雨量と積雪の深さ

雨量は、雨が地上に何ミリの深さに降り積もったかでいいあらわします。

2ミリの雨といえば、そこに降った雨が、どこにも流れずに、また土の中にも染み込まないとすると、一面に2ミリの深さになるということです。

雨のほかに、雪・あられ・ひょうなども、溶かして水に直し雨量と同じように、その深さを測ります。
これらと雨量とをひとまとめにして、降水量といっています。

日本では、降水量は、だいたい1年間に少ないところで1000ミリ多いところで3000ミリくらいになります。

雨量の測りかた

直径10センチ、深さ10センチ、またはそれ以上の大きさのブリキ缶を運動場の真ん中か、庭の中ほどにおいて、雨を受けてみましょう。

まわりに落ちた雨粒が、飛び込まないように、缶をいくらか高い木の台の上にのせます。
風が吹いても缶が倒れないように、台に釘などを使って、缶が動かないようにしておきます。

この缶の中に雨がたまったら、ものさしをまっすぐに差し込んで、水の深さを測ります。
このときによんだ水の深さが雨量になります。

底の平らでない缶や、口のほうが広くなったバケツのような形のものを用いると水の深さを測っただけでは、雨量はわかりません。
もし、このような缶しかないときには、水の深さを測るのを止め缶ごと量りにのせて重さを測ります。

はじめに、缶の重さを測っておいて、それを差し引けば缶の中の水の重さが何グラムあるかわかります。

この水の重さを、缶のうけ口の面積、たとえば500平方センチで割れば雨量が何センチであったかがわかります。
ふつうには、これを10倍して何ミリあったかであらわします。

雨量計のいろいろ

①雨量計

ふつう、いちばんよく用いられている雨量計は雨がうける口の直径が20センチで、ふちは刃物のように、うすくなっています。

この雨量計は地面を少し掘って埋めますが、雨のうけ口は地面から20～30センチくらい、出るように据え付けます。

雨量計のまわりの地面には、短い芝生を植えるのがいちばんよく細かい砂をしくのもよいことです。

降ってきた雨は、口から入って、中にあるろうとを通って、貯水瓶の中に入ります。
雨量を測るときには、この瓶を取り出して、雨水を雨量ますにうつし、雨量を測ります。
雨量ますには、雨量がミリですぐにあわせるように、特別な目盛りがしてあります。

雨量ますの中の水の高さをよむときには温度計の目もりをよむときと同じような注意が必要です。

ふつう雨量を測るのは、毎日午前9時にしますが都合の悪いときには、別の時刻に測ってもよいのです。
ただ、注意しなければならないことは何日もほうっておくと瓶の中に入った雨が、蒸発して、減ってしまいます。

②自記雨量計

気象台には、ふつうの雨量計のほかに、自記雨量計がおいてあります。
自記雨量計は、雨の量を時々刻々に記録していく器械です。

自記雨量計には2通りあります。

1つは雨がたまると浮き上がり、それによって、ペンが動いて雨量が記録されます。
もう1つは小さいシーソーの両はしにバケツが2つあって雨がたまるとその重みで、ちょうどシーソーのようにかわりばんこにバケツが倒れるしかけになっています。

この動きを、電気仕掛けによって、部屋の中の記録装置に伝えます。

③長期自記雨量計

人の住んでいない土地や、山の中などで雨量を測りたいときには長い期間にわたって、ひとりで雨量を記録する装置を用います。

ふつうには、3か月間自動的に記録する雨量計が用いられていて、これを長期自記雨量計とよんでいます。

この雨量計は、雨をうける口の直径が10センチで、ふつうの雨量計より小さくまた記録する装置は高さ50センチ、縦横25センチの箱におさめてあって山地へ持っていくのに便利にできています。

④無線ロボット雨量計

空気は山にそってのぼるので、山岳地帯では、たくさんの雨が降ります。

日本のような山の多い国では、このような山に降る雨のために降水がおこるので、山で降る雨を、正しく測ることが必要です。

人の住んでいない山奥の雨を知るには、無線ロボット雨量計が使われています。

無線ロボット雨量計は、自動的に1時間ごとに雨量を無線電信でおくり、気象台でそれを受信して山奥で振った雨が、測れる仕掛けになっています。

雪の測りかた

積もった雪の深さを測るには、まず、学校の運動場のようななるべく、広い平らな地面のところを選びます。

雪があまり多くない地方では雪の中にものさしを差し込んで、何センチあったかを測ります。
雪の多い地方では、あらかじめ、目もりを書き込んだ棒を立ておきます。
この棒のことを雪尺といいます。

