こんにちは！この記事を書いているKenだよ。深夜に、起きたね。
前回は「高気圧・低気圧」を勉強してきたけど、今日はもう一歩踏み込んで
前線とは何か？？
を勉強していこう
まず理解しておきたいのが
気団（きだん）
という用語。
気団とはズバリ、
同じ気温や湿度をもった空気の塊のこと
なんだ。
ある空気が大陸や海の上にとどまっていると、同じ温度や湿度の空気になりやすいよ。
例えば、あつい大陸の上にいくつかの空気が集まってきたとする。
しばらくいると、大陸の高い気温に影響されて、上の空気と同じ気温の空気の塊（気団）になったりするんだ。
そして、いよいよ前線。
天気の世界では、
気温や湿度の違う気団同士が衝突する
という事件が起きるよ。
例えば、 性質の異なる気団A と 気団B が衝突したとしよう。
この時、2つの気団はすぐに交わらず、
境目ができる。
2つの気団の境界面のことを「前線面」、前線面が地面と交わる部分を「前線」と呼んでいるんだ。
そして、
前線付近では雲ができやすい
という特徴があるよ。
例えば、「冷たい空気」と「暖かい空気」がぶつかったとしよう。
冷たい空気の方が、粒子の運動量が小さく、体積に小さいから密度が大きい。
対して、あったかい空気は粒子の運動量が増えて、体積が大きくなるから密度は小さくなる。
2つの空気の塊が衝突したら、冷たい空気が潜り込むんだね。
なぜなら、冷たい空気の方が、密度が大きいからだ。
性質の異なる空気の塊がぶつかると、こんな感じで前線ができるはずだ。
このとき、あったかい空気は冷たい空気に押し上げられてしまうよ。
雲のでき方で見てきたように、空気は上昇すると断熱膨張が起きて、上昇した空気が冷えてしまうんだ。
結果的に、飽和水蒸気量が下がって水蒸気でいられなくなった水分が水滴として出てきてしまうことになる。
それが雲になるわけね。
次は「前線の種類」を勉強していこう。
そんじゃねー
Ken
天気の単元で重要になってくるのが、
飽和水蒸気量（ほうわすいじょうきりょう）
だ。
シンプルにいってしまうと、
1m³の空気が含むことができる水蒸気の重さ
のこと。
中1理科で「水に溶けることができる物質の限界量のこと」を「溶解度」って習ったよね？
じつは、空気にも水蒸気を含むことができる限界があるってわけだね。
実はこの飽和水蒸気量というやつは、
温度によって変化するよ。
具体的に言うと、次のように変化するんだ（Wikipediaより）。
気温(℃) 飽和水蒸気量(g/m3) 50 82.8 40 51.1 35 39.6 30 30.3 25 23.0 20 17.2 15 12.8 10 9.39 5 6.79 0 4.85 -5 3.24 -10 2.14 -20 0.882 -30 0.338 -40 0.119 -50 0.0381
この表を見るとわかるけど、
温度が低ければ飽和水蒸気量が小さくなる。
逆に、温度が高ければ飽和水蒸気量も大きくなるよ。
例えば、30° の空気は 1m³ 中 30.3 gの水蒸気を含むことができる。
一方、10° の空気なら 9.39 g しか水蒸気を含めないんだ。
ここで疑問に思ってくるのが、
なぜ温度が高くなると飽和水蒸気量も大きくなるのか？
ってことだよね。
「めんどくさいから温度が変わっても同じでいいじゃん！」
と思っちゃうもんね。
実はこの現象は、
空気の分子の動きを考えるとわかりやすいよ。
温度が上昇すると、空気を構成している小さな粒子（分子）の動きが活発になるんだ。
分子の動き自体が大きくなるから、当然、空気が大きくなる。
だから、水蒸気を多く含めるようになるってわけ。
