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地学b
第5回雲と降水
Koji Yamazaki (山崎孝治)
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水（H２O）の性質
• 常温（地球上の気温範囲）で固体、液体となる。
（融点、沸点が高い）
• 比熱、融解熱、蒸発熱が大きい。
• 固体のほうが液体より密度が小さい（氷が水に浮く）。
• 水は4℃で最大密度。
• 海水は温度が低いほど重い。塩分が濃いほど重い。
• 海水の融点は低下する。-1.8℃
• 温室効果気体である。（赤外域に吸収帯をもつ）
氷：固体（固相） solid phase: ice
Source: The Atmosphere An Introduction to Meteorology,
10th Ed By F. K. Lutgens and E. J. Tarbuck
水：液体（液相） liquid phase: water
Source: The Atmosphere An Introduction to Meteorology,
10th Ed By F. K. Lutgens and E. J. Tarbuck
海氷は水に浮く。
減少しても海面水位は上がらない。
水の性質
潜熱（相変化の際の熱）が大きい
• 蒸発熱 Lv
2.50 x 106 J/kg
～600 cal/g
• 融解熱 Lf
3.34 x 105 J/kg
～ 80 cal/g
• 昇華熱 Ls
2.83 x 106 J/kg
～680 cal/g
水蒸気:Water
vapor
（気体）
Lv
Ls
水:Water
（液体）
氷: Ice
Lf
(固体）
「新地学図表」 (87 p) より
飽和水蒸気量は気温とともに指数関数的に増加
相対湿度は水蒸気量／飽和水蒸気量
「新しい高校地学の教科書」より
空気が上昇すると気温が下がる
相対湿度が100％になると凝結して雲になる
• 乾燥断熱減率
１０K/km
• 湿潤断熱減率
～5-6 K/km
「新地学図表」 (86 p) より
対流性の雲（ex.積乱雲)のでき方
「新地学図表」 (86 p) より
対流性の雲の発達
湿潤断熱減率
５～６K/km
乾燥断熱減率
１０K/km
「新地学図表」 (86 p) より
対流性の雲（積乱雲）の発達
「新地学図表」 (86 p) より
大気の安定度
「新地学図表」 (86 p) より
大気の安定度
「新地学図表」 (86 p) より
フェーン現象
「新地学図表」 (87 p) より
地球上の水の収支（バランス）
収入
財産の変化
＝収入ー支出
財産
財産の変化が
なければ
収入＝支出
支出
地球（海陸）の水収支
下の図の単位は(cm/year)
地球の水収支
Global water
cycle
110cm/year × 海洋面積＝
270cm/year × 陸地面積
海洋上大気
Atmosphere
over Ocean
118
陸上大気
Atmosphere
over land
Atmospheric
transport
75
107
48
River
海洋
Ocean
陸
Land
収支（バランス）の考え方 -- 大切！
収入
財産の変化
＝収入ー支出
地球上での年平均降水量
は 1000 mmです。
では、平均蒸発量は？
財産
財産の変化が
なければ
収入＝支出
支出
冬平均海面気圧
シベリア高気圧、アリューシャン低気圧
夏平均海面気圧
モンスーントラフ、亜熱帯高気圧
地表風系と降水量 [１月]
ITCZ, SPCZ, Storm Tracks
地表風系と降水量 [７月]
モンスーン（monsoon）,ソマリジェット, ITCZ,
温帯低気圧：Extra-tropical cyclone
熱帯低気圧:Tropical cyclones