【気象】雨雲が水分をどれくらい含みすぎて雨を降らせているのかが、初めてわかった[03/13]

1しじみ ★2019/03/14(木) 00:32:31.35ID: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)
https://news.mynavi.jp/article/20190313-784294/images/001.jpg

https://news.mynavi.jp/article/20190313-784294/

2ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/03/14(木) 01:38:52.77ID:EsonHN5K
すげーな。

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

4ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/03/14(木) 01:56:34.11ID: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) 02:29:30.31ID: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) 02:41:11.35ID:wHCCkZxE
気圧や気温は関係ないのかな?

7もうやだ2019/03/14(木) 06:04:43.36ID: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

8ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/03/14(木) 07:07:37.86ID:j75Y8s3j
>>1
日本語できてねーじゃんw

9ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/03/14(木) 07:35:16.75ID:j/3I7+5k
PM2.5は炭素以外の物質も相当あるっぽいな

10ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/03/14(木) 10:05:55.92ID:E2rmH5ts
「絶対に盗まれない傘」が爆誕。こういうアイデア浮かぶやつってすごいわ
http://www.yyy.senttec.com/archives/7.html

11ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/03/14(木) 13:16:29.94ID:pA5eZGH0
>>10
飽きた

12ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/03/14(木) 13:50:36.13ID: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) 14:09:00.96ID:fq8Rjq9B
塵に水滴がつくと重くなって落ちてくる原理?

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

15ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/03/14(木) 19:29:09.76ID:wBrIyUGs
>>8
変な翻訳機通してそうな
無意味な文だな

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

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

18ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/03/14(木) 21:57:37.26ID: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) 22:05:35.97ID: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) 00:05:27.70ID: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

21ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/03/15(金) 00:35:19.09ID:GPKecb/1
「レインメーカー」の話思い出した

22ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/03/15(金) 03:03:52.46ID:KP9f6c1J
結露が多い

23ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/03/15(金) 03:49:30.54ID: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) 12:22:58.62ID:3PgVJvrZ
>>23
目指せイグノーベル賞

25ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/03/15(金) 12:47:59.70ID:QRXdffnc
>>1
0.08%と0.1%じゃ推定は大して外れてないじゃんけw

26ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/03/16(土) 03:38:35.15ID: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) 05:02:30.44ID:Voj9O4kJ
>>26
絶対に降らない

28ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/03/16(土) 17:31:37.88ID:uISKGryh
>>16
雲粒が下降して周囲の雲粒を吸収して段々と大きな水滴になるわけね。
雲粒が小さ過ぎると下降しない。つまりそれが通常の雲で、空に浮いたままのやつ。

29ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/03/16(土) 17:33:33.72ID:3q4fgm5W
宇宙線が雲の核になるときいた。

30ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/03/16(土) 17:36:11.29ID:iWWMPy8w
>>29
霧箱の原理そのものだけどこのスレには合わないんじゃないかな

31ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/03/16(土) 17:41:14.87ID:3q4fgm5W
>>30
>>27 みたいなひとがいるから。

32ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/03/16(土) 19:37:54.21ID:l5fyRBnX
>>23
特許の1つも持ってないとかゴミカス

33ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/03/16(土) 19:38:53.33ID:l5fyRBnX
>>26
そんなことはない

34ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/03/16(土) 20:06:53.84ID:+TkyHzGQ
>>12

朝鮮人にはそう見えるのか

35ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/03/22(金) 21:04:40.67ID:xQXEO9AL
巨大な太鼓をどんどんと叩いて、低周波の音波を与えてやると、
空気が圧縮されたところは温度があがり、膨張したところは温度が下がる
が波状に伝播して、臨界状態になっている飽和水蒸気が凝縮核の回りに
凝縮して氷晶や雨粒を作り、密度の違いから落下しながら成長することで
雨粒が落ちてくるのかもしれない。
巨大なスピーカーを作って、空に向けて大音響で低温を放射して実験
してみたいが。

36ニュースソース検討中@自治議論スレ2019/03/23(土) 06:36:59.95ID:17XP8JQV
太くて長い管の中で定常波作って実験してみたら。
定常波の様子が目に見えたら面白いね。

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