逆に、温度が下がると空気の分子の動きも小さくなっちゃう。
水蒸気を含むことができるスペースの余裕がなくなっちまうんだね。
飽和水蒸気量がしっくりきたら、湿度を計算してみよう！
そんじゃねー
Ken
前回は「飽和水蒸気量」を勉強してきたけど、そのほかにも天気の単元で重要なキーワードがあるよ。
それは、
の2つ。
前回、
飽和水蒸気量とは温度によって変化する
って勉強してきたよね？
温度が下がると飽和水蒸気量が小さくなって、温度が上がると飽和水蒸気量が大きくなるって話だったはず。
この性質を踏まえると、空気を冷やしたら
含んでいる水蒸気の重さが飽和水蒸気をオーバーする
っていう事態が起きると思うんだ。
このとき、飽和水蒸気量を超えた水蒸気たちは水蒸気として存在できず、
水滴として出てきてしまうよ。
このように、
「空気を冷やして水蒸気が水滴になって出てきちゃう現象」のことを
凝結（ぎょうけつ）
と呼んでいるよ。
そして、凝結が始まる温度のことを
露点（ろてん）
と呼んでいるんだ。
例えば、25℃の水蒸気を冷やして15℃で湿度100%になり、空気中の水蒸気が水滴になって出てきちゃったとしよう。
この時、水蒸気が水滴に変わり始めた「15℃」を「露点」と呼んでいるんだね。
テスト前によーく復習しておこう！
そんじゃねー
Ken
こんにちは！この記事を書いているKenだよ。ランチパック、3連続だね。
天気予報でよく出てくるのが、
湿度
という数値だ。
これはズバリ、
空気の湿り具合を数値で表したもの
で、もっと具体的に言うと、
ある温度の1m³の空気に含まれる水蒸気の質量が、その温度の飽和水蒸気量に対してどれくらいなのか？を百分率で表したもの
なんだ。
湿度の計算式はこんな感じ↓
湿度 [%] = (1m³の空気に含まれる水蒸気の質量）÷（その空気の温度の飽和水蒸気量）× 100
この式を見ればわかるけど、
「1m³の空気に含まれる水蒸気の質量」と「その空気の温度の飽和水蒸気量」が等しかったら湿度は100%になるね。
湿度100%という状態は、限界まで水蒸気がパンパンに詰まっているわけだ。
この事態は全然あり得ることだから、部屋の湿度計が100%で動じることなかれね。
例えば、水蒸気が1m³あたり10g含まれている空気があったとしよう。
飽和水蒸気量が50 g だった場合、湿度は
湿度 [%] = (1m³の空気に含まれる水蒸気の質量）÷（その空気の温度の飽和水蒸気量）× 100
= 10 ÷ 50 × 100
= 20%
になるんだ。
こんな感じで、湿度の計算では
がわかっていれば計算できるね。
テストでは単純に湿度を計算するだけじゃなくて、
湿度から水蒸気の質量を求める問題
も出てくるよ。
例えば、次のような問題↓
こういう問題は、
湿度の計算公式を変形させりゃいいね。
湿度の公式は
湿度 [%] = (1m³の空気に含まれる水蒸気の質量）÷（その空気の温度の飽和水蒸気量）× 100
だったから、これを「1m³の空気に含まれる水蒸気の質量」について等式変形してやると、
(1m³の空気に含まれる水蒸気の質量）= 湿度 ×（その空気の温度の飽和水蒸気量）÷ 100
になるはず。
この式で「1m³の空気に含まれる水蒸気の質量」を計算してやると、
(1m³の空気に含まれる水蒸気の質量）= 湿度 ×（その空気の温度の飽和水蒸気量）÷ 100
= 40 × 30 ÷100
= 12 [g]
になるね。
つまり、1m³ に12 [g] の水蒸気が入っていたことになる。
というわけで、ここまでの湿度の練習問題が解ければ完璧。
次は「天気図の書き方」を勉強していこう。
そんじゃねー
Ken