積もった雪が、どれだけの水の量になるかを知るには採雪器で雪をとり、その雪の重さを測ります。

なお、空から降ってくる雪の量をはかるには、雪量計を使います。
雪量計は、直径が20センチの細長い金図製の筒です。

この雪量計の筒の中にたまった雪を、部屋の中で溶かして雨量と同じようにしてはかり、ミリであらわします。

日本の中谷宇吉郎博士に、実験室でいろいろの雪の結晶をつくることに成功し
雪の研究は大いにすすんできました。

雪の結晶の調べかた

黒い紙か、布切れを出して、降ってくる雪を受けてみましょう。

手で触ったり、息をふきかけたりすると、消えてしまうので注意してみるとちょうど、白砂糖を見るように、雪の結晶を見ることができます。

虫眼鏡で見ると、なおくわしくわかります。

雪の結晶のいろいろ

雪の結晶が、美しい六角の花のような形をしていることはよく知られています。
雪の結晶には、このほか、いろいろな形があります。

その形から、針状結晶・板状結晶・柱状結晶・樹技状結晶・不定形などいろいろな名前がつけられています。

これらの結晶は、それぞれ単独に振ってくることもありますがふつう、いろいろ組み合わさっている場合が多いのです。

このように、結晶の形が違うのは、雪を生じだ雲の水蒸気の量と温度と違うからです。

雪のできかた

水蒸気をたくさんふくんだ空気が上昇すると温度が下がるだめその空気の水蒸気の量が、飽和にたっし、雲ができます。

さらに温度が下がると雲をつくっている水粒が過冷却の状態になりその過冷却の水粒や、小さな粒を核として氷晶ができます。

氷晶ができると雨のできかたと同じように水晶がだんだん大きくなり落ちる途中、まわりの水粒とくっつきながら結晶は大きくなっていきます。

この結晶が溶けることなく地上に振ってきたものが雪です。

雪が降っているときの地面の近くの気温が、だいたい2、3度以下です。
気温が0度より高いときには振ってくる雪は、溶けてしまいそうに思えます。

しかし、雪のできる空の高いところでは、0度よりも、ずっと低い温度です。
したがって、地面の近くだけが、0度より少し高くても溶けてしまわないで、雪として降ってくるのです。

ときには、雪と雨が混じって降ることもあります。これがみぞれです。

冬のはじめや冬の終わりごろ、雨が降りだす前に、みぞれが降ってくることがよくあります。

最近は、人工雪の研究の進歩により、雪の結晶の形から雪ができた雲の状態を知ることができるようになりました。

人工雪

人工雪をつくる装置は、図のように、上のほうにはうさぎの毛を垂らしておき
下のほうには、水をおいてその水を温めながら、水蒸気が常に補われるようになっています。

この装置を低温の室内におきます。

はじめに、水蒸気がうさぎ毛の上に小さな結晶となってつきそれがだんだん大きくなって雪の結晶となります。

雲の粒と雨粒の1個ずつの重さをくらべてみると、大きな雨粒は、雲粒の100万倍もあります。

雨粒は雲の中でできることはわかりますが、大きな雨の粒にまでどのようにしてなるのでしょうか。

雨を降らせる雲

雨を降らせるような雲は、うすい雲の中ではできないで、厚い雲の中にできます。

絹雲や絹層雲は、うすい雲ですから、雨を降らせません。
層積雲や積雲も、やや厚い雲ですが、雨をほとんど降らせません。

雨を降らせる雲は、積乱雲・高層雲・乱層雲などのように、たいへん厚い雲です。
雨を降らせる厚い雲は、山脈にそって空気が上昇するときや低気圧・温暖前線・寒冷前線の付近にできます。

前線が西から東へ進んでくるとき、雲の形や雨の降りかたがどのようにかわるかを調べてみましょう。

はじめは、絹層雲（うす雲）が西の空にあらわれだんだんに頭の上に広がり、空をおおってきます。

このとき、太陽のまわりにかさができます。
この雲は、だんだん厚くなり、かさは消えてしまい、高層雲（おぼろ雲）になります。
このころは、また雲を通して、太陽がぼんやり見えます。

前線が近づいてくると、雲はさらに厚くなり、ついに乱層雲（雨雲）になります。
この雲が近づくと、雨がぼつぼつ振りはじめ、乱層雲の下では、雨が降り続きます。
雲の厚さは、うす雲・おぼろ雲・雨雲の順に厚くなっています。

