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雨雲ってどのくらい水分を含んだら雨を降らせるの・・・?

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1: しじみ ★ 2019/03/14(木) 00:32:31.35 ID:CAP_USER

寒い冬の朝、口からハーッと息を吐く。息が白く見える。この白い息の正体は細かい水滴だ。体から出てきた息には、たくさんの水蒸気が含まれている。それが急に冷えて、それだけの水蒸気を含むことができない状態になる。空気が水蒸気を限度いっぱいまで含んでいる状態を「飽和」という。吐いた息は、それを超えて水蒸気を含んでしまっている「過飽和」の状態になる。その多すぎた分が液体に戻って細かい水滴となり、白い雲のようになって目に見える。

このときに欠かせないのが「エーロゾル(エアロゾル)」だ。エーロゾルとは、大気中に漂う固体や液体の微粒子のことだ。ものを燃やしたときに出る黒いすすや、工場の煙突などから排出される硫酸成分や硝酸成分から変化したものもある。過飽和の状態になった空気とエーロゾルが出合うと、余分な水蒸気がエーロゾルの周りにくっついて水滴になる。

空の雲も、白い息と同じしくみでできる。雲は、日差しを遮って地面に届く太陽熱の量を減らすし、地面から放射される熱を吸収する働きもある。雲のでき具合は、気象や気候の予測に大きく影響を与える。ところが、現在の科学では、雨を降らす雲の飽和、過飽和、エーロゾルの関係が、じゅうぶんによくわかっていない。雨雲の中がどれくらい過飽和になっているのかという基本的な事柄さえ、わからなかった。その推定に初めて成功したのが、東京大学の茂木信宏(もてき のぶひろ)助教らの研究グループだ。東京、沖縄での大気観測から得た雲中の過飽和度は0.08%。これまでは0.1%、1%などと推定されていた。それよりはるかに小さい、ほんのわずかな水蒸気の含みすぎが雲粒をつくり、雨を降らせていたのだ。

茂木さんらが注目したのは、代表的なエーロゾルである「黒色炭素」、つまり黒いすすだ。地上付近の上昇気流に含まれる細かい黒色炭素には、小さいものも大きいものもある。そのサイズごとの個数の割合を、まず観測しておく。それを、降ってきた雨粒に含まれる黒色炭素のサイズの割合と比較する。どのようなサイズの黒色炭素が優先的に雨粒になったかを検討し、この事実をいちばん適切に説明できる雲中の過飽和度を推定した。

黒色炭素は、森林火災や、家庭でまきを燃やすことなどで発生する。大気中を漂う黒色炭素は、太陽の熱を吸収し、雲粒を作るもとにもなるので、気象や気候に影響を与える。茂木さんらがコンピューターシミュレーションで調べたところ、大気の過飽和度が0.08%の前後をほんの少し上下するだけで、大気中にとどまる黒色炭素の量が大きく変わることもわかった。大気中の黒色炭素の量を計算で正確に求めたければ、大気の過飽和度を、よほどきちんと知っておかなければならないという結果だ。

大気は、このようにデリケートで複雑だ。現在の科学で、そのすべてが解き明かされているわけではない。よくわからないながらも、なんとかコンピューターで天気や気候の予測計算をする。わからない部分は、これまでの経験をもとにして、たとえば観測事実に合うように計算に使う数式を調整する。科学的な細かいしくみが必ずしもわかっていなくても、調整してしまう。そうした実用的な方法と、大気のしくみの細部を詰める茂木さんらのような研究が両輪となって、気象学は進歩していく。

図 雨雲の過飽和度を観測する手法の模式図。上昇気流の中の黒色炭素(初期トレーサー)と、落ちてきた雨粒に含まれている黒色炭素(除去されたトレーサー)のサイズの違いを調べ、それらを比較することで、雨雲の水蒸気の含みすぎ具合(過飽和度)を推定する。(茂木さんら研究グループ提供)
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https://news.mynavi.jp/article/20190313-784294/




