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気温の逓減率と高山病

 どうもこんばんはライネです。

 当面の説明に必要と思われる温度の話が終わったので、気温の話に戻れます。
 地形の時も地球という星の説明など、話があっちこっち行きましたが、
 気候でもきっと同じようなことが起こるはずですと予言しておきます。

 私の知っている言い回しでは「箱の中の箱」という表現をするのですが、
 日本語ではこれを「入れ子」と呼んでいるそうです。

 何かを説明するための説明のための説明という非常に回りくどいことをしていますが、
 気になったことは自分の理解しているところまでとことん調べたいので、ご容赦下さい。
  
 
 気温の話に戻りますが、地球上の気温は太陽高度で大部分が決まると説明しました。
 大部分は決まるのですが、細かいところではその他の要素も関係してきます。

 その他の要素の中で、私も知っているものとしては「高さ」です。
 以前、「ヤマノススメ」を読んで登山に興味を持ったと話したことがあるのですが、
 山に登るとだんだんと気温が下がってくることは、経験上私も知っています。



 こちらの世界の分析では、およそ100m高い場所にいくと、
 元の気温から0.5~0.7℃くらい下がるそうです。
 これを「気温の逓減率(ていげんりつ」と呼ぶそうです。

 あいまいな数字になってしまったのにはわけがありまして、
 というより、本には「0.65」という数字が書かれているのですが、
 どうやらこれは何にも影響する物のない理想的な数字なのだそうです。

 いわゆる「机上の」数字なので、実際にはもうちょっと違っていることもあるらしく、
 違う本には「0.55」という数字が書かれていることもありました。

 何でこんなに変わるのかと言いますと、細かい話はまたあとでする予定ですが、
 まずひとつはこの数字は空気中の水分量(湿度)で変化します。
 また、山そのものがある程度の温度を持っているので、その温度の影響などもあるそうです。

 つまりこの気温の逓減率は、場所によって変化することが多い数字なので、
 ひとまず、だいたい0.5~0.7℃だと思っておけば間違いはないと思います。



 では、何故高いところに行くと気温が下がるのかという話になりますが、
 実はこれの原因もエネルギーと圧力の関係なのだそうです。

 私はこれまで空気は重さが無いものだと思っていたのですが、
 実はほんの少しだけ空気にも重さがあるそうです。
 
 空気の重さそのものは、あまり気にするほどのものではないのですが、
 場所によって違いますが、空気は地上から10万kmもあるそうです。
 ちりも積もれば山となるというわけで、地上0mでは1c㎡あたり1Kgの圧力を受けているそうです。

 私たちは生まれた時からこの10万km分の空気を背負って生活しているので気づきません。
 けれども、山のように少し高いところに行けば、その分だけ空気の圧力が下がるわけです。
 これもあまり気づけないと思いますが、空気の圧力が下がるということは、
 空気を構成している物質が、それだけヤンチャになるということです。


 温度の話で使った例えを引用すれば、それまれよりも広い部屋の中を子供が走り回るようになるため、
 子供たちは同じエネルギーをもらっていても、部屋の暖かさが下がってしまうわけです。

 また、それだけではなく、そもそもこの子供たちを捕まえる事も難しくなるわけです。
 子供なら好きなだけ走らせておけば良いのですが、実際にはこれが空気なわけですから、
 吸える空気が少なくなるということです。
 その結果、酸欠による諸症状、いわゆる高山病というものになってしまうわけですね。

傘なし賭博

 私が色々と調べて気候の勉強をしていることを知ってか知らずか、
 少なくともこちらの世界の気候のことにかけては私よりも詳しい先生は、
 なんとも恐ろしいゲームを編み出してしまったようです。
 先生があまりに今日の出来事を自慢するのでご紹介しましょう。


 今日、関東地方は午後から大雨が降るという予報でした。
 けれども先生は自分の勘を信じて、傘を持たずに家を出たのです。

 雨が降るよりも早く帰ってこれれば先生の勝ち、びしょ濡れになれば負けという、
 命がけの賭博です。

 ざわざわ

 空を見ていれば降りそうか降らなさそうかくらいは私でも解るのですが、
 先生は長年の感覚で、あとどれくらいで雨が降るかを、
 半日前くらいからなら当てられるそうなのです。