雨のできかた

雲の中での、雨のできかたには、いろいろありますが日本などで降る雨の原因は、つぎのように考えられています。

雲が成長しはじめ、高い空にまでも上昇すると、温度の低い雲の中では小さい氷の結晶があらわれます。

これを氷晶といいます。

雲をつくっている水粒は、0度以下の温度でも必ずしも氷になっているわけではなく、むしろ、零下15度くらいまでは水滴になっています。
このように0度以下になっても氷にならないでいる状態を過冷却の状態といいます。

垂直に高く伸びた雲では、氷晶だけからなるところ、氷晶と過冷却の水粒からなるところ水粒からなるところと大きく3つの層からできています。

このような雲で、氷晶と過冷却の水粒が混じっているところでは水粒がどんどん蒸発して、そのぶんだけ水晶は大きくなって雪の粒となりやがて落ちはじめます。

雪の粒は、落ちる途中、まわりの水粒と衝突つしながらますます大きくなり、下のほうで暖められて溶け、雨粒となります。

とくに、落ちる途中、気温が低いと溶けることなく、そのまま地上に落ちてきます。

これが雪です。

上昇気流が激しい場合には、雲の底のほうまで落ちてきた水粒や氷晶がふたたびふき上げられて、互いにくっつきながら大粒の雨や、あられ・ひょうなどになって降ってきます。

人工降雨

人工的に雨を降らせることが、試みられています。
1つは、雨になりやすい雲があるとき、ドライアイスをその雲の中にまき雲の温度を下げて、雨のもととなる氷晶をつくることです。

もう1つは、ヨウ化銀の微粒子を煙りとして立ち上らせこの微粒子が過冷却の水粒の中に入ったとき、この粒子を核として氷晶をつくらせることです。

いずれの場合も、雲の中に雨のもととなる氷晶をつくらせることですが雨を降らせることは難しくまだ、実用化はされていません。

また、電気がたくさん起こされるのも、やはり山地に雨や雪がたくさん降るからです。
このように、雨はたいへんありがたいものですがときには大雨となり、大水を起こして大きな損害を与えることもあります。

そして、私たちの暮らしに、雨とたいへん深いつながりをもっているので雨の観測は、昔から熱心に続けられてきました。

雨粒の大きさの調べかた

雨の降っているときに、窓ガラスにあたる雨粒の大きさを調べてみましょう。

きれいに拭いたガラス板を用意して、雨粒を受けてみると雨粒の大きさがもっとよくわかります。

雨粒はガラス板の上で潰れて、まるい形になります。
この雨粒のあとを見ると、大きい雨粒は、潰れた跡が大きく小さい雨粒は、跡が小さくつきます。

この雨の跡を見ると、雨粒は、いろいろの大きさのものがあることがわかりました。
また、ガラス板の裏に方限紙を張りつけておくと、潰れた雨粒の大きさを測ることができます。

