雨から雪に変わる理由は何?気温や湿度、雲との関係で降雪を予測する!

自然

雨から雪に変わることが多くなる季節といえば12月と1月ですね。寒い冬にはその日の天気が何なのか特に気になります。今日は一日中雨なのかそれとも後々雪に変わるのかがわかると出かけるときに役立ちます。

 

雨が雪に変わるには空の上でどのようなことが起きているの?気温や湿度、雲との関係により降雪を予測することはできるのかも気になりますね。

 

また、変わる理由がわかれば、この季節なにかと便利だと思いませんか。今日はこの雨から雪に変わる理由について詳しく解説していきます。

雨から雪に変わる理由と気温の関係

雨から雪に変わる理由について、そもそもまずどうして天気が崩れて降ってくるのでしょうか。地球の天気が晴れたり曇ったりと毎日変わっていくのは、地球自体が回っていることが原因です。

 

それに加え、地球を覆っている大気が動いているからだと言われています。雨が降るのは、太陽の照射による熱によって海や川といった地球の水分が暖められて、一定の空気の水分量を越えると水分が気体となります。

 

それが蒸発し水分はさらに暖められることでどんどん上空へと上がっていきます。そして空の高いところや太陽の熱が届かないところへ行くと今度は蒸気が冷やされることによって雲へと変化します。

 

それがまたこのように姿を変えて地上に降ってくるということです。そして降ってきた水分はまた海や川の水となり、また同じように蒸発します。

大気中の水分は、暖められたり冷やされたりします。これにより姿を変えて大気中を移動することで大気の循環が起こります。それに伴って地上の天気の変化も起こってきます。毎日の天気の変化には、このような大気中の水分の移動があったんですね。

 

では、どうして雲になった水分が地上に届くまでに姿を変えることがあるのでしょうか。まずは雲になった水分が地上に届くまでに雨になって降ってくるのか。雪になって降ってくるのか、大きな分かれ目となるのが気温です。

雪が降るってことは寒いから降ってくるのは当たり前じゃないかと思う人も多いかもしれません。ですが、変わるのには様々な条件があるのです。一般的に水が氷になるのは0度ですよね。

 

だから外の気温が0度を下回っていたら変化すると思われている人もいるでしょう。実はそれは間違いで、気温が0度以上であっても雪が降ることはあります。具体的に変化する条件として、まず地上が3度以下であることが第一条件となります。

 

それから、上空1500メートルがマイナス6度以下であることです。それと上空5000メートルでマイナス30度であることも条件となっています。上空でしっかりと冷やされた水分がそのまま冷やされます。

この環境を維持したまま地上に降ってきた場合、雨ではなく雪となるのです。なので、一概に寒いから降るというわけでなく、こういった条件が揃って初めて降ってくるのですね。ただし、この気温は目安です。

 

この条件が揃っているから絶対に降るというわけではないようです。降るのにはそれ以外の条件も揃っていないと見られないのです。

雨から雪に変わる理由と湿度の関係

雨が雪に変わる理由として第一に気温が関係しているということを説明しました。なお、気温以外にも降らせる重要な要因があり、それが湿度なのです。地上の気温が3度以下という条件がないと降らないと言いました。

 

これはだいたいの目安であり実は地上の温度が4度であっても降ることもあるのです。例えば地上の気温が4度であり、湿度が70パーセント以上だと、40パーセント以下だととなります。その間だとみぞれという天候に変化が見られます。

 

つまり気温も降らせるための重要な条件です。ただし、それ以外にも重要な条件が揃わないと降らないということですね。なぜ気温以外の要因が大きく関係しているかというと昇華という現象によって降らせているのです。

 

昇華とは水分が氷の状態からそのまま水蒸気に変化することを言います。つまり、固体が液体になることがないまま、じかに気体になる現象です。本来氷から水になり水蒸気になるところを、一気に水蒸気まで変化することが昇華と言う現象です。

この昇華が起こっていることによって、上空の冷たい空気で冷やされて氷のかたまりとなります。この物体がだんだんと地上に落ちてきて、この途中で熱が奪われてかたまりの温度が低下していきます。

 

温度の下がったかたまりは地上の気温が4度という0度より高い温度であっても溶けずにその状態を維持することができるのです。昇華は湿度と密接に関わっていて低ければ低いほど昇華の現象が起こりやすいです。

 

また、高ければ高いほど起こりにくいという性質を持っています。なので低いほど昇華の現象がどんどん起きてもかたまりの熱を奪うためです。こうなると、気温が高くてもその状態のまま地上に残りやすくなります。

逆に高い場合だと昇華の現象が起こりにくいのです。気温が低くてもかたまりの温度があまり低くないです。このため、その状態を維持することができず溶けてしまうのです。このように湿度が低ければ低いほど降りやすい。

 

このメカニズムができるということが理解できたでしょうか。一概に気温が低いから寒いから今日は雪が降るかもしれないというわけではないです。0度より高い温度であっても降ることはあるんです。

 

なんと、気温が10度付近という比較的冬の中では高めの気温のときでもあります。10~30パーセントの湿度で低いときであれば、かたまりが昇華によって熱が奪われ冷やされます。ことによってそのまま雪として降ってくることもあり得るのです。

雨から雪に変わる理由と雲の関係

そもそも晴れている日やくもりでも晴れ間のある日には天気が崩れることはないですよね。では雲とは一体どんな状態を指していてどうしてできるのでしょうか。

 

最初に雨が降るメカニズムとして、地上にある海や川の水分が太陽の照射による熱によって蒸発します。これにより、どんどん上空に行き雲に変化すると先にいいましたね。なぜ、一度水蒸気になった水分がそのような状態になるのでしょうか。

 

