―空―空は私たち生物にとって欠かせないものです。その広く、大きく、すべてを包み込むような印象を与える空は、時には雨を降らしたり、逆に晴れたりといろんな面を持っています。これらの天気は、空の顔のようにも思われます。
普段、なにげに空を見上げてみると、いろんな形の雲が浮いています。その時思うのはこんなにたくさんの種類がある雲は、いったいどのようにしてできて、私たち人間や動物、植物にどのような影響を与えるのか…ということです。種類によっても性質が変わってくるだろうし、位置も違ってくることでしょう。
その他にもまったく気にしないことがたくさんあります。先ほどにいった、雲の仕組み、その雲からどのようなことが起こって、どのようにして雨や、雪などが降ってくるのか…。天気には謎めいたことばかりがたくさんあります。
しかし、天気とは、何らかの状況があるからして成り立つものであり、決して無意味なことではないのです。雨が降らなければ海や川では、水の量が減り、魚が減ってしまいます。陸では、植物が枯れてしまい、木や草花が減り、植物を食べて生活する動物が減ったりします。これらによって、最終的には、人間にも影響を与え、地球全体の問題にもつながってきます。このように考えきれないほどの力を持っているのです。簡単に考えていてはいけないものなのです。
また、四季によっても天気状態が変わってくるし、暖かさなども変わってきます。
これらは、私たちの身近にあり、でもあまり強く気にしないことであったりします。「気象」のテーマではものすごくたくさんありすぎてまとめきれないので、とりあえずは、簡単ことから、雲、雨などにまつわる話から、今では普通になっている天気予報の歴史、天気にまつわる昔からの言い伝えや、ことわざなど、調べている自分も楽しくできるような、知っていて得するようなことが調べていければと思います。課題研究発表会でも聞いている人たちに少しでも天気についてわかってもらえたら、楽しく聞いてもらえたらいいと思います。
とても大きな力を持っている自然。そのうち気象の天気の部分はほんの一部にすぎないのです。そんな一部でもすごく大切なことであるので少しでも自然を知ることができたら、理解ができたら…と思います。
そもそも、雲はどうしてできているのか？私の考えでは、地上や海から蒸発した水分が上空で集まってできているものであり、水分がたくさん集まることにより、細かい水滴が合わさって雨となって降ってくる…ということです。単純かもしれませんが、深く考えてみると、意外とわからないものです。なぜ、ずっと浮いていられるのか、どのようにして雨が降ってくるのか…と言い出せばキリがないほど出てきます。
天気予報に関しても、なぜあんなにわかるのか、予報に使われる言葉の意味はなんなのか、誰が最初に考え出していつごろから始められたのかなどと知らないことが山のようにあります。
これらのことを調べていくために準備として資料を探しに行くと、空や天気に関する本が予想以上にあったことには驚きでした。探し出した資料をもとにいろいろな問題について調べていくことにしました。
まず、雲について調べてみました。「なぜ雲ができるのか、なぜ空気が上昇するのか？」と思ったことはないでしょうか。前にも言ったように、雲は水分が集まったものであるというのが私の考えですが、正しいといえば正しいけれど、考えていたのと違う点が、水蒸気が上空に運ばれ、冷やされるだけでは、雲にはなれないということです。雲ができるためには核となるものが必要であり、その核となるのは、エアロゾルというものです。エアロゾルとは、空気中にあるチリであったり、ホコリ、車から出る排気ガス、火山灰などがあたります。