また、吸い取り紙かろ紙を出して、雨を受けてみましょう。
雨粒は、吸い取り紙にあたると、大きいしみ跡をつくります。

しみ跡の外側を、鉛筆でなぞっておきます。

食紅の粉を、紙の上にむらのないようにすりつけておくとしみ跡が赤く残り、よくわかるようになります。

吸い取り紙やろ紙の種類によって、いくらか違いがありますがだいたい、しみ跡の大きさから、雨粒の直径を知ることができます。

雨粒の大きさ

いままでの観察によると雨粒の大きさは、だいたい直径が0.5～5ミリくらいでふつうは1～2ミリくらいです。

春に降る雨は、どちらかといえば、小さい雨粒が多く夏の雷雨のときに降る雨は、大粒の雨が多いのです。

いままで、雨粒のいちばん大きかったのは、直径10ミリですが雨粒にあまり大きくなると、落ちてくる途中で割れてしまいます。

また、大粒の雨は、早く落ち、小粒の雨にゆっくり落ちるので落ちかたからも、雨粒の大きさの見分けをつけることもできます。

直径が0.5ミリより小さい雨粒は落ちかたも遅く、霧のように空に浮かんでいるように見えます。
このような小粒の雨を、霧雨ともよんでいます。

雨の降りかた

雷のときには、大粒の雨が急に降ってきてちょうどバケツの水がひっくり返したように、強い雨を降らせます。

春から初夏にかけて糸のような細い雨が、しとしとと、降ることがあります。
このように雨の降りかたは、そのときによって、強く降ったり、弱く降ったりします。

降りかたによって、弱い雨、ふつうの雨、強い雨にわけて、観察することができます。

パラパラと降る雨で、地面が湿るくらいの雨を弱い雨とします。
地面に水たまりができ、家の中にいても雨の降る音が聞こえるくらいの雨をふつうの雨とします。

地面に一面に水たまりができ、激しい雨の音が聞こえるくらいの雨を、強い雨とします。

弱い雨は、雨量にすると、1時間に3ミリ以下くらいです。
ふつうの雨は、1時間に15ミリ程度以下の雨量に相当します。

雷のときには、1時間に15ミリ以上の強い雨が降ることは、めずらしくありません。

東京のいままでの最大記録を見ると、かなりのときに1時間に約90ミリも降ったことがあります。

霧

高い空にできる水粒の集まりを雲といい、地表の近くにできる水粒の集まりを霧といいます。
どちらも水粒の集まりで、できる場所が違うだけです。

霧ができると遠くが見えなくなり、航海する船や、山登りの人たちは困ります。
船や灯台は、霧笛という警笛を鳴らして、衝突に注意します。
とくに、濃い霧のときには、10メートル先も見えなくなることがあります。

気象観測では1000メートル先が見えなくなったときから霧がかかったということになっています。

霧のできるわけ

夜は、地面が冷えるので、気温が下がります。
すると、水蒸気が飽和になり、さらに冷えると空気中の塵を芯にして、水の粒ができます。

このように、霧のできかたは雲のできかたとよく似ています。

昼に雨が降って空気が湿っている場合夜になって天気がよくなり、気温が下がると、とくに濃い霧ができます。
盆地や都会にできる霧は、たいてい、こうしてできたものです。

冷たい海面の上に、温かい空気が流れてきて冷やされ、霧かできることもあります。

夏、北海道の東海岸にできる海霧は、このようにしてできる霧です。

都会などでは、煙りと、霧が混じって、黒っぽい霧ができることがあります。これをスモッグといいます。

靄・煙霧

霧ほどに濃くはありませんが、空気がぼんやりかすんでいることがあります。
これが、靄（もや）です。

靄は、霧よりも小さな水粒が、空気中に浮かんで、大気がうすくかすんだものです。
乾いた塵・ほこり・煤煙など、目に見えない小さな粒が空気中に浮かんでいるときは煙霧といいます。

視程

視程は、大気がどのくらいに、にごっているかをあらわすものです。
それには、どれだけ遠くまで見えるかを、調べればよいわけです。

50メートル先までしか見えないときを視程0とし50キロメートル以上見えるときを視程9として、下の表のように決めたものもあります
。
この表では、数が小さくなるほど、空気がにごっていることになります。

雲量

雲量は、雲が多いか、少ないかをあらわすもので空が一面に雲でおおわれているときを雲量10といいまったく雲のないときを雲量0といいます。

空を見渡したときの、空全体の面積を10としてそのうち青空が10分の2で、雲が10分の8だけでていれば雲量は8です。

また、青空と雲のでているところとが半分ずつならば雲量は3になります。

雲量と天気

雲量が0から2までのとき、天気は快晴といいます。
また雲量が3から7までのとき、大気は晴れ、8から10までのときは、くもりです。

雨か雪が降っているときに、たいてい空一面に雲が広がっていて雲量はやはり10になります。

雲の観測のしかた

雲の種類と雲量の見かたがわかったので、こんどに雲の観測のしかたについて述べましょう。

雲を観測するには、校舎の屋上とか運動場の真ん中とかなるべく空全体が広く見渡せるような場所を選びます。

はじめに、空全体を見渡して雲量を決めます。雲量が決まったたら、つぎに雲の種類を見ます。
いま出ている雲が、10種類の雲形のうち、どれにあたるかを決めるのです。

しかし、困ったことには、空にはふつう2種類以上の形の雲が出ています。
このようなときには、だいたい面積の広いほうから、順に雲の形を決めます。

たとえば、空の半分以上を層積雲がおおっていて空の一部分に絹雲が少し出ているような場合には多いほうから順に層債雲・絹雲と書いておきます。

雲のできるわけ

夏、冷たい水をコップに注ぐと、まわりに小さい水の粒がついてくもります
。
これはコップの温度が下がると、そのまわりの空気が冷えて露点になり水蒸気が水の粒になるためです。

