雨はどんなしくみで降るの?

雨はどんなしくみで降るの?

こたえ:雲(くも)の中(なか)の水(すい)てきや氷(こおり)のつぶが大(おお)きくなって落下(らっか)し、雨(あめ)として降(ふ)ってきます。

ふわふわと空(そら)にうかぶ雲(くも)は、「雲(くも)つぶ」とよばれる水(すい)てきや、「氷晶(ひょうしょう)」とよばれる氷(こおり)の結晶(けっしょう)でできています(関連(かんれん)記事(きじ)「雲(くも)は何(なに)からどのようにできるの」。これらが大(おお)きく・重(おも)くなって空(そら)から落(お)ちてきたものが、雨(あめ)や雪(ゆき)なのです。

まず、海(うみ)や地面(じめん)から蒸発(じょうはつ)した水分(すいぶん)が、上(うえ)へ向(む)かう大気(たいき)の流(なが)れ「上昇気流(じょうしょうきりゅう)」に乗(の)って温度(おんど)の低(ひく)い場所(ばしょ)までたどり着(つ)くと、上空(じょうくう)の冷(つめ)たい空気(くうき)に冷(ひ)やされて雲(くも)つぶができます。地球(ちきゅう)上(じょう)では、あらゆる場所(ばしょ)で上昇気流(じょうしょうきりゅう)が発生(はっせい)していて、雲(くも)つぶが集(あつ)まってできた雲(くも)は、上昇気流(じょうしょうきりゅう)に吹(ふ)き上(あ)げられて空(そら)にうかんでいます。

雲(くも)の中(なか)では、雲(くも)つぶが上昇気流(じょうしょうきりゅう)によって上(うえ)へと向(む)かい、周(まわ)りの水蒸気(すいじょうき)を取(と)りこみながら成長(せいちょう)していきます1)。はじめ、雲(くも)つぶの半径(はんけい)は0.001~0.01mm(髪(かみ)の毛(け)の太(ふと)さの約(やく)5分(ぶん)の1)ですが、上昇(じょうしょう)するにつれて大(おお)きく・重(おも)くなり、やがて半径(はんけい)0.1mmくらいになります。すると、上昇気流(じょうしょうきりゅう)では雲(くも)つぶを支(ささ)えられなくなり、こんどは雲(くも)から地上(ちじょう)へ向(む)かって落下(らっか)を始(はじ)めるのです。雲(くも)から落(お)ちた水(すい)てきは、周(まわ)りの水(すい)てきとくっついて「雨滴(うてき)」を形(かたち)づくりますが、半径(はんけい)2.5mm~3mmほどになると、途中(とちゅう)でちぎれて小(ちい)さくなりながら、雨(あめ)となって地上(ちじょう)に降(ふ)ってきます。

雲(くも)つぶが成長(せいちょう)するときに気温(きおん)が-20℃以下(いか)に下(さ)がると、雲(くも)つぶはこおって氷晶(ひょうしょう)になります2)。氷晶(ひょうしょう)に周(まわ)りの水蒸気(すいじょうき)がくっついてできるのが雪(ゆき)の結晶(けっしょう)(関連(かんれん)記事(きじ)「雪(ゆき)はどうして降(ふ)るの?」)。雪(ゆき)の結晶(けっしょう)にさらに雲(くも)つぶがくっつくと、「あられ」になります。地上(ちじょう)付近(ふきん)の気温(きおん)が0℃(ど)以上(いじょう)のときは、雪(ゆき)やあられが溶(と)けて雨(あめ)として地上(ちじょう)に降(ふ)ります。

このように、雲(くも)粒(つぶ)が大(おお)きくなって落(お)ちてくる雨(あめ)を「温(あたた)かい雨(あめ)」、氷晶(ひょうしょう)が溶(と)けて落(お)ちてくる雨(あめ)を「冷(つめ)たい雨(あめ)」といいます。温(あたた)かい雨(あめ)が降(ふ)るのは、熱帯(ねったい)の地域(ちいき)。日本(にほん)をふくむ温帯(おんたい)で降(ふ)る雨(あめ)のほとんどは、冷(つめ)たい雨(あめ)です。

記事(きじ)公開(こうかい):2022年(ねん)3月(がつ)

参考(さんこう)資料(しりょう)

1)荒木(あらき)健太郎(けんたろう)・監修(かんしゅう)『雲(くも)と雨(あめ)の大研究(だいけんきゅう) 空(そら)のしくみとふしぎをさぐろう!』.2021年(ねん).PHP研究所(けんきゅうじょ)

2)武田(たけだ)康男(やすお)・監修(かんしゅう)『学研(がっけん)の図鑑(ずかん) LIVE eco 異常気象(いじょうきしょう) 天気(てんき)のしくみ』.2018年(ねん).学研(がっけん)プラス

監修者(かんしゅうしゃ):大山(おおやま)光晴(みつはる)

1957年(ねん)東京都(とうきょうと)生(う)まれ。東京(とうきょう)工業(こうぎょう)大学(だいがく)大学院(だいがくいん)修士(しゅうし)課程(かてい)修了(しゅうりょう)。高等(こうとう)学校(がっこう)の物理(ぶつり)教諭(きょうゆ)、千葉県(ちばけん)教育(きょういく)委員会(いいんかい)指導(しどう)主事(しゅじ)、千葉(ちば)県立(けんりつ)長生(ちょうせい)高等(こうとう)学校(がっこう)校長(こうちょう)等(など)を経(へ)て、現在(げんざい)、秀明大学(しゅうめいだいがく)学校(がっこう)教師(きょうし)学部(がくぶ)教授(きょうじゅ)として「理数(りすう)探究(たんきゅう)」や「総合的(そうごうてき)な学習(がくしゅう)の時間(じかん)」の指導(しどう)方法(ほうほう)について講義(こうぎ)・演習(えんしゅう)を担当(たんとう)している。科学(かがく)実験(じっけん)教室(きょうしつ)やテレビの実験(じっけん)番組等(ばんぐみなど)への出演(しゅつえん)も多数(たすう)。千葉市(ちばし)科学館(かがくかん)プロジェクト・アドバイザー、日本(にほん)物理(ぶつり)教育(きょういく)学会(がっかい)常務(じょうむ)理事(りじ)、日本(にほん)科学(かがく)教育(きょういく)学会(がっかい)及(およ)び日本(にほん)理科(りか)教育(きょういく)学会(がっかい)会員(かいいん)、月刊(げっかん)『理科(りか)の教育(きょういく)』編集(へんしゅう)委員(いいん)等(など)も務(つと)める。

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