気陸上大気

AtmosphereAtmosphericAtmosphere over Ocean

Atmosphere over land

Atmospheric transport

118 107 75 48

海洋 陸

River

海洋Ocean

陸Land

収支（バランス）の考え方 -- 大切！収支（バランス）の考え方 大切！

収収入 地球上での年平均降水量

は 1000 mmです。

財産の変化＝収入ー支出

では、平均蒸発量は？

収入 支出

財産の変化が

財産支出

財産の変化がなければ収入＝支出

冬平均海面気圧シベ 高気圧 シ 低気圧シベリア高気圧、アリューシャン低気圧

夏平均海面気圧モンスーントラフ、亜熱帯高気圧

地表風系と降水量 [１月]ITCZ, SPCZ, Storm Tracks

地表風系と降水量 [７月]モンスーン（monsoon） ソマリジェット ITCZモンス ン（monsoon）,ソマリジェット, ITCZ,

温帯低気圧：Extra-tropical cyclone

熱帯低気圧:Tropical cyclones熱帯低気圧 op ca cyc o es