それでは、どのようなときに空気は上昇するのでしょうか？これは４通りあり、一つ目は、太陽の熱で暖められ、軽くなった空気が上昇して雲ができます。二つ目は、気圧が低いところに空気が吹き込むことにより、行き場のなくなった空気が上昇気流を作り出します。三つ目は暖かい空気と冷たい空気がぶつかることにより、暖かい空気が上昇することによります。四つ目は、空気が風の影響などによって、山などの斜面を越えるときに空気が上昇することによります。これらのことにより上昇した空気は、冷えて水蒸気を含みきれなくなって、ごく細かな水滴や氷の結晶になり、雲を形成するのです。
では、「なぜ雲はずっと浮いていられるのか？」ということが考えられます。それは、雲が上へ昇ろうとする空気の流れ、すなわち上昇気流に支えられているということです。もう一つ言うとすれば、水滴の大きさがものすごく小さいということです。代表的な雲を形成する水滴は２０マイクロメートル、１ミリの５０分の１なのです。では、雨粒はどうなのかというと、一般的には、２ミリ程度といわれています。このように、雲を作る水滴はあまりに小さいが為に、空に浮いていられるのです。
くもの種類という面では、雲は大きく分けて１０種類に分けられます。「十種雲型」といわれています。このうちさらに存在する高度により３つに分けられます。１つ目は、一番高いところにある、地上から１０ｋｍ前後のところにできるもので、性質は上空の冷たい空気の為、ほとんど雪の結晶で形成され、形により巻雲・巻積雲・巻層雲に分類される。地上から高度２〜７ｋｍのところにできるのが高積雲・高層雲・乱層雲・層積雲で、性質は、水滴と氷の粒が混ざり合った状態になっています。地上から高度２ｋｍ以下のところに発生するのが層雲・積雲・積乱雲になります。実は、これらの雲の漢字を見ればどこらへんにあり、どんな形の雲かがわかるのです。「巻」は５から１３ｋｍにある雲で、「積」は塊の雲で、「層」は広く一面に広がっている意味をあらわしています。
雨については、雲の中にある小さな水滴や氷の粒が合わさって落ちてくるのが雨や雪などになります。一言で言い表せば「水蒸気を含んだ空気が上昇して、上空で冷やされ、雲を作り、液体の水となって地面に落下する」ということです。上空では上昇してきた水蒸気と、すでに雲となっている水滴や氷の粒とのぶつかり合いがあり、そのことにより、水滴が大きくなり、重さに耐えられなくなって雨となって落ちてくるという現象が起こっているのです。雪の場合は、氷の粒が溶けずに落ちてくるものです。
では、どのような雲から雨が降ってくるのか。実は高いところにある雲や、厚みのない雲からは雨が降ることはないのです。たとえ高いところにある雲から雨が降ったとしても、落ちてくる途中で蒸発してしまう、また、厚さがないのは発達途中だからということです。これでいえることは、空に雲があるからといって必ずしも雨が降るということではないのです。
雨を降らす雲についてもう少し具体的に言うと、まずは乱層雲で雨雲・雪雲と呼ばれているもので、太陽を隠して薄暗くしてしまい、この雲から雨や雪が降り、天気が崩れているときに空を覆っていることが多いです。また、霧雲と呼ばれる層雲からも細かい雨が降ります。誰もが知っている積乱雲、これは夏に海の上に発生したり、冬には日本海側にも発生したりします。激しい上昇気流の中にあるため、この雲からは夕立が起こったり、雷が鳴ったり、時には、雹や霰が降ってきたりすることもあります。
実際には雨が降る雲ではないのだけれど、天気が悪くなる兆しを知らせる雲があります。うろこ雲と呼ばれる巻積雲、高い山に発生する笠雲やレンズ雲、これらが見られたら雨の用心をするべきなのです。天気予報がなかった昔、こういった、雲の形や位置などの様子で予測する、日和見という方法が使用されていました。
雲に雨ときたら雷が出てきます。落雷の時にはすごい衝撃と音、光が発生し、とても恐ろしいものです。その電圧は一般家庭の電気の数百万倍であり、流れる電気の量は数千倍の量になるのです。では、どのようにして発生するのでしょうか。前にもいったように、積乱雲は激しい上昇気流の中にあり、そのため、積乱雲の成分である雹や霰、水滴などが激しく動き回っている状態にあるのです。それらがぶつかり合うと摩擦で電気が発生するのです。簡単な例をいうと、下敷きで頭をこすったときに静電気が発生するというものと同じ原理にあたります。
