お天気豆知識

No.105

2009.10　Categoriesその他

積乱雲を作ってみよう

　夏の午後や夕方、ムクムクと空高くそびえたつ入道雲、積乱雲。この雲が成長するようすを実験で観察してみましょう。家庭にある道具、材料で簡単にできます。準備するものは、牛乳、水、ストロー、ガラスコップ、ローソク、ガラスコップを乗せる台です。もちろん、ビーカーやコーヒーサーバーを使ってもかまいません。

　実験の手順です。（図1）
　①コップに水を入れて台の上に置きます。台は下からローソクでコップの底をあぶれるような台です
　②コップの水が静まったら、冷たい牛乳をストローでコップの底に注ぎます。
　・ストローで牛乳を吸い上げるときは、味が感ずるまで吸い上げ、吸い口側をすぐ指で蓋をします。少しぐらいなら飲んでもいいでしょう。
　・ストロー水を入れたコップの縁に沿って入れ、底に着いたら吸い口側の蓋をした指を離し、静かにストローを引き上げます。
　③コップの中は上が水で底のほうに牛乳がたまっています。牛乳の厚さは2cmぐらいにします。
　④ローソクに火をつけ、コップの底を暖めてください。台がなければ、手で持ったまま暖めてください。

（図1）準備するものと実験の手順
Zbigniew Sorbjan（1996）の方法を改良。

さあどうなるでしょう。

　底のほうから白い柱がスーッと伸び、水面に着くと両側に広がります（図2）。白い柱が伸びているときは（図2）（右）の手前の発達中の積乱雲みたいですね。白い柱が両側に広がった様子は、（図2）（右）奥にあるカナトコ雲と似ていませんか。積乱雲も対流圏内では上に向かって成長しますが、大気がとても安定している成層圏との境の圏界面にぶつかると両側に広がってカナトコ雲を作ります。

（図2）実験で作った積乱雲と実際の積乱雲

　コップの中でなぜ白い柱ができたのでしょう。下から暖めたので、水面と温度差ができ、温まった牛乳が上昇して白い柱ができました。積乱雲は地面に近いところの空気と上空の温度差が大きくなると発生発達します。夕立は夏に地面が太陽で熱せられ、上空と下層の温度差が大きくなって発生した積乱雲の雷雨です。このような雷雨の積乱雲は夕暮れになるとしぼんでしまい、雷雨も止みます。
　積乱雲が発生発達するのは日射の影響だけではありません。下層に温かく湿った空気が流れ込んで上昇するときも、積乱雲が発生発達します。このようなときは時間帯に関係なく積乱雲が発生発達して強い雨が降ります。しかも、雨の素になる下層の水蒸気が同じ地域に流れ込むと、次々と積乱雲が発生して同じところに襲いかかり豪雨になります。もちろん激しい雷を伴っています。
　このため夜中や午前中に雷が鳴って強い雨が降っているときは災害になるような大雨のこともあります。夜中に土石流を起こすような集中豪雨があったときは、「雨の音と雷の音がすごかった」と付近の人たちが言っています。「集中豪雨」の言葉が生まれた京都府南部の山城地域の豪雨のとき、遠く離れた京都市内でも雷鳴が聞こえたそうです。1994年9月上旬に伊丹空港ビルの電気室が水没して空港が使えなくなった大阪府豊中市の豪雨のとき、私は枚方市北部に住んでいましたが、夜遅くまで激しい雷が鳴っていました。
　昨年（2008年）の夏は全国各地でやたらと雷雨が多く、悲しい事故も起きました。いつもなら北海道の北にあるジェット気流がなぜか大きく蛇行して日本の上を流れました。このため、上空に寒気が入って上空と下層の温度差が大きくなり、おまけに下層には暖かく湿った気流が入りやすくなりました。このため積乱雲が発達しやすくなり、大雨を降らせやすい雷雨があちこちで発生しました。
　天気予報の解説で、「暖かく湿った空気が入って・・・」とか「上空に寒気が入って・・・」と言ったときには積乱雲が発達しやすくなります。大雨に注意してください。冬に「上空に強い寒気が入って・・・」と言っていたら、大雪に注意してください。