どうして春の空は、白くかすんで見えるの? 黄砂や花粉が関係してるってほんとう?

どうして春の空は、白くかすんで見えるの? 黄砂や花粉が関係してるってほんとう?

冬(ふゆ)の晴(は)れた日(ひ)にはよく見(み)えていた遠(とお)くの山(やま)が、春(はる)になると何(なん)だかいつもと違(ちが)って見(み)えにくいなと感(かん)じたことがありませんか? 晴(は)れているのに、どことなく空気(くうき)がぼんやりとして、空(そら)も白(しろ)っぽくはっきりしない色(いろ)…。これは気(き)のせいではありません。じつは春(はる)は、冬(ふゆ)に比(くら)べて、黄砂(こうさ)や花粉(かふん)などといった空気(くうき)中(ちゅう)に漂(ただよ)う不純物(ふじゅんぶつ)の量(りょう)が増(ふ)え、それが原因(げんいん)で景色(けしき)が白(しろ)っぽくかすんでしまうのです。

空気(くうき)中(ちゅう)の大(おお)きな不純物(ふじゅんぶつ)で光(ひかり)がいっぺんに散乱(さんらん)

春(はる)のかすんだ空気(くうき)のことを「春霞(はるかすみ)」と呼(よ)びますが、その美(うつく)しい響(ひび)きとは裏腹(うらはら)に、実体(じったい)はキレイとはいえないものなのです。

1年(ねん)の中(なか)でも春(はる)と秋(あき)は、気温(きおん)は同(おな)じくらいですが、空(そら)の色(いろ)は違(ちが)います。秋(あき)は「天(てん)高(たか)く馬肥(うまこ)ゆる秋(あき)」と呼(よ)ばれ、空(そら)が真(ま)っ青(さお)で高(たか)いところまであるように感(かん)じます。これは、秋(あき)の空(そら)気(き)が春(はる)に比(くら)べて空気(くうき)がきれいで澄(す)んでいるからです。

では、なぜ春(はる)は空(そら)が白(しろ)っぽくかすむのでしょうか。それは、太陽(たいよう)の光(ひかり)が空気(くうき)中(ちゅう)で大(おお)きめの不純物(ふじゅんぶつ)とぶつかって散(ち)らばると白(しろ)く見(み)えるようになるからです。空気(くうき)中(ちゅう)に漂(ただよ)う不純物(ふじゅんぶつ)とは、土(つち)から舞(ま)い上(あ)がった土(つち)ぼこりやスギなどの花粉(かふん)、そして大陸(たいりく)から偏西風(へんせいふう)に乗(の)って運(はこ)ばれてくる黄砂(こうさ)などです。

太陽光(たいようこう)は、さまざまな色(いろ)が集(あつ)まって白(しろ)く見(み)えます。太陽光(たいようこう)のさまざまな色(いろ)は、それぞれ波長(はちょう)が違(ちが)います。そのなかで、短(みじか)い波長(はちょう)の青(あお)い色(いろ)が空気(くうき)を構成(こうせい)する窒素(ちっそ)や酸素(さんそ)などの分子(ぶんし)とぶつかると強(つよ)く散(ち)らばってあちこちへ広(ひろ)がります。このような光(ひかり)の現象(げんしょう)を「散乱(さんらん)」といい、散乱(さんらん)によって昼(ひる)の空(そら)が青(あお)く見(み)えたり、朝焼(あさや)けや夕焼(ゆうや)けの空(そら)が赤(あか)く見(み)えたりします。この、空(そら)を青(あお)く見(み)せたり赤(あか)く見(み)せたりする散乱(さんらん)を「レイリー散乱(さんらん)」といいます。

関連(かんれん)リンク空(そら)はなぜ青(あお)いの?

そして、太陽(たいよう)の光(ひかり)はもっと大(おお)きな不純物(ふじゅんぶつ)にぶつかると、すべての波長(はちょう)がいっぺんに散(ち)らばります。すべての波長(はちょう)が散乱(さんらん)すると、目(め)に入(はい)る光(ひかり)は白(しろ)く見(み)えます。これを「ミー散乱(さんらん)」といいます。春(はる)に空気(くうき)中(ちゅう)を漂(ただよ)う土(つち)ぼこりや砂粒(すなつぶ)、そして植物(しょくぶつ)の花粉(かふん)は、酸素(さんそ)や窒素(ちっそ)の分子(ぶんし)よりも大(おお)きいため、レイリー散乱(さんらん)ではなくミー散乱(さんらん)が起(お)こります。そして空(そら)が白(しろ)っぽくなるのです。

ミー散乱とレイリー散乱のイメージ図

なお、雲(くも)が白(しろ)く見(み)えるのもミー散乱(さんらん)の仕組(しく)みです。雲(くも)の粒(つぶ)は水(みず)や氷(こおり)の小(ちい)さな粒(つぶ)です。これらは本来(ほんらい)は無色(むしょく)透明(とうめい)ですが、太陽光(たいようこう)がミー散乱(さんらん)を起(お)こすことで白(しろ)く見(み)えるのです。身近(みぢか)なものでは牛乳(ぎゅうにゅう)の白(しろ)さも挙(あ)げられます。牛乳(ぎゅうにゅう)の中(なか)の、水(みず)に溶(と)けないタンパク質(しつ)や、乳脂肪(にゅうしぼう)の粒(つぶ)が光(ひかり)に当(あ)たることでミー散乱(さんらん)を起(お)こし、わたしたちの目(め)には白(しろ)く見(み)えるのです。

実験(じっけん)してみよう

身近(みぢか)なものを使(つか)ってミー散乱(さんらん)とレイリー散乱(さんらん)を目(め)にすることができる実験(じっけん)ができます。
 
準備(じゅんび)するもの
・2Lペットボトル ※1.5LでもOK、光(ひかり)を照(て)らす底(そこ)の部分(ぶぶん)の凹凸(おうとつ)が少(すく)ない方(ほう)がきれいに見(み)えます。
・牛乳(ぎゅうにゅう)5~8ml ※ペットボトルキャップ1杯程度(ぱいていど)
・床(ゆか)用(よう)ワックス5~8ml ※ペットボトルキャップ1杯程度(ぱいていど)
・スマートフォンのライト ※白色(しろいろ)のLEDライトでもOK
 
実験(じっけん)手順(てじゅん)
①ペットボトルに水(みず)と牛乳(ぎゅうにゅう)、水(みず)と床(ゆか)用(よう)ワックスを混(ま)ぜて入(い)れます。
②ペットボトルを縦(たて)に持(も)って、底(そこ)から携帯(けいたい)電話(でんわ)のライトをつけて照(て)らします。
③ペットボトルがどのように光(ひか)って見(み)えるか観察(かんさつ)します。


牛乳(ぎゅうにゅう)を混(ま)ぜたものは全体的(ぜんたいてき)に白(しろ)っぽく、床(ゆか)用(よう)ワックスを混(ま)ぜたものはライトに近(ちか)いところが青(あお)っぽく、ライトから遠(とお)いところが赤(あか)っぽく光(ひか)って見(み)えませんか。これは、牛(ぎゅう)乳成分(にゅうせいぶん)の粒子(りゅうし)は大(おお)きくてミー散乱(さんらん)が起(お)きていて、床(ゆか)用(よう)ワックスの粒子(りゅうし)は小(ちい)さくレイリー散乱(さんらん)が起(お)こっているからです。

文/今井明子

PAGETOP