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雲・霧の発生と水の循環

1 霧・雲・雨のでき方

(1)霧のでき方

 地表付近の空気が冷やされて温度が露点より低くなり,空気中にふくみきれなくなった水蒸気が凝結(液化)して小さな水滴となって地表面に浮かんでいるものが霧です。

比較的気温が高い前日に雨が降って翌日の冷え込んだ朝方に霧がかかりやすいのは,空気中に水蒸気を多くふくんだ状態(露点が高い状態)で気温が下がるために空気の温度が露点よりも低くなりやすくなるためです。

〈実験〉 霧を作る実験

 ビーカーに水(ぬるま湯)を入れたものの口の部分に氷水を入れた丸底フラスコの底の部分でふたをします。変化の様子を観察しやすいようにするために黒い紙をビーカーの後ろに立てておきます。

霧を作る実験

(2)雲のでき方

〈雲のでき方〉

  • 雲のできる場所

     空気が上昇する流れのことを上昇気流といいます。上昇気流の中で,水蒸気が小さな水滴や氷の結晶となって上空に浮かんでいるものが雲です。上昇気流ができるのはいろいろな場所がありますが,例えば風が山を上っていく所,太陽の放射熱によって特に暖められている地表部分,低気圧の中心,前線面などです。

  • ②雲のでき方…以下のようにして雲は発生します。

    (ⅰ)地上付近の空気が上昇する

    (ⅱ)気圧が下がり空気が膨張して温度が下がる

    (ⅲ)温度が露点よりも低くなると,その空気中の水蒸気 の一部が水滴になる

    温度が0℃以下になると,水滴は氷の結晶になります。

〈実験〉 雲を作る実験

[手順1] フラスコの内部をぬるま湯でぬらした後,線香の煙をフラスコの内部に入れます。

[手順2] フラスコを注射器につないでピストンを急に押したり,引いたりしてフラスコ内部の様子を観察します。

雲を作る実験

〈結果〉

  • ピストンを急に引いたとき
  • ピストンを急に押したとき

(3)雨・雪のでき方

 雲をつくっている水滴(雲粒)や氷の結晶が成長して大きくなると,上昇気流で支えられなくなり,落下してきます。雲を作っている水滴の直径は約0.01mmでそれらが空気中を浮遊しているほこりなどに集まってきます。
 雲粒が集まって直径約0.1mmの粒になったものを霧粒,直径約2mmになったものを雨粒といい雨粒ほどの大きさになると上昇気流では支えきれなくなり地表に向かって落下します。

〈雨と雪〉

  •  水滴(雨粒)がそのまま落下してきたり,氷の結晶が落下の途中でとけて水滴となって地上まで落下してきたものをいいます。

  •  氷の結晶が,とけずに地上まで落下してきたものをいいます。

    ※雪の結晶…その形は上空の気温や湿度などの条件によって変わります。

  • 〈雪の結晶の例〉

2 降水と水の循環

(1)降水

 地上に降ってくる雨や雪などをまとめて降水といいます。降水量の単位にはmmを用います。

(2)降水をもたらす雲

 雨を降らせる代表的な雲は,積乱雲(雷雲)と乱層雲(雨雲)です。雲の形状によって降らせる雨の様子も変わります。

  • 積乱雲

    大粒の雨を狭い地域に,短時間に強い雨を降らせます。縦に長い形をした雲です。

  • 乱層雲

    小粒の雨を広い地域に,長時間にわたって降らせます。横に長い形をした雲です。

    分厚い雲ほど強い雨をもたらし,厚さのうすい雲は弱い雨をもたらします。

(3)水の循環

 地球上の水は,気体,液体,固体とその姿を変えながら,海,大気中,地上,地中の間を移動し,循環しています。この循環のおおもとは,太陽のエネルギーです。

〈水の循環〉

  • 蒸発

     地表や海面や川の水の一部は,太陽によってあたためられて蒸発し,水蒸気となって大気中にふくまれていきます。また,植物の蒸散によっても,水は水蒸気となって,大気中にふくまれていきます。

  • 雲の発生

     蒸発した水蒸気は,上空で凝結して,小さな水滴や氷の結晶となって雲をつくります。

  • 降水

     雲から雨や雪となり,地表に戻ってきます。降水は地下水になったり,地上で流水になったりして,湖や海などに注ぎます。

    地球上の水の約96%は海水として存在し,陸上の塩分をふくまない淡水は3%くらいにすぎません。

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