Up 雲生成のメカニズム 作成: 2022-06-10
更新: 2022-06-10


    雲は,暖気が寒気の中に突っ込んでいくことによってできる:
        暖気が,周りの寒気によって冷やされる。
        その中の水蒸気形態の水分子 H2O の一部が,水ないし氷の形を現す。
        ──これが雲。

    水分子 H2O 自体に,水蒸気 (気体)・水 (液体)・氷 (固体) の3態があるわけではない。
    水蒸気・水・氷は,それぞれ水分子が最密に集合したときの形を謂う。
    そして,水分子の温度が,最密の形を変えるというわけである。


    水分子の温度って?
    水分子の運動量である。
    温度は,分子の運動量で定義されるものである。
    「温度計をあてたときの値」が温度なのではない。

    雲は,寒気に突っ込んだ暖気が周りの寒気と安定均衡に達した形である。
    この「安定均衡」の内容は,
      暖気の温度が下がり,周りの寒気の温度と同じになる
      暖気の空気分子密度が大きくなり,周りの寒気の空気分子密度と同じになる

    ここで,「温度が下がる」と「密度が大きくなる」は同じことだということに,留意すべし。
    「温度が低い」は,分子の運動量が小さいこと。
    そして分子の運動量が小さいことは,「密度が大きい」こと。


    ところで,「水蒸気形態の水分子が冷えて水ないし氷の形を現す」は,実は論理の飛躍がある。
    水蒸気・水・氷は,それぞれ水分子が最密に集合したときの形であり,水分子の温度が最密の形を変える。 しかし「水分子が冷える」自体には,「水分子が最密に集合する」の含意は無い。

    こうして,雲生成のメカニズムの説明は,冷えた水分子を最密に集合させるメカニズムを説明しなければならない。
    それは,どんなふうに説明されているか?
    「エアロゾル」で説明されている:
      冷えた水分子がエアロゾルにくっつく。
       これが最密集合の実現になって,水ないし氷の形を現す。

    しかしこれは,あくまでも想像である。
    見てきたことのように言っているが,実際に見た者はいない。


    ということは,雲生成のメカニズムは本当はわかっていないということ?
    そうである。
    本当のところはわかっていない。


  • 参考文献
    • Newton 別冊『天気と気象の教科書』, ニュートンプレス, 2019-04-05.