気象学について

質問

質問は３つあります。できれば、１月５日までに返答をもらえると助かります。１：乾燥断熱上昇と湿潤断熱上昇の過程について教えてください。２：乾燥と湿潤の断熱減率の大小比較とその理由について教えてください。３：大気下層の湿度が高いほど積乱雲などの対流雲が発達しやすい理由を教えてください。

回答No.2

debukuro

温度変化は１００メートルに付き
乾燥：１℃
湿潤：０．６℃
湿潤では水が凝結潜熱を放出するので約０．４℃の温度上昇があります
乾燥では潜熱の放出がありません

回答No.1

tukitosan

１と３について書きます。２は、わかりません。

「１」．
「断熱上昇」とは、気流が１つの固まりの状態になって上昇する際に外部との熱のやりとりが無いことを言います。つまり、断熱性のある風船の中に気体がとじこめられて、空気中を上昇しているような状態のことを言います。
風船の中に気体が入っていると考えた方が考えやすいので、その状態をイメージしてください。

気体が上昇するのは、その気体の温度が周りより高くて、密度が低い為（軽いため）に生じます。

気体が上昇するにしたがって、外部の圧力が小さくなリます。そのため、気体は膨張するので温度は下がります。
（物理の「外部に対して仕事をする」ことになるので、内部のエネルギーは現象する。それが温度の下降と言う形であらわれているのです。）

このように、気体が上昇するにしたがって温度が下がるので、いずれ回りの空気と同じ温度になり、気体の上昇が止まります。

ところが、このとき乾燥している気体の場合と湿っている気体の場合では、異なる内部変化が起こることがあります。前者は、内部で絶対に水滴が生じることはありません。しかし、後者の場合は、内部に水滴（霧や雲）が生じることがあります。水滴（霧や雲）が生じる時には、熱が発生します。これは、水を蒸発させる時に熱が必要なのとは、逆の現象です。これにより、水滴（霧や雲）が生じたときから後は、温度の下がり方が悪くなり周りの温度と等しくなるのが前者より遅くなります。（３で説明しますが、本当は多少ちがう）

そのため、乾燥した気体の方が、温度の下がり方が大きく回りの空気と温度が早く等しくなり先に上昇が止まります。湿った気体の方が、温度の下がり方が悪く、なかなか上昇が止まらいということが生じます。

ここまで、書きましたが、内容は多少「２」にも関係するような気がします。

「３」．
通常、熱圏にいくまでの地上に近い空気は、高度が100ｍ上昇するごとに0.6℃ずつ気温が下がっていきます。乾燥した気体の上昇中の温度は、断熱膨張によって、100ｍ上昇するごとに、温度が1.0℃ずつ下がります。それに比べて、水（霧や雲）を生じながら上昇する気体は、断熱膨張による温度の減少分と凝縮（気体の水蒸気から、液体の水が生じる現象）による温度の上昇分との合計で、100ｍ上昇するごとに0.5℃しか温度が下がりません。そのため、湿った空気が、水（霧や雲）を生じながら上昇する場合は、周りとの温度差がかえって大きくなってしまいます。そのため、密度の差が大きくなり、上昇する早さが早くなるのです。

とこんな感じですがいかがでしょうか。内容は、おそらく正しいです。

専門用語は、よくわからので、次の語句の説明を補足してください。私も、知りたいですし、また、これを見た他の人が、よくわからないと思うからです。私はとりあえず、こういう意味だろうと思って説明しました。

ここのサイトの目的は、「知らないことを知っている人が説明して、みんなで、見聞を広げていこう」という主旨だと思いますから‥。

補足をお願いしたい語句は次のものです。
「乾燥断熱上昇」「湿潤断熱上昇」「断熱減率」「積乱雲（たぶん、入道雲のことだと思うのですが今ひとつ自信がない）」「対流雲」

これらの補足があれば、もしかすると「２」も説明できるかもしれません。‥‥。

助言にでもなれば、幸いです。
tukitosan でした。

お礼

助かりました。一応ネットでいろいろと調べてはみたんですが、このことについてのっているところがみつからずまいってたところだったんですよ。どうもありがとうございました。