このようにして発生した電気は、雲の発達とともに大量に雲の中に溜め込まれ、次第に電気の流れる勢いである、電圧が増すことになります。電圧がたまってくると雷雲は電気をどこかへ逃がそうとします。さらに電圧がたまると、電気を通しにくい空気の中でも電気が通ることになり、音と光を伴って、地上へと電気が流れることになるのです。これを放電といいます。一般に「雷は落ちる」といわれますが、これは正しくはなく、雲の底から地上へと手を伸ばし、ついに地上に届いたときに電流が流れ、また雲へと戻っていくので、「手をつなぐ」といった表現のほうが近いのです。稲妻は１本に見えるけれど、実際は何度も往復しているのです。それは１０分の１秒の間に数回繰り返されていることなので、肉眼で確認することはできません。
雷の音と光は、光とは電気のエネルギーである、目に見える光、つまり稲妻にあたりますが、音とは、稲妻となって地面に届いたとき、その周りの空気を瞬間的に暖め、このことによって、空気は膨張し、周りの空気を押し付けるため、振動することになり、このことにより、ゴロゴロという音がするのです。誰でも感じたことはあるだろう、光が見えた後しばらくして、音が聞こえるというこの時間の差で、雷が近くにいるのかがわかるのです。約３秒ほどの差があれば、１ｋｍほどの距離があるのです。差が短くなればなるほど近くにきているということになります。これで少しは、雷による災害を防ぐことができるキッカケになると思います。
もう一つ身近にあるものが、風です。結論から先に言うと、見えない空気が移動することにより風が生じるのです。最も身近にあるのが、ある家があったとして、外は寒く、中は暖かいと考えてみると、窓やドアを開けたときに冷たい風が部屋に入り込んでくることにあたります。これは暖かい空気と冷たい空気が混ざり合おうとして、空気が動いた結果になるのです。空気の温度、密度などが風の吹く要因になるのです。屋外での風の主な要因は、気圧の差にあります。空気がたくさん集まっている高気圧から、空気の少ない低気圧のほうに向かって移動しようとします。この空気の移動によって風が生じるのです。
ここまで、私たちの身近にあるものばかりを調べてきました。意外と知っているようで知らないことばかりあった気がします。身近すぎて考えてもみないからでしょうか。雲、雨、雪、雷、風…。あって当たり前のものとして過ごしていますが、まえにも言ったように、これらがなくなったとき、人間などの生物は生きていくことさえできなくなります。だいたいここまでのところで基礎的なことはわかったと思います。今回理解するうえで、何か例をあげてみるとわかりやすいことがわかったと思います。ただ、やはり気象は範囲が広すぎて全部が全部調べていけませんが、次は、少し違ったことを調べてみました。
誰もが見ている天気予報。この天気予報は誰が最初に考え出して始められたのでしょうか。それをたどってみると、一番古いのは、紀元前４世紀にまで戻ってしまいます。聞いたことがある人もいるでしょう、ギリシャのアリストテレスが最初に世界ではじめての気象学の本を書き上げました。温度計をはじめて開発したのはイタリアのガリレオ・ガリレイですが、１５９７年になります。この後は、次々と研究などが進められ、１８２０年にはドイツのブランデスが、世界初の天気図を作りました。では、日本はいつ頃天気図が作られ、天気予報が行われたのかというと、１８４４年（明治１７年）６月１日に日本ではじめて天気予報が行われました。ただ、「全国一般 風ノ向キハ定マリナシ天気ハ変リ易シ 但シ雨天勝チ」という大雑把なものでした。天気図は１８８３年に作られました。こう考えてみるとかなり前からあるんだなと感じられます。これらが一つ一つ進化していって、今現在の天気予報になっていると思うとすごいことだなと思います。これからもどんどん進化し続けていくことでしょう。
