雲のでき方

地表の空気が上昇すると断熱膨張で冷え、露点に達した高さ(雲底)から雲ができる仕組みを断面図と高度グラフで体感します。

28.0 ℃
18.0 ℃
3000 m
地表で暖められた空気のかたまり(空気塊)が山の斜面や上昇気流で持ち上げられると、まわりの気圧が下がるため断熱膨張して温度が下がります。雲ができる前は乾燥していて、乾燥断熱減率 約 1.0 ℃/100 mで冷えていきます。
空気塊の温度が露点まで下がると水蒸気が凝結し始め、ここが雲底(持ち上げ凝結高度 LCL)です。雲底より上では潜熱が放出されるため、冷え方がゆるやかな湿潤断熱減率 約 0.5 ℃/100 mに変わり、雲が上へ発達します。
地表の気温・露点を変えると雲ができる高さがどう変わるか、スライダーと「上昇させる」ボタンで確かめましょう。

いま何が起きている?

ここがポイント

  • 上昇 → 断熱膨張 → 冷却 ── 気圧が下がるので空気塊は外と熱をやり取りせずに冷える。
  • 雲底(LCL)の高さ ≒ 125 m ×(気温 − 露点) ── 地表の気温と露点の差(湿数)が小さいほど雲は低くできる。
  • 雲底より下は乾燥断熱減率 1.0 ℃/100 m、上は湿潤断熱減率 0.5 ℃/100 m ── 凝結の潜熱で冷え方がゆるむ。
  • 気温と露点が一致した高さ=雲底 ── グラフで2本の線が交わる高度が雲のできはじめ。
雲底の高さ(LCL)
雲底の気温
空気塊の高さ
空気塊の気温
大気の断面(空気塊の上昇と雲)
高度−気温グラフ(気温と露点の交点が雲底)