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【読むeラーニング】第2章 大気の熱力学1 〜その26〜「乾燥断熱減率・温位」

「断熱膨張冷却」~気象予報士講座より

「断熱膨張冷却」~気象予報士講座より

(その25の続き)

今ここに横軸に温度、縦軸にhPaで高度を書いたグラフありますけれども、0mが1000hPaで今上空5000mに空気塊があります。そんな絵をここに描きました。今ここの5000mにある空気の塊を乾燥断熱減率の線に沿ってシューッと1000hPaまで強引に下ろしてきたと考えましょう。そのとき温度は何度になるかと計算した値を温位と言います。今ここにあるグラフによると、5000mで‐20℃の空気塊は、乾燥断熱変化にのっとって1000hPaまで下ろしてくると30℃になるわけですね。この30℃というのが温位なわけです。ケルビンで言えば300Kぐらいですね。

そういうふうなことになるのですけれども、例えば今、空気塊Bというのが地上付近にあったとします。この空気塊Bというのがあったとして、10℃のBという空気塊があります。でもAの温度は‐20℃です。「さあ、どちらの温度が低いですか?」と言ったらそれは温度が低いのはAに決まってるんですよね。Aは‐20℃でBは10℃ですから。だけど今言ったように温位で比べてみようといった場合は、同じ土俵までAを引きずり下ろしてくるんですね。Aを1000hPaまで引き下ろしてきた場合に比べてみるとAのほうが温かいということになるわけですよ。Aの空気塊のほうが温位は高いということになるんですね。実はこの温位というのは空気塊が本来持っている温かさ、本籍みたいなもので、この温位というのは蒸発とか凝結がない限りはずっと保存されるんですね。だから乾燥断熱変化している間はずっと本籍は変わらず温位は何Kで変化しないんですね。

ところが、今言っているのは水蒸気が絡んでないんです。水蒸気が絡んでない話なんですね。だけど面白いことに普通の大気には水蒸気がたくさん含まれていて、水蒸気が含まれることによってまたちょっと変わってくるわけなんですね。だから考えなければいけないのは乾燥空気の乾燥断熱変化だけではなくて、水蒸気を含んだ場合の変化のことも考えなければいけないんです。ということで、空気中に存在する水蒸気のことをこれから考えていきたいと思います。

 

(その27へ続きます)

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