雲ができるのも、これと似ています。

空気は高い空にのぼると、ひとりでに冷えるという性質があります。
乾燥した空気が200メートルのぼると、およそ1度だけ気温が下がります。

たとえば、地上で気温20度の空気を富士山の高さつまり3800メートルばかり持ち上げたとすると、気温ははじめより38度だけ下がり零下18度となります。

このように、高い空に空気がのぼると、その空気の温度は下がります。
この気温が露点より下がると空気中の水蒸気が細かい水滴となり、雲になるのです。

コップの実験の場合、水滴はコップにくっつきました。
雲の場合、水蒸気は空気中の目に見えないほどの細かい塵などを芯にして、水滴になります。

これが雲の粒です。

この雲の粒の大きさは、直径がおよそ0.02ミリくらいです。
非常に高い空にできる雲の粒は、水ではなくて、水の結晶になります。

絹雲・絹層雲・積乱雲・高積雲・乱層雲の頭の部分の雲の粒は、氷の結晶です。

そのほかの雲は、たいてい水の粒からできています。雲は、このような雲粒がたくさん集まったものです。

雲の中では、1立方センチについて数百個の雲の粒が浮かんでいます。

雲のできかた

空気がのぼっていくと雲ができることがわかりました。
それでは、どんなときに、空気はのぼるのでしょうか。

①天気のよい日には、地面は太陽の熱を受けて熱くなります。
夏の昼間、海岸の砂などは、裸足で歩けないほどになります。

こうなると、地面の近くの空気は、あたためらちょうど火鉢の上の空気のように高くのぼります。

この空気は、高くのぼるにつれて冷え、露点になって、雲の粒ができはじめます。
春から夏にかけてよくでる、綿雲や大きな入道雲は、このようにしてできた雲です。

②　風が吹いていく方向に、山や島などがあると、風はその上に吹き上がります。

とくに、山脈のように山が横に長く連なっているところでは風は横に逃げることができなくて、山に這い上がっていきます。

冬、日本海の沿岸地方に、たくさんの雪を降らせる雲は日本海のほうからきた、湿った空気が、山につきあたって、空高くのぼってできたものです。

③　山のかわりに、冷たい空気のかたまりがあるとすすんできたあたたかい空気は、ちょうど山の上を越すように冷たい空気の上に、這い上がります。

そして同じように雲ができます。

この場合の冷たい空気と温かい空気の境目の面を前線面といい前線面が地上と接するところを温暖前線といいます。
前線面にそって雲ができるため、天気が悪くなります。

反対に、温かい空気があって、その下に冷たい空気がもぐりこんで進むこともあります。

温かい空気は、冷たい空気に、押し上げられて、厚い雲をつくります。
このような場合の冷たい空気と温かい空気の境目が地上と接するところを寒冷前線といいます。

低気圧があると、まわりの空気が、その中心にむかって吹き込みます。
すると、中心に集まった空気は、上のほうに押し上げられます。

このようにして強い上昇気流が起こると、厚い雲ができ、大雨を降らせます。

このように、いろいろの場合に空気はのぼりますがどの場合でも、のぼった空気が冷えて、露点にまで下がり、雲をつくることは同じです。

しかし、いつもよく雲を見ていると、この見分けにくい雲もいくつかに区別できるようになります。

雲には、非常に高い空にできるもの、中ぐらいの高さにできるもの、低い空にできるものがあります。
このほかに、低い空から高い空へ突き抜ける厚い空気中ぐらいの高さから高い空へ突き抜ける厚い雲などがあり、あらわれる高さによって、それぞれ、違った格好をしています。

