地学 b

第 5 回雲と降水Koji Yamazaki ( 山崎孝治 )

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水（ H ２ O ）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）　• 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）。• 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

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

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

海氷は水に浮く。減少しても海面水位は上がらない。

水の性質潜熱（相変化の際の熱）が大きい

• 蒸発熱 　 Lv 　2.50 x 106 J/kg～ 600 cal/g

• 融解熱　 Lf

3.34 x 105 J/kg～ 80 cal/g

• 昇華熱　 Ls

2.83 x 106 J/kg～ 680 cal/g

水蒸気 :Water vapor

（気体）

水 :Water

（液体）氷 : Ice

( 固体）

Lv

Lf

Ls

「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

「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　

１０ K/km

• 湿潤断熱減率 ～ 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５～６ K/km

乾燥断熱減率　１０ K/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

地球上の水の収支（バランス）

財産の変化＝収入ー支出

財産の変化がなければ　収入＝支出

財産

収入

支出

地球（海陸）の水収支　下の図の単位は (cm/year)

海洋上大気Atmosphere over Ocean

陸上大気Atmosphere

over land

海洋Ocean

陸Land

118 107 75 48

River

Atmospheric transport

地球の水収支Global watercycle 　 110cm/year × 海洋面積＝

　 270cm/year × 　陸地面積

収支（バランス）の考え方 -- 大切！

財産の変化＝収入ー支出

財産の変化がなければ　収入＝支出

財産

収入

支出

地球上での年平均降水量は　 1000 mm です。では、平均蒸発量は？

冬平均海面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,

温帯低気圧： Extra-tropical cyclone

熱帯低気圧 :Tropical cyclones