 
 さて、この賭けの結果はどうなったかと言いますと、
 先生が帰ってくる前にひどい大雨が降ってきました。

 負けちゃったかと思いながら、家の中で大雨の音を楽しんでいると、
 全く濡れていない先生が帰ってきました。
 家につくと同時に雨が降ってきたので、自分の予想に感激していたそうです。


 さすがに気候について勉強しても、こういう野性的な勘は身に付きませんが、
 日本には気象予報士という面白い国家資格がありまして、
 ある程度のことは解るようになるそうです。

 私の地元でも、畑仕事を長くやっているおじいさんなどは、
 かなりの精度で天候を予測できるようでしたが、
 自信のある方は傘なし賭博をしてみてはいかがでしょうか?

 なお、先生は今回の件に自信を持ったようで、今度は傘なしだけでなく、
 寝室の窓を開けたまま出かけるという博打を考えているようです。
 本当に閉めませんよ?

 こんばんは、自宅警備員のライネです。


 せっかくのタイミングなので雨の話もしたいところなのですが、
 それをするには先に風の話をしなくてはいけません。
 というのも雨は風によって降るからです。


 気温の話がまだ途中ではあるのですが、
 実はそれを説明するにも風の事を知っておくとわかりやすいので、
 ちょっと寄り道して、風の話をしようと思います。

 というわけで今日は風の正体について知っておきましょう。
 私の居た世界では、世界の果てで風を起こしている神様がいると言われていましたが、
 それはさすがにありえない話です。

 そもそも良く考えると風というものは、空気が動く現象を言います。
 扇を仰ぐことで生まれる風も、自然に吹く風も、
 何らかの原因で空気が動くことによって生じるわけです。

 では、その原因とはなんでしょうか?
 明日はこれについて考えてみたいと思います。

空気は温められると上昇する?

 どうもこんばんはライネです。
 4月から始まったアニメも半分くらい過ぎまして、個人的には
 「進撃の巨人」「はたらく魔王さま」「翠星のガルガンティア」が、
 お気に入りです。

 
 さて、急遽予定を変更して風の話をすることになったわけですが、
 昨日も説明したように、風の正体は空気の移動なのです。
 ということは空気の性質を理解すれば、風についても理解できることになります。 


 風にかかわる空気の性質というのは、ここでも温度が大きくかかわってきます。
 おそらく一般的なこちらの世界での考え方とは異なった物だとは思いますが、
 その辺から説明していきましょう。


 まずは風船やペットボトルのような、空気が簡単にもれず、
 比較的柔らかいものをご用意ください。
 そしてその中に空気を少し入れて、空気が出ていかないようにします。

 これをしばらく太陽に当てるなどして温めると、風船は少し膨らみます。
 それは空気が膨らんだことで、風船が押し出されたからだと考えられました。

膨らむ風船


 これは私のいた世界での実験なのですが、
 扱うもののサイズや分析能力そのものがこちらの世界と比べると格段に見劣りするとはいえ、
 物理的・化学的な法則は、少なくとも目に見える範囲では、こちらの世界でも同じです。
 もちろんこの実験も、こちらの世界でも全く同じことが起こります。

 しっかりと封をしていても空気が出入りする可能性は捨てきれませんが、
 やはりこれは空気が温められて膨らんだと考えて間違いではないでしょう。
 こちらの文献などで調べても「空気は温められると膨らむ」と書かれていました。
 

 これは少し前に説明した「高い場所程気温が下がる」というのと同じ考え方でして、
 高い場所に行くほど、周りの空気の圧力が下がって、空気が自由に動けるようになるため、
 エネルギーをたくさん使ってしまい、気温が下がるという話でした。
圧力と気温