これを、もっと細かくわけると、つぎのように、1つ種類になります。

高い空にできる雲

①絹雲（巻雲）

すじ雲ともいい、青空にうすく鳥の羽毛のような形をしています。

また、細い絹糸がいくすじも流れているようだったりもつれているようだったりしています。
どの形でも、うすくて白く、すじが見えるのが絹雲の特徴です。

②絹積雲

魚の鱗を並べたような、うすい白い雲で、鱗雲ともいいます。
青くすんだ空に、小さい白い貝がらをたくさん並べたようにも見え、なかなか美しい雲です。

③絹層雲

うす雲ともいいます。

うすい白い雲で、空がうす白くにごっているように見えることもあり真綿をうすく引き伸ばしたように広がって、すじの見えることもあります。

月や太陽が傘をかぶって見えるのは、この雲のためです。
そして、この雲が空をおおってくると、天気が悪くなるのがふつうです。

中ぐらいの高さにできる雲

④高積雲

むら雲ともいい、白い雲のかたまりが青空にたくさん並んでいます。

絹積雲を小さい貝がらの並んだ形にたとえましたが高積雲は、まきばに群れているヒツジにたとえることができ絹積雲よりも1つ1つの雲のかたまりが、大きいのが特徴です。

中ぐらいの高さから高い空までのびる雲

⑤高層雲

おぼろ雲ともいい。

灰色がかった厚い雲で、空全体をおおいます。雲が厚いので、月や太陽はおぼろに見えます。

絹層雲は、真綿をうすく引き伸ばした、うすい雲にたとえましたが高層雲は、厚い綿を、空一面にしいた形にたとえることができます。

はじめ、青空にうすい絹層雲があらわれ、つぎに、厚い高層雲があらわれ最後に、非常に厚い乱層雲があらわれて、雨や雪が降るようになります。

中ぐらいの高さ、または、低い空から高い空まで伸びる雲

⑥乱層雲

ふつうにいうあめ雲です。
黒い厚い雲で、この雲かでると昼でもあたりが暗くなります。

この雲は、絹層雲・高層雲と同じ仲間の雲です。
絹層雲の厚くなったものが高層雲で高層雲の厚くなったものが、乱層雲と思えばよいのです。

この雲からは、雨や雪が降っていることが多いのです。

低い空にできる雲

⑦層積雲

くもり雲ともいい、高層雲の雲のかたまりより、もっと大きい灰色の雲のかたまりです。
このようなかたまりは、空の一部分にあることもあり、また空一面に広がることもあります。

雲の隙間から青空が見えることもあります。
いままでに述べた雲のなかで、絹積雲と高積雲・層積雲は形の上では親類です。

雲のあらわれる高さや、1つ1つの雲のかたまりの大きさによって区別します。

⑧層雲

霧雲ともいい、霧に似たむらのない雲です。
朝がた、もやもやした低い雲があり、ちょっと見ると乱層雲のようですが10時ごろになると、切れ目が出て青空が見え、まもなく晴れます。

このような朝ぐもりの雲は、たいてい層雲です。

低い空から高い空まで伸びる雲

⑨積雲

綿雲ともいわれる雲で、頭がまるくて、底が平らな形をしています。

たいていは、天気のよいときにでき、大きいのは、塔のように高く伸びて入道雲になります。

⑩積乱雲

かみなり雲ともいわれ、夏によく出て、雷を起こします。
この雲は、塔のように伸びた大きな入道雲の頭がすじ雲になって広がったものです。
この雲が近づくと、雷が聞こえ雨やヒョウが降ることもあります。

おもしろい雲・めずらしい雲

①レンズ雲

高積雲や層積雲が、ちょうど凸レンズを横から見たような形をしていることがあります。
このような形の雲をレンズ雲といいます。

この雲のある高さのところでは、風が強く吹いています。

②飛行機雲

飛行機が飛んでいったあとに、細く白い雲のすじができることがあります。
これは、おもに飛行機のエンジンからでるガスの中にふくまれている水蒸気が凝結してできるものです。

気温の低い高空にできます。

飛行機雲は、出来てからすぐに消えることもあり長いあいだ残って、絹層雲や絹積雲になってしまうこともあります。

③かさ雲

山の上を風が吹き越えていくときに雲ができちょうど、山がかさをかぶったような形になることがあります。
ときには、二重や三重もの、かさができることもあります。

富士山にできるかさ雲は有名です。
一般に、富士山をはじめ、山にかさ雲ができると、天気が悪くなるといわれています。

湿り気

洗濯ものは、曇りの日や、雨の降っている日にはなかなか乾きませんが、天気のよい日には早く乾きます。

これは、空気の湿り気が多いか少ないかによるからです。
空気の湿り気が多いと乾き方が遅く、湿り気が少ないと乾き方が早くなります。

湿り気をあらわすのに、湿度という言葉を使います。
湿度が高いときは湿り気が多く、湿度が低いときに湿り気が少ないことになります。

湿気のあらわし方

空気中の水分がある程度まで増えると、水の蒸発は止まってしまいます。
もうそれ以上、空気の中に水蒸気が入りこめなくなってしまうのです。

このように、水蒸気でいっぱいになった空気を、飽和した空気といいます。

湿度はパーセントであらわします。
飽和した空気は、湿度100パーセントで水に蒸気を全くふくまない空気は湿度0パーセントです。

空気は、温度が上がれば、膨張し、温度が下がれば縮まります。
ですから、同じ水蒸気の量でも、温度が高ければ湿度は小さく温度が低ければ湿度は大きくなります。

飽和した空気に、水蒸気がどのくらいふくまれているかはその空気の温度によって違ってきます。

グラフは、空気1立方メートルの中にふくむことができる水蒸気の量とその空気の温度との関係をあらわしたものです。

空気の温度が20度のとき、飽和した空気1立法メートルの中には約17グラムの水が、水蒸気としてふくまれています。
また、温度が30度では、飽和した空気には、約30グラムの水蒸気がふくまれています。