21: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/15(金) 00:35:19.09 ID:GPKecb/1

「レインメーカー」の話思い出した


25: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/15(金) 12:47:59.70 ID:QRXdffnc

0.08%と0.1%じゃ推定は大して外れてないじゃんけw


3: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/14(木) 01:52:51.18 ID:FLPSwoFm

たった0.008の飽和が集まって目に見える雨粒になるのか



14: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/14(木) 18:03:50.37 ID:DmU7HN99

>>3
実際には0.008を超えた分全てが降雨になり自動的に過飽和度を0.008に引き下げているに過ぎない
過飽和度0.000とそんなに違いがあるようには思えんけどね
雲の中のばらつきはそれなりに大きいはずで0.008という数値はそれらを平均した値だろ
少なくとも雲の中の100m立方ごとに気温、気圧、水蒸気量、エアロゾルといった各種パラメーターをそこまで正確に測定できるとは思えん


17: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/14(木) 21:32:22.73 ID:Mbcm3xp4

>>14
科学界が単にその成果を認めるのか認めないかの世界で実証実験の実例を今まで握りつぶしてきた
だけとも思うからこの程度のことはやっていると思う

今時この数値よりも大気中のタイプの違う粒子の分布図くらい造られていないっていうのも怪しい限り


26: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/16(土) 03:38:35.15 ID:T6OTom5l

空気が綺麗だったら雨振らないん?


27: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/16(土) 05:02:30.44 ID:Voj9O4kJ

>>26
絶対に降らない



4: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/14(木) 01:56:34.11 ID:feeFQLgm

なんとも微妙で精妙な仕組みに支えられているのだな、自然の偉大さは…


5: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/14(木) 02:29:30.31 ID:2hbITglo

ゲリラ豪雨とか雲の中にドンだけ溜め込んでんだ?



6: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/14(木) 02:41:11.35 ID:wHCCkZxE

気圧や気温は関係ないのかな?


7: もうやだ 2019/03/14(木) 06:04:43.36 ID:dtRwD7eC

大気中の黒色炭素の量を計算で正確に求めた ←成果
すなわち
水分をどれくらい含みすぎて雨を降らせている ←アピールポイント

捻じ曲げもはなはだしい
実用化厨よけも大変だ



9: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/14(木) 07:35:16.75 ID:j/3I7+5k

PM2.5は炭素以外の物質も相当あるっぽいな


12: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/14(木) 13:50:36.13 ID:BZhTwg7M

スレタイの答えが書いてない中身スカスカの いかがでした?記事か


13: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/14(木) 14:09:00.96 ID:fq8Rjq9B

塵に水滴がつくと重くなって落ちてくる原理?


16: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/14(木) 20:59:03.38 ID:7Fuk6pg3

だが、雨粒があの大きさのまま落ちてくる理由はわからない
ナイアガラ瀑布のように霧状になるのがふつう



18: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/14(木) 21:57:37.26 ID:fxdLUrNM

>>16
ナイアガラの滝の場合大きい水滴は真下にしか落ちない
そのため周囲に広がる水滴は小さいものに限られてくる


19: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/14(木) 22:05:35.97 ID:S2I4W/u/

こういう仕組みや雨が降る降らないのギリギリの数値を今まで知らないで天気予報やってたんか
どうりで曖昧で大して当たらんわけだよな


20: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/15(金) 00:05:27.70 ID:P3hvQvPx

水滴がある大きさまで成長すると雨となって降るんだけど、水滴の成長はエーロゾルの大きさに依存するって書いてあるのかな


23: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/15(金) 03:49:30.54 ID:Q6Cb2VZi

俺も死ぬまでに一度くらいは世界初の発明や発見をしてみたいわ



24: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/03/15(金) 12:22:58.62 ID:3PgVJvrZ

>>23
目指せイグノーベル賞




元スレ:http://egg.5ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1552491151/