また、天気にまつわることわざなどもたくさんあります。天気予報がきちんと確立していなかった昔は、こんな天気の見方をしていたのでしょうか。このうちに、いくつかは私も聞いたことがあったものもありました。また、“なるほど”と感心したものもありました。いくつかここで取り出してみました。
これは結構聞いたことがある人が多いと思ったのが、飛行機雲にまつわる話です。「飛行機雲があれば次の日は雨」というような話です。あくまで可能性があるというだけだから完全なものではないのだけれど、こういった日には上空が湿っていて、冷えているため、下り坂へと向かっているということなので、こういわれていたのです。
次の「夕焼けが見えると、次の日は晴れ」も聞いたことがあると思います。これは、日本上空で吹いている偏西風によって、天気は西から変わることが多く、よって、夕焼けは日が沈む西の空が晴れているほど綺麗に見えるということで、このことわざが生まれたといわれています。しかし、これは太平洋側では、あてはまらないときもあるので、的中率は、６０％前後だといわれています。
また、なるほどと思ったのと、これは毎日できそうだと思った、少し面白かったことわざもありました。ものすごく簡単なことなのですが、「茶碗の飯粒が綺麗にとれるときは雨」ということわざです。これは、高気圧が張り出して乾燥してくると、ご飯粒はくっつきやすく、取れにくくなりますが反対に低気圧が近づいて湿度が高くなると、離れやすく、綺麗に取れるというところから来ています。すごくわかりやすいものだと思いました。この程度なら誰にでもわかりやすいのではないでしょうか。
調べていると、結構これらは役立つのでは…？というのがいっぱいありました。少し見方を変えて、天気予報だけに頼らず、これらを使ってみて自分で予想し、楽しむのもいいのではないでしょうか。
今まで、自分でもこんなに身近な天気について考えてみた事もありませんでした。しかし、たとえ小さなことでもバカにできないものなのです。最近では異常気象も多くなってきて、地球環境問題というとても大きなものへと発展していっているのです。ここで代表的なものを三つほど挙げてみましょう。
まずは、酸性雨です。中国では「空中鬼」、ヨーロッパでは「緑のペスト」と呼ばれています。これらの名前からしても、恐ろしいものだということが伺えると思います。辞書によれば、“大気汚染物質である窒素酸化物や硫黄酸化物が溶け込んだ、強い酸性の雨で、森林の枯死、その他の被害をもたらし、生態的に影響を与える”ということで、もう少し具体的にわかりやすくいう影響としては、森林を枯らし、銅像・コンクリートを溶かし、湖の魚などを死なせたりします。農作物が育たなくなってしまうところも出てきたりしてしまいます。酸性雨によってヨーロッパでは、１００万ヘクタール以上もの被害が起こり、時には人間に害を及ぼすこともあり、例としては、１９５２年ロンドンで霧により、約４０００人もの死者が出たそうです。日本でも１９７４年に、「目が痛い」という訴えがあったそうです。その日も霧雨でした。これらのことから、すべてがそうとは限りませんが、酸性雨はちょっとした雨のほうが酸性の濃度が高く、強く降る雨のほうがそれほどでもないということがわかります。
次に温暖化。車の排気ガスなどにより、二酸化炭素が増え、また、二酸化炭素は、温室効果を持っているがために、地球の温度が上昇し、今では、北極などの氷が溶け、水の量が増え、水面下になってしまうところが出てくるのでは…と恐れられています。平均気温も昔に比べて上昇してきています。食物が枯れてしまったり、家畜が死んでしまったりとの影響も出てきたりします。２１世紀末には、３℃ほど平均気温が上昇するのでは…？といわれ、そうなれば北極地方では５〜１０℃上昇し、前に書いたような大変なことになってしまいます。このようなことをもたらす原因の二酸化炭素をほっておいてはいけないので、国際的にもいろいろと考え出されています。でもとても難しい現状で、二酸化炭素を排出するときに支払わなければいけないという「炭素税」の導入も今、考えられていて、スウェーデンなどでは、実行されています。けれども、私たちの生活に密接に関係しているので、一人一人が努力していかなければ、決して減るものではないと思われます。
