山の上のほうはなぜ寒い？

質問

山の上のほうに行くと、いつも寒いですが、なぜでしょうか？また、逆に、海抜マイナス１０００メートルなどという穴を掘った場合は暖かくなるのでしょうか？

回答No.2

tmsn4dp · ベストアンサー

こんにちは。
山岳地帯の外気温が低いのは、鉛直方向の気温減率 (気温が減少する割合) が大きいためです。すなわち高度とともに気温が著しく減少するのである。平均的な気温減率は100mにつき約0.65℃であることが知られています。
暖められた空気塊が上昇して、周囲の圧力が低下して、断熱膨張することによって気温は大きく低下する訳です。これをボイル-シャルルの法則と言います。
下記のＨＰを参照して下さい。
http://www.kousou-jma.go.jp/obs_second_div/taikidata/t3.html

また、地中深部の気温が高いのは、地熱によるものです。すなわち、深部はマグマの熱によって暖められているため、深部ほど地熱温度は高くなります。
下記のＨＰを参照して下さい。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%9C%B0%E7%86%B1

お礼

ご回答ありがとうございました。
暖められた空気が断熱膨張するところがポイントのようですね。
実は、私はエンジニアなんですが、そのへんがよくわかってませんでした。
ありがとうございました。

回答No.8

ht1914

Ｎｏ５です。
現象の大筋を説明するということでいうとＮｏ３の方の解答で終わっていると思っていました。断熱膨張は必要ありません。

回答No.7

Yosha

No.5 です。

質問の内容は、一般的な人がだれでも抱く疑問です。専門的な答えを要求しているものではありません。

従って、回答のほうもそのレベルに合わせて行う必要があります。また、一般的に誤解され易い項目は、誤解を解くていどの答えは書くべきです。

そして、専門分野にはこんなこともあるのだという紹介程度の記述は必要と思いますで書いたところはありますが、これとてそういうこともあるのだなという程度で十分ですので、かなりの部分をはしょっています。

このコーナーは、議論をするところではありませんし、学術的な発表の場でもありません。
質問者または、この質問を見られている方がこれ以上を必要とされるのであれば、多分自分で調べて見られるのではないかと思います。それで十分目的は達せられていると考えます。

そこのところを踏まえての回答をしています。

回答No.6

ht1914

ＡＮｏ５の方の解答とＡＮｏ３の方の解答についてです。

ＡＮｏ３の方の解答です。
＞なぜなら、空気は太陽の光で直接暖められているのではなく、太陽の光を受けた地面が温められ、その熱が空気に伝わって地表面の空気が暖められます。
なので、地面から離れるほど気温は低くなります。

ＡＮｏ５の方の解答です。
＞おおよそ1万メートル付近まで、高くなるほど、気温が下がるのは空気の断熱膨張(断熱変化)によるものです。
実際には、対流による熱の伝わり方がこれに絡んでいます。
熱の伝導ではありません。空気は熱を伝えにくい物質です。

ＡＮｏ５の方はＡＮｏ３の解答に反論されているようです。私はこの２つは両立するものだと思います。

大気の温度プロフィルで温度の高いところは２カ所あります。まず地面の温度が高いです。高度を上げていくにしたがって徐々に温度が下がりますが上空でまた高くなっていきます。温度の高いところは太陽からのエネルギーを吸収しているところです。地表が熱を吸収します。上空では電離層で吸収します。吸収するエネルギーの種類は異なるでしょうがとにかくエネルギーを吸収するのです。それが大気の他の部分に伝わります。この意味ではＡＮｏ３の解答は正しいです。熱がどの様な仕組みで地表から離れたところに渡されるかとは別の話です。
熱の伝わり方には３通りあるというのを高校では学習します。対流、輻射、伝導です。ＡＮｏ３の方が「伝わる」と書かれたのでそれをＡＮｏ５の方は「伝導」と受け取られたようです。

この３つの違いは空気が移動して熱を運ぶかどうかです。対流は空気が移動します。熱を運搬する効果が一番大きいでしょう。対流では温度の高い空気の塊が上昇しますから断熱膨張も起こります。膨張によって周りの空気に仕事をするわけですからこれは熱を上空の空気に渡すしくみのひとつです。対流の起こる範囲は雲の生じる範囲でもあります。この時は熱の運搬に水も大きく関わってきます。地表で気化熱を受け取り上空で放出します。

太陽からの熱をどこが吸収しているかとその熱をどの様に分配しているかとは別の話です。対立するものではありません。

太陽からもらった熱を地表で受け取り上空に伝えるだけであれば温度勾配があるにしてもどんどん温度は高くなります。地球から宇宙に熱を放出する働きが必要です。これは輻射です。赤外線で熱を逃がしていることになります。

回答No.5

Yosha

>山の上のほうに行くと、いつも寒いですが、なぜでしょうか

おおよそ1万メートル付近まで、高くなるほど、気温が下がるのは空気の断熱膨張(断熱変化)によるものです。
実際には、対流による熱の伝わり方がこれに絡んでいます。
熱の伝導ではありません。空気は熱を伝えにくい物質です。

地上から11Kmまでの気温の低下率は、乾燥した空気では、約10℃/Km(乾燥断熱減率)であり、湿った(湿潤)空気では、約5℃/Km(湿潤断熱減率)です。
計算上、富士山頂では、地上より25℃前後寒くなります。気圧は地上の6割弱程度です。

航空機の設計・性能比較等に関して標準的な大気のモデルを作成する必要があり、国際民間航空機関(ICAO)が「標準大気」として決めたものがあります。大まかな内容は次の通りです。

乾燥した空気で、
海面上（高度0）のとき、地上の気圧1013.25hPa。
地上の気温15℃。
地球の重力加速度980.66cm/sec2。
地上から11Kmまで 地上の気温低減率 －6.5℃/km
11Km～20Km の気温低減率 0.0℃/km (－56.5℃一定)
20Km～32kmまでの気温低減率 +1.0℃/km

>海抜マイナス１０００メートルなどという穴を掘った場合

地熱などを考慮しなくても、大気の断熱圧縮(自転車やボールの空気入れが熱くなるのと同じ理屈)により地上より5～10℃高くなります。

回答No.4

ht1914

＃２の方の解答についてです。

＞暖められた空気塊が上昇して、周囲の圧力が低下して、断熱膨張することによって気温は大きく低下する訳です。これをボイル-シャルルの法則と言います。

ボイルシャルルの法則は高校で出てきます。ここに書かれていることはボイルシャルルの法則とは別の内容のものです。

お礼

補足説明ありがとうございました。

回答No.3

mazeran

地球は、太陽の光で平均気温１５度となっています。

山の上は確かに地上より太陽に近いために、暖かくなりそうですが、実際は地上より低くなります。

なぜなら、空気は太陽の光で直接暖められているのではなく、太陽の光を受けた地面が温められ、その熱が空気に伝わって地表面の空気が暖められます。
なので、地面から離れるほど気温は低くなります。
高い山にも地面はあり、表面の空気は温められますが、まわりの冷たい空気が当たるために、山の上は気温が低くなります。

地面から１０００メートルという単位での穴を掘れば、地球内部の熱の影響を受け、暖かくなります。

お礼

ご回答ありがとうございます。
なるほど、という感じです。

回答No.1

aruminium

空気が薄くなると、温度は低く感じます
また、穴を掘ると地熱により温かくなります

お礼

なるほど。ご回答ありがとうございました。