このように飽和した空気にふくまれる水蒸気の量は、温度が弱くなるにつれて増えています。

20度のとき、水蒸気で飽和している空気の温度が上がり、30度になったとします。
20度のときの飽和水蒸気量は17グラムで、30度のときは30グラムですからこの空気は、まだ13グラムの水蒸気をふくむことができます。

こんどは、20度の飽和した空気が、急に冷えて10度になったとします。
10度の飽和水蒸気量は9グラムですから、のこりの8グラムの水蒸気は水になってしまいます。

このように、水蒸気が、飽和の状態を超えて水ができることを水蒸気の凝結といいます。
そして、凝結のはじまる温度を露点といいます。

毛髪湿度計

人間の髪の毛は、湿り気が増えると伸び、湿り気が減ると縮む性質があります。
この髪の毛の、伸び縮みを使って、湿度を測る器械を毛髪湿度計といいます。
髪の毛の伸び縮みは、てこで大きくされて、指針を動かします。

これを読めば、湿度がわかるわけです。

指針のかわりに、ペンを動かして紙に湿度を書きこんでいくようにした自記毛髪湿度計もあります。

乾湿計

温度計を2本使って、湿度を測る方法があります。

1本の温度計はそのままですが、他の1本に、その球部をガーゼで包みます。
ガーゼからは、木綿糸の束を、小さい水壺の中に垂らしてあるのでガーゼはいつも水を吸って湿っています。

なにも付けてないほうの温度計を乾球温度計、ガーゼをつけたほうの温度計を湿球温度計といいます。
この2本を、並べて枠に取り付けたものが乾湿計です。

乾湿計は、百葉箱の中に取り付け、水壺には、水を8分目ほど入れておきます。

百葉箱の中では、温度計を包んだガーゼの水が、だんだん蒸発します。
水が蒸発するとき熱をうばうのでガーゼで包んだ温度計の球部が冷えて、温度が下がります。
空気が乾いていれば、水の蒸発はさかんで湿球温度計の温度は気温より、ずっと低くなります。

乾球温度計のほうは、気温をしめしています。
そこで、乾球温度計の目もりのよみと、湿球温度計の目もりのよみとの違いからつぎのようにして、湿度を知ることができます。

湿度のもとめかた

乾湿計の観測から、湿度を出すには、表を使います。
いま、乾球が23度、湿球が20度をしめしていたとします。その差は、3度になります。

表で、乾球と湿球の差の3度の欄と、乾球の温度23度の欄とがまじわるところをみます。75パーセントが、もとめる湿度になります。

観測するときに注意することは、つぎのようなことがらです。
ガーゼは必ず、のりや油気をとったものを使います。

湿球を包んだガーゼから垂れた、木綿糸の束は、水壺の水をガーゼに運ぶので、ガーゼはいつも湿っています。

しかし、水壺に水がなくなったり、木綿糸の束が汚れて水壺の水をよく吸わなくなってくると、ガーゼは乾いてしまいます。
観測するときは、まず、ガーゼが湿っていることを確かめましょう。

湿度の1日中の変化

同じ量の水蒸気がふくまれている空気でも、温度が下がれば飽和に近づき（湿度が高くなり）、温度が上がると、湿度が低くなります。

ふつう、大気中の水蒸気の量は、1日中ほとんどかわりませんから湿度は気温のかわりかたと、ちょうど反対になります。

湿度の1年中の変化

湿度の1年中のかわりかたは、1日の様子と違います。
夏には、空気中の水蒸気の量は、冬よりもずっと多くなります。

それで、湿度も夏に高くなり、冬には低くなります。
しかし、内陸では、冬にも高くなるところがあります。

これは、やかんの中の水が、だんだん蒸発して、部屋の中の空気に溶け込んだためです。

夏に天気が何日も続くと田の水がなくなって田がからからに干上がってしまうことがあります。
また、冬に天気が何日も続くと、家の柱や板などがすっかり乾いてしまって燃えやすくなり、大火事を起こししやすくなります。