最後に、オゾン層についてです。オゾン層とは、上空の高度２０キロメートルを中心としたところにあり、太陽からの有害な紫外線を防いでくれているものです。このオゾン層がなければ私たち人間はおろか、すべての生物が生きていくことはできません。このすごく大切な役割をしているオゾン層が破壊されてきているのです。なぜ破壊されているかというと、原因としては、冷蔵庫やエアコン（クーラー）に使われているフロンという気体があたります。このフロンガスが大気中へと出て、紫外線にあたると、分解されて、この時に塩素が発生します。この塩素が曲者で、オゾン層を破壊し、オゾンホールと呼ばれる、オゾン層の薄いところが南極付近で見つかっているのです。これらが明らかになってから国際間で協力し、フロンガス廃止の取り決めをしていますが、フロンガスの寿命は約１００年といわれているので、たとえ今完全にフロンガスを大気中に排出しなくなったとしても、すでに大気中にあるフロンガスがなくならない限り、オゾン層破壊は進み続けるので、完全にフロンガスがなくなるのは、まだまだ先になりそうです。
このように、気象と環境問題は、結びついているのです。少しでもなおしていく、またはこれ以上大きな問題とさせないためにも一人一人、内容をしっかりと理解した上、気をつけていかなければいけないと思います。
今回、「私たちの身近にある天気にまつわる話」というテーマで調べていて、いろんなことがわかりました。不思議と知らなかったことばかりで少し驚きました。こんなに身近にありすぎると、考えもしないのかなぁ…？とも思いました。調べていて、難しいとも思ったし、わからないところもあったけど、いつか、少しでも役に立つ時が来れば…と思っています。地球環境につながっているという点でも、これから注意していかないといけないこともあったし、バカにしていると、大変なことになってしまうということもわかりました。私たち人間や動物・植物など、地球上すべての生物は、“地球という名の同じ船にのる仲間”なので、大切にしていくべきだと思います。
「気象」というテーマでは範囲が広すぎてできなくて、今のテーマになったけど、これはこれで、私はよかったと思います。難しく考えすぎると、調べていくうちに、私自身でさえわけがわからなくなってしまうので、軽く受け入れられる程度のほうが事実的にもいいと思いました。少し、浅く広くといった感じになってしまったのは悪いところですが、発表に関してはもう少し絞っていきたいと思います。今思い返せば、最初は、「綺麗な空を見ることが好きだから」といった簡単な理由で選んだテーマだったけど、いろいろと知ることもあったし、自分にプラスになるところもあったと思います。今回の課題研究で学んだいろんなことを大切にし、これからもがんばっていきたいです。
参考資料
- 気象天気の知識
著者 気象予報士 高塚 てつ彦
発行者 若松 範彦
発行所 株式会社西東社
- 図説 ひと目でわかる天文・気象の本
著者 気象予報士 河合 薫
発行者 古明地 孝雄
発行所 株式会社 日東書院
- 図解雑学 気象のしくみ
監修者 村松 照男
著者 オリンポス
発行者 田村 正隆
発行所 株式会社ナツメ社
- 図解読本 ＮＨＫ天気質問箱
著者 平井 信行
発行者 安藤 龍男
発行所 日本放送 出版協会
- トクするお天気生活術
監修 宮澤 清治
発行者 村上 修二郎
発行所 主婦と生活術
- Ｃｌｏｕｄ．2 造形美の競演
著者 高橋 健司
発行者 龍田 実
発行所 株式会社誠文堂新光社
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