上空に行くほど空気が冷たくなることによって起きます。空気中に水蒸気として存在していた水分が過飽和(かほうわ)により水蒸気としていられなくなり凝結して変化するのです。

その変化する場所が特別気温が低く物体を冷やしているのかと言ったらそうではないです。空気が冷えるのは上昇したから起こる現象です。一般的に100メートル上昇することにより1度気温が下がると言われていています。

 

雲ができている部分は上昇気流ができているところとも言えます。空気が上に押し上げられることによって冷やされて過飽和が起こっている状態と言えます。そしてその中には雨を降らせるものと降らせないものの2種類があります。

降らせないものは、水分の粒がとても小さいためにふわふわと大気中に浮いています。そもそも上昇気流が起きている場所でできやすいため、上昇しているから落ちにくいです。この粒はとても小さくて軽いのでなかなか落ちることはありません。

 

こういったくもり空の場合は、天気が崩れる可能性が低いと言えるでしょう。しかし、水分の粒がたくさん集まって密度が高くなり空に厚みを帯びてくると変化します。粒同士がぶつかりあって大きな粒へと変化していきます。

さらに上空から溶けてきた氷があったりすると、その成長はさらに早くなり変わるのです。こうなると軽かった粒でもだんだんと重みが出てきて地上まで落ちてきます。雪を降らせる理由にもなる代表的な形として、乱層雲というものがあります。

 

雪雲(ゆきぐも)と呼ばれることが多いですね。天気予報などを見ていると耳にすることも多い言葉ではないでしょうか。この乱層雲は低気圧の中心付近や前線付近に発生しやすくなっています。

この中に含まれる粒は、水滴や雨粒、氷の結晶などでできています。空を覆ってしまうと太陽が見えなくなるぐらい分厚いものです。そのため、日中でも明かりが欲しくなるほど薄暗くなってしまいます。

 

いかにも雪が降りそうだなと分かるものですね。現れる高さは2000メートルから7000メートルで場所によってできる粒の種類が変わってきます。

降雪を予測する他の方法

毎日の生活に欠かすことのできないもののひとつが天気予報ですね。天気予報がなければ毎日の持ち物や行動まで決められないし困ってしまいますよね。降雪予報も含め天気予報とはどのような方法で行っているのでしょうか。

 

天気予報はアメダスにより全国の気象情報を集めて分析しています。アメダスとは気象庁の地域気象観測システムのことです。日本全国におよそ840箇所も設置されているのです。

 

降水量だけを観測するものも含めるとおよそ1300箇所にまで及びます。このアメダスの機械から降水量気温風向き風速日照時間などといった観測データが送られてきます。このデータをもとに気象予報士が天気を予測してテレビで流しているのです。

最近ではアメダスだけではないです。気象衛星の「ひまわり」やスーパーコンピュータを利用しています。これにより詳しく正確性の高いデータを集めることができ、様々な気象情報を分析しています。

 

こういった最新のスーパーコンピュータを利用することによって格段に精度が上がっています。今までは分からなかった1ヶ月先3ヶ月先というような未来の天気予報も予測できるようになったのです。天気予報でよく聞く高気圧と低気圧についても説明しますね。

 

高気圧とは空気がたくさん集まり他の場所より気圧が高くなっているところのことを言います。空気が上から下に向けて流れ、地上にたどり着くと外側に流れていきます。

このように下降気流が起きています。上空に雲があっても暖かい下降に押しやられることで雲自体が消えてなくなっていくので晴れることが多いです。

 

反対に低気圧というのは、空気が少ないので他の場所と比べて気圧が低いところのことを言います。地上に集まった空気が上に押し上げられどんどん上空へと移動します。こうすることで上昇気流が起きて雲が発生しやすくなります。

 

さらに低気圧が強く上昇気流によって雲がたくさんできます。その粒の密度も高くなると、雨や雪が降りやすくなるというわけです。特に冬の日本では、ロシアのシベリア地方で高気圧が発達することにより、日本の東の海上では低気圧が発達しやすくなります。

これにより天気予報で聞いたことのあるお馴染みの西高東低といった気圧配置が起きます。このためシベリアから北西の季節風が吹くことにより、

 

それによって東北や北海道などの日本海側で雪が降りやすい傾向があるというのに繋がります。降雪を予想するにはこういった気圧配置やその日の気温や湿度といった様々な情報を元にします。こうして、気象予報士がその日の天気を予測しています。

結び

雨から雪に変わる理由は何?についての記事はいかがでしたでしょうか?気温や湿度、雲との関係で降雪を予測するにはどうすればよいのかもご理解いただけたでしょうか。

 

寒い冬にどうして雨の日もあれば雪に変わる日もあるのか、どうして降るのかという理由は、地上の水分が太陽の熱などによって蒸発してどんどん上昇していきます。そこで氷や水といった雲粒となり徐々に雲が出来上がります。

 

それが上空1500メートル付近で気温マイナス6度、さらに地上で3度以下であることが目安になります。これにより地上の天気が大きく変わるのでしたね。

 

さらにこの気温はあくまでも目安であり気温と共に、湿度も大きく関わっています。これが、雪を降らせる要因であるということも分かりました。湿度が低ければ低いほど昇華が起こりやすです。

 

上空の冷たい空気によって冷やされた粒が昇華によって熱を奪われることでさらに温度が低くなります。そのため、地上が3度以上であっても溶けることなく降るという仕組みもありました。また低気圧の気圧配置により、上昇気流が発生している。

 

乱層雲という雨や雪を降らしやすい厚くて重たい粒が発生していることも要因となっているのですね。

このように天気が雨から雪に変わるのには様々な理由が複雑に絡んでいることがわかりました。普段何気なく見ている天気予報や日常の天気ですが、様々な仕組みがあって天気が変わっているのが分かり、地球の面白さを感じます。

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