田の水や、柱や板などの水に、どこへ行ったのでしょうか。
これらの水は蒸発して、空気の中に溶け込んで、空のほうへ逃げていったのです。

水が蒸発して、空気の中に溶け込んだものを、水蒸気とよびます。

水は目に見えますが、水蒸気は空気と同じように、目には見えません。
したがって、水蒸気が空気中にたくさんふくまれているのか少ししかふくまれていないのかは、私たちは目で見ることはできません。

この場合、湯気と水蒸気を間違えないように注意しましょう。
やかんの口から出ている湯気や、ふろ場にもうもうとたちこめている湯気は水蒸気が冷えて、たくさんの水粒になったものです。

湯気が目に見えるのは、水粒だからです。
湯気は、いったんお湯の面から蒸発した水蒸気がまわりの空気に急に冷やされて、水の粒となったものです。

私たちのまわりの空気に、いつでも、いくらかの水蒸気をふくんでいます。
それは、海や川や湖の水面から、目に見えない水蒸気が、蒸発しているためです。

水蒸気の量のあらわし方

空気中にどのくらいの水蒸気があるかをあらわす方法には、いくつかあります。
空気1立方メートル中にふくまれている水蒸気量が、何グラムあるからで、あらわすこともできます。

水蒸気は、空気と同じように、目には見えませんが、重さであらわすことができるのです。

気温と地温の関係

昼のあいだは、地面が太陽の光によって温められてその温度が昇り、その地面によって空気か温められて、気温が昇ります。

つまり、太陽の光が直接空気を温めるのでなくはじめ地面を温め、それから空気が温められるのです。

夜になると、地面が冷やされて、その温度が下がりその地面によって空気が冷やされて、気温が下がります。

このように気温は、地面の温度によってかおるので気温と地温とのあいだには、深い関係があります。
まず、1日中の気温と地温のかわりかたを調べてみましょう。

夏の天気のよい日、最高温度と最低温度の差をみると地面では17度、気温は9度となり、地面のほうがおよそ2倍くらい大きいことがわかります。

つぎに、温度が最高になる時刻をくらべてみると地面では最高温度は午後1時に起こり、気温は午後2時に最高になります。

最低温度は、どちらも午前5時に起きています。

冬の晴れの日の地温と気温は、ほとんど同じようなかわりかたをします。

雨の日には、夏・冬ともに地温と気温はほとんど同じようなかわりかたをします。つぎに、1年中の気温と地温のかわりかたを調べてみましょう。

1月と12月には、平均して地温にのほうが気温より低くそのほかの月には、地温のほうが気温より高くなっています。

とくに夏には、その差が大きくなっています。

最高温度と最低温度の起きる月は、いずれも8月と1月です。
風は、夏は太平洋のほうから、冬はイベリア大陸のほうから吹いてくるので遠くの地温や水温を伝えます。

したがって、気温に自分のところの地温だけでなく遠くの地温や水温の影響を受けているのです。

地温と水温の関係

井戸の水は、夏には冷たく感じられ、冬には、反対に温かく感じられます。

露場ではかった、3メートルの深さの地温や、5メートルの深さの地温もほとんど15度でよく似ています。
井戸の水の温度も、だいたいこれらの地温と同じになっています。

つぎに、同じ露場の気温とくらべてみましょう。
気温は夏には、昼間30度くらいになり冬には朝早いときには0度くらいとなっていますから井戸水の温度は、夏には気温より15度も低く、冬には15度も高いことになります。

それで夏には、井戸水が冷たく感じられ、冬には、反対に温かく感じられるのです。

気温と水温

湖水の水温と気温との関係を調べてみましょう。
山梨県の富士山ろくにある河口湖の水温を16年間続けて測った結果と同じ時期に河口湖の近くにある舮津測候所の気温とをくらべてみました。

まず、1年間の平均の温度を見ると水温のほうが気温より約5度高いことがわかりました。
また、1年間の最高温度と最低温度の差は、ほぼどちらも同じであることがわかります。

このように、あまり大きくない湖の水温と気温は互いに影響しあって、両方があまり違わないようになります。

つぎに、海水の温度を調べてみましょう。
黒潮の水面の最高温度は、8月の28度、最低温度は3月の20度で、最高・最低温度の差は、わずか8度しかありません。

ところで、黒潮の中にある八丈島の最高気温に8月の30度で、海水の温度よりやや高くなっています。

しかし、最低気温に1月～2月の7.5度で、黒潮の温度より、かなり低くなっています。
これは、冬にシベリア大陸から冷たい季節風が吹いてくるためです。