雨について

質問

雨はどうしてパラパラと粒になって落ちてくるのでしょうか？

空気中で水は、表面積が少ない方が安定なので塊になって降ってきても
よさそうな気がするのですが、そうならないのはなぜなのでしょう？

回答No.5

indoken2 · ベストアンサー

お礼の中のご質問について

＞空気抵抗によってばらばらになるのはなぜでしょう？
＞速度が大きく、抵抗が大きければ大きいほどばらばらになりやすいのでしょうか？

落下中の雨粒の形をご覧になった事があるでしょうか。
真球ではなく、空気の抵抗を受けて、つぶした大福もちのような形になっています。
さらに大粒の場合は、大分区もちの下側が真ん中でへこんだ形になり、
最終的には形を維持できず、ばらばらになってしまうのです。
下記URLの図をご覧ください。
http://www.ems.psu.edu/~fraser/Bad/BadRain.html

お礼

回答ありがとうございます。

丸みをとった△のような形ではなく、真ん中がへこんでくるんですね。
なんだか不思議な気がします。

回答No.4

indoken2

雨の元は気体の水（水蒸気）です。
水蒸気が露点以下の条件で結露して細かい粒の液体になります（＝雲）。
この段階で、細かい水滴になることは分かりますね（実際には氷の粒らしいですが）。
細かい水滴は、「空気中で水は、表面積が少ない方が安定なので塊になって」ゆきます。
これはお考えの通りです。
さて、大きくなった水滴は空気中に浮遊することが困難になって、落下し始めます。
強い上昇気流があると、粒が相当大きくなるまで浮遊しますが、
さらに大きな粒になれば、最終的に落下し始めます。
要するに、ご質問の通り、
大きい塊の方が安定だとしても、大きくなるにつれて浮遊が困難になるので、
実際には、極端に大きな塊まで成長することはない と言えるでしょう。

もう一つ、雨が余り大粒にならない理由は、
大きな粒は落下速度が大きく、地上に着くまでに、
空気の抵抗で粒がばらばらに散らばってしまうことにあるでしょう。
氷（＝雹）であればソフトボールくらいの大きさの記録があるようですが、
水（＝雨粒）ではそれほど大粒のままで地上に到達することは無いようです。

お礼

回答ありがとうございます。

落下し始めるときに小さな粒であることはわかりました。

>大きな粒は落下速度が大きく、地上に着くまでに、
空気の抵抗で粒がばらばらに散らばってしまうことにあるでしょう。

このことがよくわかりません。
空気抵抗によってばらばらになるのはなぜでしょう？
速度が大きく、抵抗が大きければ大きいほどばらばらになりやすいのでしょうか？

回答No.3

yokkun831

雲の中で徐々に水滴が成長し，上昇気流で支えきれない大きさになって落下を始めます。落下を始めると途中で他の水滴に出会う確率はさほど高くないと思われますので，落下中の成長はあまりないのではないでしょうか。つまり，雨は水塊が分裂して落ちてくるのではなく，ようやく落ちるほどに成長した水滴がそのまま落ちてくるわけです。

ただし，水塊を落下させるとどうなるかはまた興味深い別の問題として残りますね。確かに表面積が少ないとエネルギーは低くなるのですが，空気抵抗による形状のゆらぎを考えると，塊はある程度分裂するように思われます。

お礼

回答ありがとうごいます。

>落下を始めると途中で他の水滴に出会う確率はさほど高くないと思われますので

空気抵抗よる終端速度は単純には質量に依存するので、水滴が完全に同じ質量でない限り、
水滴どうし出会う確率はそれほど低く無い様に思います。

>水塊を落下させるとどうなるかはまた興味深い別の問題として残りますね
>空気抵抗による形状のゆらぎを考えると，塊はある程度分裂するように思われます。

難しそうですね。ありがとうございます。

回答No.2

DJ-Potato

雲の中で、上昇気流で押し上げられる力と、重力で落とされる力が働いていて、水滴がだんだん大きくなって、落とされる力が勝る大きさになったら雨として降ってくるので、粒になって落ちてくるのです。
大きな塊に成長するまで上空に保持する力がないからです。

お礼

回答ありがとうございます。

落ちてきている最中に粒同士が接触して大きくなって行きはしないんでしょうか？

回答No.1

htms42

空気が無ければ水の塊のままで落ちます。

お礼

回答ありがとうございます。
空気があるとパラパラになるんですね。