 これを逆から考えると、気温が上がれば、エネルギーがたくさん手に入るので、
 空気が活発に動けるようになるため、風船ごとまわりの空気を押し広げることができる。
 という訳なのだそうです。

 けれども、空気の数そのものはふたがしてあるので増えたわけではありません。
 ということは、ペットボトルの中の空気は少し大きくなったものの、重さは一緒なわけです。

 では、ペットボトルや風船が無い状態で同じことが起こったらどうなるでしょうか?
 暖められた空気は自由に動けるようになり、まわりの空気の圧力を押し広げることができます。

 そのぶん、その範囲の空気の数が少なくなるわけなので、周りから見て軽くなった空気は、
 ふわふわと持ちあがっていきます。

上昇気流

 このように持ちあがっていく空気のことを「上昇気流」というそうです。
 端的にまとめると、「空気は温められると上昇する」と言えるでしょう。
 もちろんこれも風の一種です。

風の正体

 週末になると先生は引きこもり用のお菓子をたくさん買ってきます。
 今週もスーパーの大袋いっぱいに買ってきたのですが、
 ポテトスナックというお菓子を1袋頂きました。

 おせんべ状のお菓子なのですが、なかなか美味しかったです。
 けれども食べた後で販売終了することを知りました。
 もう食べられなくなるのなら、最初から出会いたくなかった!

 こんばんはライネです。


 風の話が盛り上がってきましたね!
 少なくとも地理の本では、こんな話はどこにも書いてないのですが、
 昨日の風の話を知っておくと、全ての風が簡単に説明できるのでお勧めです。


 ところが上昇気流だけが風ではありません。
 空気がどんどん上昇してしまったら、地表には空気が無くなってしまいます。

 実際に地表はだんだんと息苦しくなっているわけではないので、
 この空気は上昇気流のおこらないところで、地表に降りてきていると考えられます。
 そもそも、上昇した空気は「気温の逓減率」の説明の通りに段々冷たくなっていくので、
 どこまでも上昇するわけではありません。


 このように地表に降りてくる風の事を「下降気流」と呼んでいます。
 これはもちろん上昇気流が起こりにくい所で見られるので、
 今のところの説明だけで言えば、周りより少し気温の低い所で見られると言う事になります。

 実際のところは、もっと複雑な条件があるわけですが、今はできるだけ簡単に捉えておきましょう。
 さて、そうなると地表の空気は下降気流の発生しているところに集まってしまうことになりますが、
 もちろんそういう訳にもいきません。

 この空気は、上昇気流の発生しているところに再び吸い込まれていくことになります。
 全体の関係を図にすると、こんな感じになります。

上昇気流と下降気流

 ちなみに、地表に生活する私達からみると、この中で一番影響を受ける風は、
 もちろん下降気流から上昇気流へ向かう風④です。

 どれも等しく風ではありますが、ひとまずこの風④に注目しておいてください。

大気の循環

 どうもこんばんはライネです。
 さて、昨日の風の話はまだまだ序の口です。

 あれを地球に置き換えてみてみましょう。
 温かい場所で上昇気流がおこると言うことは、地球上で一番暖かい赤道は、
 上昇気流が発生しやすい場所ということになります。

 そして上昇した空気はその周辺に降りてくるので、
 赤道よりも少し離れた場所に下降気流が発生します。

 これと同じことが北極と南極でも起こるので、図にするとこんな感じになります。

大気の循環

 ちなみにこの赤道付近での空気の回転を「ハドレー循環」
 極付近での空気の回転を「極循環」と呼ぶそうです。

 図を見ると解ると思いますが、このハドレー循環と極循環の間にも、
 もう一個回転できそうなところがありますね。
 真ん中の回転は「フェレル循環」と呼んでいます。

大気の大循環
プロフィール

ライネ

Author:ライネ
ライネと申します。
先生の家に居候するラザフォード人です。
現在この世界のことを勉強中。
リンクとかもろもろ含めて商業的利用以外ならご自由にどうぞ。面白そうな企画には飛び乗ります。

合言葉は「真面目な事を不真面目に!」
記事の真偽は自己責任でお願いします。

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