子供からの質問「標高と気温について」

質問

小学3年の息子から以下のような質問をされて的確でわかりやすい答えが解りません。どうか助けて下さい。
質問(1)「暖かい空気は冷たい空気より軽いのになぜ山に登ると涼しいのか？」
質問(2)「山に登ると太陽に近くなるのになぜ涼しいのか？」
何となくイメージは出来るのですが小学3年生に解るように説明できません。どうか簡単に教えて下さい。

回答No.4

sanori · ベストアンサー

こんばんは。

ご質問１

２つの理由がありまして、

１．
太陽光で地面が暖められるとき、山より平地のほうが暖められる場所同士が近い。

２．
断熱膨張の効果。
これは、小学３年のお子さんに断熱膨張を説明するのは、難しいかもしれませんね。
あえて説明するならば、
「登山をすると、空気が薄くなるから、息をするのが大変になってくるという話は聞いたことがあるかな？
　空気は高いところほど薄くなっているんだ。
　だから、風船を低いところから高いところに持っていくと、風船の中の空気も薄くならないといけないから、その分、風船が膨らむよ。
　だけど、‘ただ’で膨らむことはできないから、膨らむ代わりにエネルギーを使うよ。
　エネルギーを使うから、その分、温度が低くなるんだ。」
という感じでしょうか。

ご質問２
太陽と地球は、１億５千万キロメートルも離れています。
一方、エベレストの標高は、１０キロメートルもないです。
１５００万倍も違うので、山の上でも下でも、太陽との距離は同じと考えることができます。
あとは、ご質問１の答えと同じになります。

３ヶ月ほど前に私が回答したＱ＆Ａもありますので、よろしければ、これも参考にしてください。
http://oshiete1.goo.ne.jp/qa4291592.html

お礼

解りやすい解説をいただき、ありがとうございました。
potachieさんの解説とあわせて何とか説明してあげたいと思います。
それにしても最近になって子供の知的欲求に答えられないことが増えてきました。また何かありましたらよろしくお願いします。

回答No.5

potachie

空気の断熱膨張に触れている方がいらっしゃったので。

物理的な説明はともかく、気象現象としては、フェーン現象の説明サイトが分かりやすいかと。

http://www.gifu-net.ed.jp/kishou/bbs/ans/a0043.htm
http://www.jma.go.jp/jma/kishou/jma-magazine/0408/index.html

湿った空気は１００ｍ上ると０．５℃気温が下がり、下ると０．５℃上がります。
乾いた空気は１００ｍ上ると１℃気温が下がり、下ると１℃上がります。

回答No.3

id357

全くの我流です。
答えは、地球の大気（空気）に保温効果があるからだよ、と。
冬の寒い朝、布団から出るのは寒いでしょ。
山の高いところに上ると空気が薄くなってくるので
布団から出るのと同じことになるんですよ。と。

自分ならこんな雰囲気で説明しますが、
反感くらいますかね。

納得してもらえるようでしたら、
だから、空気を汚すようなことは、あまりしないように。みたいな

回答No.2

potachie

なぜ、暖かいか、ご存じでしょうか？
地熱を除くと、太陽の光が地面に当たり、地面（や海面）が暖まることで、それが暖かくなるんです。

（１）（２）とも、回答は同じです。
標高が高いところは、地面が少ないので、気温が低いんです。暖まる部分が狭いため、または平地から遠く暖まるのに時間がかかるため、その分、空気は暖まらなくなります。
なお、空気からは、放射熱として常に熱が光として宇宙に逃げています。放射熱は上空でも地表でも同じように起きますから、熱源である地面から遠いほど、空気は冷たくなります。
熱は太陽からは光で届く。これが、小学３年生に教えることの出だしです。後は、その知識を、実験で実証していってあげてください。
夏は暑く、冬は寒い。これも太陽の光が垂直に当たると、同じ面積の地面でたくさんの光を受け、斜めに当たると少しの光になるからです。この実験は、電気ストーブなどを使って、黒い紙を垂直に当てる、斜めに当てることで、試せます。

（１）（２）の回答の前に、正寸の地球の模型を実物か絵を見せてあげることです。地球の半径は６４００ｋｍ　一番高い山は１０ｋｍありませんし、一番深い海も１０ｋｍちょっとです。
６４センチの半径の円を部屋に描いてみてください。一番高い山はその円から０．１センチ外に、一番深い海は０．１センチ内側になります。
お子さんがいう、高い山は太陽に近い、というときの近さを実感させてげてください。
ちなみにですが、地球は自転しているため、赤道半径が外にほんのちょっとふくらんでいます。このふくらみは、エベレストの高さよりも大きいんですよ。でも先の模型ではミリ単位のずれにすぎませんが。
なお、空気の層も空気対流できる範囲という意味では１０ｋｍ前後なので、どのくらい空気層の厚さが薄いかも実感させてあげてもよいかも。地球が引力でとどめている空気の量というのは、ほんのわずかなんですね。

また、地球と太陽の距離は１億５千万ｋｍくらいなので、さきほどの縮尺でどこに太陽があるか、教えてあげてもよいかも。電車移動の距離になりますが。

お礼

解りやすい解説をいただき、ありがとうございました。
sanoriさんの解説とあわせて何とか説明してあげたいと思います。
それにしても最近になって子供の知的欲求に答えられないことが増えてきました。また何かありましたらよろしくお願いします。

回答No.1

noname#77845

参考まで。

http://oshiete1.goo.ne.jp/qa1226752.html